CN108266233A - 一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统及其工作方法，所述系统包括：若干扩压段导流环真空抽吸支管、若干去湿环真空抽吸支管、真空抽吸母管和真空抽吸装置。本发明在末级叶片末端扩压段导流环及去湿环两处抽吸排汽，以增大级间前后压差及消除叶片根部倒涡流区，使乏汽及其凝结水滴向级后排放强制抽吸排出，同时将叶顶区乏汽及水滴强制抽吸排出，系统在≤35％额定负荷的低负荷工况投运，以达到消除汽轮机末级、次末级叶片水蚀的成效，因真空抽吸可在末级叶片做功小容室空间提高真空，故在更高负荷工况下投运本系统可提高汽轮机效率，且仅需维持凝汽器大容室内较低真空，故同步达到降低循环水泵电耗及厂用电率的效果。

Description

一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及发电厂汽轮机运行涉及汽轮机叶片水蚀技术领域，具体涉及一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统及其工作方法。

背景技术

汽轮机叶片水蚀问题是行业内疑难问题。分析汽轮机叶片水蚀原因如下：1、汽轮机低负荷运行，经过各压力级做功后，蒸汽湿度逐级增加；2、后几级动叶片排汽湿度增加的同时，在凝汽器冷却作用下，出现排汽乏汽凝结水滴的情况；3、研究证实，汽轮机低负荷运行时，动叶片根部会出现负反动度情况，也即此时动叶片后的静压力将大于动叶片前的静压力，在此压差条件下将使叶型表面的汽水附着层逐步增厚乃至发生迅速脱离的情况，在动叶片根部区域形成一个倒涡流区，汽流中夹带排汽凝结的水滴在涡流区短暂滞留的同时，随排汽倒流冲击叶栅，旋转的动叶片与排汽中凝结的水滴发生剧烈碰撞而产生水蚀；4、动叶片高速旋转的作用，使其做功蒸汽中凝结的水滴在离心力作用下，必然更多的聚集在叶顶区域，这也是叶顶区域叶片水蚀严重的原因。次末级、末级叶片直径大，其叶顶附近圆周线速度最高，与乏汽中凝结的水滴碰撞程度最强，故次末级、末级叶片叶顶部位进汽边水蚀更严重，所以有末级叶片叶顶部位钎焊司太立合金片的被动防护措施；5、研究证实，在小容积流量工况，动叶根部区域由于气流脱离所造成的涡流和叶顶处的气流偏转易激发叶片的颤振，也即自激振动，小容积流量工况时的气动特性汽流不均是激发叶片自激振动乃至引起动应力突增的根源。汽轮机叶片动应力突增易损伤叶片的同时，颤振也加大了水滴与叶片碰撞力度与频次进而加剧叶片水蚀。

综上所述，叶片水蚀区域一般情况发生在叶片叶顶区域进汽边和根部出汽边两部位，常规情况下次末级、末级叶片会发生水蚀，特别是末级叶片水蚀严重。叶片排汽凝结水滴在离心力作用下聚集叶顶区域，不能及时沿径向排出也无法及时向后排出，水滴与叶片碰撞引起叶片水蚀，是叶顶区域叶片水蚀主要原因；而动叶片根部出现负反动度情况带来动叶片后的静压力大于动叶片前的静压力，也即维持做功蒸汽向叶片后部流动膨胀做功的级间压差减小甚至出现反方向压差，导致动叶片根部区域形成一个倒涡流区，凝结水滴在涡流区短暂滞留的同时倒流冲击叶片是根部叶片水蚀主要原因。

因叶片水蚀导致汽轮机末级和次末级叶片损坏数约占叶片损坏故障总数的70％，而其中末级叶片水蚀故障占比高达95％以上。水蚀会导致叶片损伤部位出现蜂窝状麻点，甚至会使叶片进出汽边缘呈现锯齿状或产生很多细小的裂纹。水蚀叶片流道粗糙则级效率下降，水蚀叶片抗疲劳强度降低，叶片水蚀引起叶片振动特性变化易诱发机组振动等故障，水蚀部位应力集中甚至引发叶片断裂导致飞车恶性事故。

机组运行方面除了依靠调整参数减轻叶片水蚀问题外，尚无其它有效措施；汽轮机设计制造方面，现有减缓叶片水蚀的主要措施，一是增大末级叶片根部反动度的措施，即由过去设计值约10％提高至约25％±10％，确保低负荷小流量工况时汽流通过叶片弯曲扭转的汽道时，减小叶根部位形成的负反动度，更好的避免排汽缸及凝汽器喉部的湿蒸汽回流，减轻汽道内存在脱流、漩涡流产生激振，从而达到避免更高的叶片振动应力，以便一定程度的改善低负荷下叶片根部出汽边及背弧侧的水蚀；二是末级叶片去湿环构造，也即末级叶片做功腔室圆周径向开小孔，被动的让乏汽及其凝结的水滴通过小孔排除；三是采用叶片叶顶钎焊司太立合金片的被动式防护措施，不能完全防护叶片的水蚀部位，也不能持久防护，往往1-2个A修周期(约5-10年)就需要重新钎焊司太立合金片；四是低压缸低负荷喷水减温系统喷水位置及喷水方向的调整，确保减轻水蚀，显然，喷水减温本身就是引起水蚀的另一个重要根源，所以即便喷水方向改变达到效果，也无法解决汽轮机动叶本身的气动特性及乏汽自身湿度增加带来的水蚀问题。

因压水堆核电站采用饱和蒸汽型汽轮机，其汽轮机末级叶片水蚀问题很突出。对于火力发电机组而言，随着发电装机容量的扩大，加之可再生能源发电占比提高，火电机组负荷率逐步降低，机组低负荷(约≤35％负荷率时即可能持续产生叶片水蚀问题。由于科研手段等制约，产生叶片水蚀对应的最低机组负荷率值尚无确切定论，有些文献甚至指出机组带60％负荷时即出现负反动度现象)状态下运行，乃至≤30％负荷率的深度调峰运行将成为常态，供热机组甚至于采取低压缸近零功率状态的小容积流量工况下运行，则，汽轮机叶片水蚀问题将更加严重。故，行业内亟待有效而主动的、全新的技术方案消除汽轮机低负荷运行叶片水蚀问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统及其工作方法，用以解决目前无法消除汽轮机低负荷运行叶片水蚀的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其工作原理是，在末级叶片做功的小容室空间通过新增真空抽吸装置抽吸直接形成高真空，增加级间前后压差，确保做功后乏汽向叶片后部快速排出，即便是存在负反动度大导致汽流涡流滞留，滞留汽流及其凝结的水滴也会在叶片旋转离心力作用下向叶顶聚集，再经过末级叶片去湿环加装的真空抽吸口，将其快速排出。高真空提升级间压差改善末级叶片汽流特性的同时，进而也改善了次末级叶片级间前后压差及其工作环境，从而达到消除汽轮机末级、次末级叶片水蚀的成效。

进一步地，所述系统包括：若干扩压段导流环真空抽吸支管、若干去湿环真空抽吸支管、真空抽吸母管和真空抽吸装置，所述若干扩压段导流环真空抽吸支管的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片尾部扩压段导流环，所述若干去湿环真空抽吸支管的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片去湿环，所述若干扩压段导流环真空抽吸支管和所述若干去湿环真空抽吸支管连接至真空抽吸母管，所述真空抽吸装置包括射水抽汽器和/或真空泵和/或蒸汽喷射抽吸器，所述蒸汽喷射抽吸器为蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器，所述射水抽汽器、所述真空泵和所述蒸汽喷射抽汽器分别通过射水抽汽器连接支管、真空泵连接支管和蒸汽喷射抽汽器连接支管连接至所述真空抽吸母管，所述真空抽吸母管上设置有第一调节阀。

进一步地，所述第一调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第一调节阀旁通连接有旁通门。

进一步地，所述射水抽汽器连接支管、所述真空泵连接支管和所述蒸汽喷射抽汽器连接支管上分别设置有第一至第三逆止门及第二至第四调节阀，所述第一至第三逆止门分别设置在所述第二至第四调节阀之前。

进一步地，所述射水抽汽器连接设置有射水泵及射水箱，所述射水箱的射水箱池包括并排设置的射水泵入口水箱和射水泵出口水箱，所述射水泵入口连接射水泵入口水箱，所述射水泵出口经所述射水抽汽器连接至射水泵出口水箱，射水泵出口水箱连接第一升压泵，所述第一升压泵出口连接第五调节阀，第五调节阀经由若干切换阀连接若干低压加热器入口，所述若干低压加热器出口汇集连接至除氧器连接管，所述第五调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第五调节阀旁通连接有旁通门，所述低压加热器入口和所述低压加热器出口分别设置有低压加热器入口调节阀和低压加热器出口调节阀，所述低压加热器入口和所述低压加热器出口之间设置有低压加热器旁通门。

进一步地，所述射水泵出口水箱经由换热器与所述射水泵入口水箱连通，所述换热器冷却水侧和换热水侧分别连接工业冷却管阀和换热水管阀，所述换热器的射水泵出口水箱端连接管和射水泵入口水箱端连接管分别连接射水泵出口水箱端调节阀和射水泵入口水箱端调节阀。

进一步地，所述射水泵入口水箱连接有单级筒式水封，所述单级筒式水封连接凝汽器，所述凝汽器连接至第二升压泵，所述第二升压泵经由第六调节阀串联连接若干低压加热器，所述第六调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第六调节阀旁通连接有旁通门，所述射水泵入口水箱中连接除盐水管，所述除水盐管旁通连接补水管，所述除水盐管和所述补水管上分别设置有除水盐管阀和补水阀，所述补水管连通至单级筒式水封。

进一步地，所述蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的动力接口连接高压动力蒸汽管，所述高压动力蒸汽管上连接有第七调节阀，所述蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的出口连接采暖或工业热用户，所述第七调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第七调节阀旁通连接有旁通门。

本发明还公开了一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法，所述工作方法包括：射水抽汽器完成强制抽吸排汽：启动射水泵给射水抽汽器提供工作动力源，射水抽汽器启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，同时在末级叶片去湿环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，并经过第一调节阀、第一逆止门、第二调节阀到达射水抽汽器入口，将蒸汽、乏汽及其凝结水滴强制抽吸排出至射水泵出口水箱，所述第一逆止门确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰；和/或真空泵投入工作完成强制抽吸排汽：真空泵启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，同时在末级叶片去湿环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，并经过第一调节阀、第二逆止门、第三调节阀到达真空泵入口，最终经过真空泵出口排出至大气，所述第二逆止门确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰；和/或蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器完成强制抽吸排汽：高压动力蒸汽管引入动力蒸汽，动力蒸汽经过第七调节阀至蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，同时在末级叶片去湿环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，并经过第一调节阀、第三逆止门、第四调节阀到达蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，最终经过蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器出口排放至采暖或工业热用户，所述第三逆止门确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰。

进一步地，所述射水抽汽器完成强制抽吸排汽时，所述工作方法还包括：在射水泵启动前对射水箱池进行补水：除盐水管来水，经过补水阀向单级筒式水封、射水泵入口水箱补水至工作液位，确保射水泵具备启动运行条件，通过换热器的射水泵入口水箱端连接管和射水泵出口水箱端连接管分别与射水泵入口水箱和射水泵出口水箱联通，进而保证射水泵出口水箱同时补水至工作液位。

进一步地，工质回收：射水抽汽器强制抽吸排出的蒸汽、乏汽及其凝结水滴在射水泵出口水箱内凝结后，经过第一升压泵、第五调节阀及若干切换阀将工质回收至发电厂凝结水系统并接至与其温度相匹配的低压加热器入口，通过第五调节阀调整工质回收水量大小以确保射水泵出口水箱的液位；和/或射水泵出口水箱内凝结的工质通过表面式换热器减温后，自流至射水泵入口水箱内，通过单级筒式水封后回收至凝汽器，通过调节工业冷却管阀确保换热器减温效果，经过第二升压泵及第六调节阀将工质回收至发电厂凝结水系统并串联连接若干低压加热器。

本发明具有如下优点：

本发明设计合理，结构简单，系统完善，在确保凝结水工质全面回收的前提下，达到消除汽轮机末级、次末级叶片水蚀的成效；投入成本较低，适合批量使用，适用范围广泛，可以用于压水堆核电站的饱和蒸汽型汽轮机，适用于火力发电纯凝、抽凝式汽轮机等；在末级叶片做功的小容室空间通过抽吸直接形成高真空，也即在凝汽器前即通过小功率的新增真空抽吸装置建立了最佳真空，可以大大提高汽轮机效率；汽轮机在扩压段导流环前的小容室内即建立了最佳真空保证汽轮机缸效，所以可以仅保持凝汽器大容室内部较低的真空即可，故通过停运一台循环水泵或者单台循环水泵较低速运行，大大降低循环水泵电耗乃至厂用电率。

附图说明

图1为本发明的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的三种类型的真空抽吸装置并联配置的结构示意图。

图2为本发明的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统采用射水抽汽器作为新增真空抽吸装置的结构示意图。

图3为本发明的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统采用真空泵作为新增真空抽吸装置的结构示意图。

图4为本发明的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统采用蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的结构示意图。

图5为本发明的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的扩压段导流环、扩压段导流环真空抽吸支管、去湿环、去湿环真空抽吸支管、真空抽吸母管连接构造示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

参考图1和图5，本实施例公开的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统包括：若干扩压段导流环真空抽吸支管01、若干去湿环真空抽吸支管02、真空抽吸母管03和真空抽吸装置04，若干扩压段导流环真空抽吸支管01的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片尾部扩压段导流环06，若干去湿环真空抽吸支管02的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片去湿环07，若干扩压段导流环真空抽吸支管01和若干去湿环真空抽吸支管02连接至真空抽吸母管03，真空抽吸装置包括射水抽汽器08和真空泵09和蒸汽喷射抽吸器10，蒸汽喷射抽吸器10为蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器，射水抽汽器08、真空泵09和蒸汽喷射抽汽器10分别通过射水抽汽器连接支管11、真空泵连接支管12和蒸汽喷射抽汽器连接支管13连接至真空抽吸母管03，真空抽吸母管上设置有第一调节阀14。

进一步地，射水抽汽器连接支管11、真空泵连接支管12和蒸汽喷射抽汽器连接支管13上分别设置有第一至第三逆止门15、16和17及第二至第四调节阀18、19和20，第一至第三逆止门15、16和17分别设置在第二至第四调节阀18、19和20之前。

进一步地，射水抽汽器08连接设置有射水泵21及射水箱22，射水箱22的射水箱池包括并排设置的射水泵入口水箱23和射水泵出口水箱24，射水泵21入口连接射水泵入口水箱23，射水泵21出口经射水抽汽器08连接至射水泵出口水箱24，射水泵出口水箱24连接第一升压泵25，第一升压泵25出口连接第五调节阀26，第五调节阀26经由若干切换阀27连接若干低压加热器28入口，若干低压加热器28出口汇集连接至除氧器连接管29。

进一步地，射水泵出口水箱24经由换热器33与射水泵入口水箱23连通，换热器冷却水侧和换热水侧分别连接工业冷却管阀34和换热水管阀35，换热器的射水泵出口水箱端连接管36和射水泵入口水箱端连接管37分别连接射水泵出口水箱端调节阀38和射水泵入口水箱端调节阀39。另外，射水泵入口水箱23连接有单级筒式水封40，单级筒式水封40连接凝汽器41，凝汽器41连接至第二升压泵42，第二升压泵42经由第六调节阀43串联连接若干低压加热器28，射水泵入口水箱23中连接除盐水管44，除水盐管44旁通连接补水管45，除水盐管44和补水管45上分别设置有除水盐管阀46和补水阀47，补水管45连通至单级筒式水封40。

进一步地，蒸汽喷射抽吸器10即蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的动力接口连接高压动力蒸汽管48，高压动力蒸汽管48上连接有第七调节阀49，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的出口连接采暖或工业热用户50。

优选地，第一调节阀14、第五调节阀26、第六调节阀43和第七调节阀49的前面和后面分别设置有前关断门51和后关断门52，并第一调节阀14、第五调节阀26、第六调节阀43和第七调节阀49旁通连接有旁通门53，以及低压加热器28入口和低压加热器28出口分别设置有低压加热器入口调节阀30和低压加热器出口调节阀31，低压加热器28入口和低压加热器28出口之间设置有低压加热器旁通门32，这样，当第一调节阀14、第五调节阀26、第六调节阀43和第七调节阀49以及低压加热器28坏掉的时候，可以关闭与其连接的前关断门51和后关断门52或低压加热器入口调节阀30和低压加热器出口调节阀31并打开与其旁通连接的旁通门53或低压加热器旁通门32，此时便不会影响整个系统，方便换掉已经坏掉的调节阀，当然，本实施例涉及到的其它调节阀的前面和后面也可以分别设置有前关断门51和后关断门52并旁通连接有旁通门53。

本实施例中涉及的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法包括：射水抽汽器08、真空泵09和蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器并联完成强制抽吸排汽。

其中，射水抽汽器08完成强制抽吸排汽具体描述如下：

首先，对射水箱池进行补水：除盐水管44来水，经过补水阀47向单级筒式水封40、射水泵入口水箱23补水至工作液位，确保射水泵08具备启动运行条件，通过换热器33的射水泵入口水箱端连接管37和射水泵出口水箱端连接管36分别与射水泵入口水箱23和射水泵出口水箱24联通，进而保证射水泵出口水箱24同时补水至工作液位；

之后，射水抽汽器08投入工作完成强制抽吸排汽：启动射水泵21给射水抽汽器08提供工作动力源，射水抽汽器08启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环06处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管01抽吸至真空抽吸母管03，同时在末级叶片去湿环处07的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管02抽吸至真空抽吸母管03，并经过第一调节阀14、第一逆止门15、第二调节阀18到达射水抽汽器08入口，将蒸汽、乏汽及其凝结水滴强制抽吸排出至射水泵出口水箱24，所述第一逆止门15确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰；

最后，工质回收：射水抽汽器08强制抽吸排出的蒸汽、乏汽及其凝结水滴在射水泵出口水箱24内凝结后，经过第一升压泵25、第五调节阀26及若干切换阀27将工质回收至发电厂凝结水系统并接至与其温度相匹配的低压加热器28入口，通过第五调节阀26调整工质回收水量大小以确保射水泵出口水箱24的液位；和/或射水泵出口水箱24内凝结的工质通过表面式换热器33减温后，自流至射水泵入口水箱23内，通过单级筒式水封40后回收至凝汽器41，通过调节工业冷却管阀34确保换热器33减温效果，经过第二升压泵42及第六调节阀43将工质回收至发电厂凝结水系统并串联连接若干低压加热器28。

其中，真空泵投入工作完成强制抽吸排汽具体描述如下：

真空泵09启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环06处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管01抽吸至真空抽吸母管03，同时在末级叶片去湿环07处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管02抽吸至真空抽吸母管03，并经过第一调节阀14、第二逆止门16、第三调节阀19到达真空泵09入口，最终经过真空泵09出口排出至大气，第二逆止门16确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰。

其中，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器完成强制抽吸排汽具体描述如下：

高压动力蒸汽管48引入动力蒸汽，动力蒸汽经过第七调节阀49至蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环06处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管01抽吸至真空抽吸母管03，同时在末级叶片去湿环07处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管02抽吸至真空抽吸母管03，并经过第一调节阀14、第三逆止门17、第四调节阀20到达蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，最终经过蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器出口排放至采暖或工业热用户50，第三逆止门17确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰。

实施例2

参考图2和图5，本实施例公开的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统包括：若干扩压段导流环真空抽吸支管01、若干去湿环真空抽吸支管02、真空抽吸母管03和真空抽吸装置04，若干扩压段导流环真空抽吸支管01的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片尾部扩压段导流环06，若干去湿环真空抽吸支管02的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片去湿环07，若干扩压段导流环真空抽吸支管01和若干去湿环真空抽吸支管02连接至真空抽吸母管03，真空抽吸装置为射水抽汽器08，射水抽汽器08通过射水抽汽器连接支管11连接至真空抽吸母管03，真空抽吸母管上设置有第一调节阀14。

进一步地，射水抽汽器连接支管11上设置有第一逆止门15及第二调节阀18，第一逆止门15设置在第二调节阀18之前。

进一步地，射水抽汽器08连接设置有射水泵21及射水箱22，射水箱22的射水箱池包括并排设置的射水泵入口水箱23和射水泵出口水箱24，射水泵21入口连接射水泵入口水箱23，射水泵21出口经射水抽汽器08连接至射水泵出口水箱24，射水泵出口水箱24连接第一升压泵25，第一升压泵25出口连接第五调节阀26，第五调节阀26经由若干切换阀27连接若干低压加热器28入口，若干低压加热器28出口汇集连接至除氧器连接管29。

进一步地，射水泵出口水箱24经由换热器33与射水泵入口水箱23连通，换热器冷却水侧和换热水侧分别连接工业冷却管阀34和换热水管阀35，换热器的射水泵出口水箱端连接管36和射水泵入口水箱端连接管37分别连接射水泵出口水箱端调节阀38和射水泵入口水箱端调节阀39。另外，射水泵入口水箱23连接有单级筒式水封40，单级筒式水封40连接凝汽器41，凝汽器41连接至第二升压泵42，第二升压泵42经由第六调节阀43串联连接若干低压加热器28，射水泵入口水箱23中连接除盐水管44，除水盐管44旁通连接补水管45，除水盐管44和补水管45上分别设置有除水盐管阀46和补水阀47，补水管45连通至单级筒式水封40。

优选地，第一调节阀14、第五调节阀26和第六调节阀43的前面和后面分别设置有前关断门51和后关断门52，并第一调节阀14、第五调节阀26和第六调节阀43旁通连接有旁通门53，以及低压加热器28入口和低压加热器28出口分别设置有低压加热器入口调节阀30和低压加热器出口调节阀31，低压加热器28入口和低压加热器28出口之间设置有低压加热器旁通门32，这样，当第一调节阀14、第五调节阀26和第六调节阀43以及低压加热器28坏掉的时候，可以关闭与其连接的前关断门51和后关断门52或低压加热器入口调节阀30和低压加热器出口调节阀31并打开与其旁通连接的旁通门53或低压加热器旁通门32，此时便不会影响整个系统，方便换掉已经坏掉的调节阀，当然，本实施例涉及到的其它调节阀的前面和后面也可以分别设置有前关断门51和后关断门52并旁通连接有旁通门53。

本实施例中涉及的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法通过射水抽汽器08完成强制抽吸排汽，其具体描述如下：

首先，对射水箱池进行补水：除盐水管44来水，经过补水阀47向单级筒式水封40、射水泵入口水箱23补水至工作液位，确保射水泵08具备启动运行条件，通过换热器33的射水泵入口水箱端连接管37和射水泵出口水箱端连接管36分别与射水泵入口水箱23和射水泵出口水箱24联通，进而保证射水泵出口水箱24同时补水至工作液位；

之后，射水抽汽器08投入工作完成强制抽吸排汽：启动射水泵21给射水抽汽器08提供工作动力源，射水抽汽器08启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环06处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管01抽吸至真空抽吸母管03，同时在末级叶片去湿环处07的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管02抽吸至真空抽吸母管03，并经过第一调节阀14、第一逆止门15、第二调节阀18到达射水抽汽器08入口，将蒸汽、乏汽及其凝结水滴强制抽吸排出至射水泵出口水箱24；

最后，工质回收：射水抽汽器08强制抽吸排出的蒸汽、乏汽及其凝结水滴在射水泵出口水箱24内凝结后，经过第一升压泵25、第五调节阀26及若干切换阀27将工质回收至发电厂凝结水系统并接至与其温度相匹配的低压加热器28入口，通过第五调节阀26调整工质回收水量大小以确保射水泵出口水箱24的液位；和/或射水泵出口水箱24内凝结的工质通过表面式换热器33减温后，自流至射水泵入口水箱23内，通过单级筒式水封40后回收至凝汽器41，通过调节工业冷却管阀34确保换热器33减温效果，经过第二升压泵42及第六调节阀43将工质回收至发电厂凝结水系统并串联连接若干低压加热器28。

实施例3

参考图3和图5，本实施例公开的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统包括：若干扩压段导流环真空抽吸支管01、若干去湿环真空抽吸支管02、真空抽吸母管03和真空抽吸装置04，若干扩压段导流环真空抽吸支管01的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片尾部扩压段导流环06，若干去湿环真空抽吸支管02的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片去湿环07，若干扩压段导流环真空抽吸支管01和若干去湿环真空抽吸支管02连接至真空抽吸母管03，真空抽吸装置包括真空泵09，真空泵09通过真空泵连接支管12连接至真空抽吸母管03，真空抽吸母管上设置有第一调节阀14。

进一步地，真空泵连接支管12设置有第二逆止门16及第三调节阀19，第二逆止门16设置在第三调节阀19之前。

优选地，第一调节阀14的前面和后面分别设置有前关断门51和后关断门52，并第一调节阀14旁通连接有旁通门53，这样，当第一调节阀14坏掉的时候，可以关闭与其连接的前关断门51和后关断门52并打开与其旁通连接的旁通门53，此时便不会影响整个系统，方便换掉已经坏掉的调节阀，当然，本实施例涉及到的其它调节阀的前面和后面也可以分别设置有前关断门51和后关断门52并旁通连接有旁通门53。

本实施例中涉及的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法通过真空泵09投入工作完成强制抽吸排汽，其具体描述如下：

真空泵09启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环06处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管01抽吸至真空抽吸母管03，同时在末级叶片去湿环07处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管02抽吸至真空抽吸母管03，并经过第一调节阀14、第二逆止门16、第三调节阀19到达真空泵09入口，最终经过真空泵09出口排出至大气。

实施例4

参考图4和图5，本实施例公开的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统包括：若干扩压段导流环真空抽吸支管01、若干去湿环真空抽吸支管02、真空抽吸母管03和真空抽吸装置04，若干扩压段导流环真空抽吸支管01的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片尾部扩压段导流环06，若干去湿环真空抽吸支管02的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸05两端末级叶片去湿环07，若干扩压段导流环真空抽吸支管01和若干去湿环真空抽吸支管02连接至真空抽吸母管03，真空抽吸装置为蒸汽喷射抽吸器10，蒸汽喷射抽吸器10为蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器，蒸汽喷射抽汽器10分别通过蒸汽喷射抽汽器连接支管13连接至真空抽吸母管03，真空抽吸母管上设置有第一调节阀14。

进一步地，蒸汽喷射抽汽器连接支管13上分别设置有第三逆止门17及第四调节阀20，第三逆止门17设置在第四调节阀20之前。

进一步地，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的动力接口连接高压动力蒸汽管48，高压动力蒸汽管48上连接有第七调节阀49，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的出口连接采暖或工业热用户50。

优选地，第一调节阀14和第七调节阀49的前面和后面分别设置有前关断门51和后关断门52，并第一调节阀14和第七调节阀49旁通连接有旁通门53，这样，当第一调节阀14和第七调节阀49坏掉的时候，可以关闭与其连接的前关断门51和后关断门52并打开与其旁通连接的旁通门53，此时便不会影响整个系统，方便换掉已经坏掉的调节阀，当然，本实施例涉及到的其它调节阀的前面和后面也可以分别设置有前关断门51和后关断门52并旁通连接有旁通门53。

本实施例中涉及的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法通过蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器完成强制抽吸排汽，其具体描述如下：

高压动力蒸汽管48引入动力蒸汽，动力蒸汽经过第七调节阀49至蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环06处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管01抽吸至真空抽吸母管03，同时在末级叶片去湿环07处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管02抽吸至真空抽吸母管03，并经过第一调节阀14、第三逆止门17、第四调节阀20到达蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，最终经过蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器出口排放至采暖或工业热用户50。

综上所述，本发明提供的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统及其工作方法，新增真空抽吸装置，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸排汽，提高真空，一是在末级叶片尾部扩压段导流环处加装真空抽吸口抽吸排汽，增大级间前后压差，确保膨胀做功后的蒸汽向级后排放，实现汽缸乏汽及其凝结水滴强制抽吸排出，同时确保将叶片根部区域形成的倒涡流区破坏，乃至及时将涡流区短暂滞留的乏汽及其凝结水滴向后迅速抽吸排走，二是在末级叶片去湿环加装真空抽吸口抽吸排汽，将做功后在离心力作用下向叶顶区域聚集的乏汽及其凝结的水滴强制抽吸排出，从而达到消除汽轮机叶片水蚀的成效。本发明采用的技术方案中新增真空抽吸装置推荐以上实施例中公开的三种类型，按照三种类型的真空抽吸装置分别单独配置、两种类型的真空抽吸装置并联配置、三种类型的真空抽吸装置并联配置，均可以达到上述消除汽轮机叶片水蚀的目的。两种类型或三种类型的真空抽吸装置并联配置的方案，允许无干扰的切除其中的一种类型或二种类型的真空抽吸装置运行，依然可以达到上述消除汽轮机叶片水蚀的目的，其中，任意两种类型真空抽吸装置并联配置的方案参考实施例1，在此不再赘述。

本发明中，鉴于机组≤35％额定负荷时的低负荷工况即可能持续产生叶片水蚀问题，为了确保消除叶片水蚀问题，推荐在机组≤35％额定负荷时低负荷工况投入本系统运行，达到消除汽轮机末级、次末级叶片水蚀的成效，同时通过小功耗的新增真空抽吸装置在末级叶片做功的小容室空间建立最佳真空，可以有利于提高汽轮机的效率，故，允许采用本技术的机组在更高负荷工况下投运本系统，以期同时达到降低循环水泵电耗、提高汽轮机效率的更大收益。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其特征在于，所述系统包括：若干扩压段导流环真空抽吸支管、若干去湿环真空抽吸支管、真空抽吸母管和真空抽吸装置，所述若干扩压段导流环真空抽吸支管的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片尾部扩压段导流环，所述若干去湿环真空抽吸支管的真空抽吸口成对对称设置加装至低压缸两端末级叶片去湿环，所述若干扩压段导流环真空抽吸支管和所述若干去湿环真空抽吸支管连接至真空抽吸母管，所述真空抽吸装置包括射水抽汽器和/或真空泵和/或蒸汽喷射抽吸器，所述蒸汽喷射抽吸器为蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器，所述射水抽汽器、所述真空泵和所述蒸汽喷射抽汽器分别通过射水抽汽器连接支管、真空泵连接支管和蒸汽喷射抽汽器连接支管连接至所述真空抽吸母管，所述真空抽吸母管上设置有第一调节阀。

2.根据权利要求1所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其特征在于，所述第一调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第一调节阀旁通连接有旁通门。

3.根据权利要求1所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其特征在于，所述射水抽汽器连接支管、所述真空泵连接支管和所述蒸汽喷射抽汽器连接支管上分别设置有第一至第三逆止门及第二至第四调节阀，所述第一至第三逆止门分别设置在所述第二至第四调节阀之前。

4.根据权利要求1所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其特征在于，所述射水抽汽器连接设置有射水泵及射水箱，所述射水箱的射水箱池包括并排设置的射水泵入口水箱和射水泵出口水箱，所述射水泵入口连接射水泵入口水箱，所述射水泵出口经所述射水抽汽器连接至射水泵出口水箱，射水泵出口水箱连接第一升压泵，所述第一升压泵出口连接第五调节阀，第五调节阀经由若干切换阀连接若干低压加热器入口，所述若干低压加热器出口汇集连接至除氧器连接管，所述第五调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第五调节阀旁通连接有旁通门，所述低压加热器入口和所述低压加热器出口分别设置有低压加热器入口调节阀和低压加热器出口调节阀，所述低压加热器入口和所述低压加热器出口之间设置有低压加热器旁通门。

5.根据权利要求4所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其特征在于，所述射水泵出口水箱经由换热器与所述射水泵入口水箱连通，所述换热器冷却水侧和换热水侧分别连接工业冷却管阀和换热水管阀，所述换热器的射水泵出口水箱端连接管和射水泵入口水箱端连接管分别连接射水泵出口水箱端调节阀和射水泵入口水箱端调节阀。

6.根据权利要求5所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其特征在于，所述射水泵入口水箱连接有单级筒式水封，所述单级筒式水封连接凝汽器，所述凝汽器连接至第二升压泵，所述第二升压泵经由第六调节阀串联连接若干低压加热器，所述第六调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第六调节阀旁通连接有旁通门，所述射水泵入口水箱中连接除盐水管，所述除水盐管旁通连接补水管，所述除水盐管和所述补水管上分别设置有除水盐管阀和补水阀，所述补水管连通至单级筒式水封。

7.根据权利要求1所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统，其特征在于，所述蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的动力接口连接高压动力蒸汽管，所述高压动力蒸汽管上连接有第七调节阀，所述蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器的出口连接采暖或工业热用户，所述第七调节阀的前面和后面分别设置有前关断门和后关断门，所述第七调节阀旁通连接有旁通门。

8.根据权利要求1-7中任一所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括：

射水抽汽器完成强制抽吸排汽：启动射水泵给射水抽汽器提供工作动力源，射水抽汽器启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，同时在末级叶片去湿环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，并经过第一调节阀、第一逆止门、第二调节阀到达射水抽汽器入口，将蒸汽、乏汽及其凝结水滴强制抽吸排出至射水泵出口水箱，所述第一逆止门确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰；和/或

真空泵投入工作完成强制抽吸排汽：真空泵启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，同时在末级叶片去湿环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，并经过第一调节阀、第二逆止门、第三调节阀到达真空泵入口，最终经过真空泵出口排出至大气，所述第二逆止门确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰；和/或

蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器完成强制抽吸排汽：高压动力蒸汽管引入动力蒸汽，动力蒸汽经过第七调节阀至蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器启动工作，在末级叶片做功的小容室进行主动的强制抽吸，提高真空，在末级叶片尾部扩压段导流环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过扩压段导流环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，同时在末级叶片去湿环处的蒸汽、乏汽及其凝结水滴通过去湿环真空抽吸支管抽吸至真空抽吸母管，并经过第一调节阀、第三逆止门、第四调节阀到达蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器入口，最终经过蒸汽喷射抽汽器或蒸汽喷射压力匹配器或汽汽引射器出口排放至采暖或工业热用户，所述第三逆止门确保真空系统严密性及切除并联运行真空抽吸装置时系统无干扰。

9.根据权利要求8所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法，其特征在于，所述射水抽汽器完成强制抽吸排汽时，所述工作方法还包括：在射水泵启动前对射水箱池进行补水：除盐水管来水，经过补水阀向单级筒式水封、射水泵入口水箱补水至工作液位，确保射水泵具备启动运行条件，通过换热器的射水泵入口水箱端连接管和射水泵出口水箱端连接管分别与射水泵入口水箱和射水泵出口水箱联通，进而保证射水泵出口水箱同时补水至工作液位。

10.根据权利要求8所述的一种消除叶片水蚀的小容室真空排汽系统的工作方法，其特征在于，所述射水抽汽器完成强制抽吸排汽时，所述工作方法还包括：工质回收：射水抽汽器强制抽吸排出的蒸汽、乏汽及其凝结水滴在射水泵出口水箱内凝结后，经过第一升压泵、第五调节阀及若干切换阀将工质回收至发电厂凝结水系统并接至与其温度相匹配的低压加热器入口，通过第五调节阀调整工质回收水量大小以确保射水泵出口水箱的液位；和/或

射水泵出口水箱内凝结的工质通过表面式换热器减温后，自流至射水泵入口水箱内，通过单级筒式水封后回收至凝汽器，通过调节工业冷却管阀确保换热器减温效果，经过第二升压泵及第六调节阀将工质回收至发电厂凝结水系统并串联连接若干低压加热器。