12.4. Экспериментальные методы отбора проб пара и обоснование сепарирующих устройств

Эффективность сепарирующих устройств характе-ризуется выходной влажностью пара, экспериментальное определение которой полностью зависит от представитель-ности отбираемой пробы пара. Существующие в настоящее время методы отбора представительных проб влажного пара основаны на соблюдении изокинетического режима, при котором скорость пара на входе в пробоотборную трубу, установленную в центре паропровода, должна быть равна

Рис. 12.6. Схема пробоотбор-ников типа трубы Вентури

Рис. 12.7. Интегральный сек-торный пробоотборник

средней скорости в сечении трубопровода. Часть жидкости, которая находилась в пленке на стенке трубопровода, должна быть сорвана и перемещена с паровым потоком. Все капли жидкости должны быть равномерно рассредоточены по сечению паропровода. Только при соблюдении этих трех условий локальный отбор пробы пара даст представительные результаты.

Первое условие выполняется без особых трудностей. Второе условие можно обеспечить повышением скорости пара, создающим режим срыва пленки жидкости и ее капель со стенок. Реализация режима равномерного распределения капель жидкости по сечению канала связана с большими практическими трудностями. Метод локального отбора пробы влажного пара основан на использовании устройства типа трубы Вентури (рис. 12.6), состоящей из

конфузора 1, камеры смещения 2, трубок отбора пробы 3 и диффузора 4.

Различные авторы стремились выполнить условия рав-номерного распределения капель влаги по сечению трубы путем увеличения длины камеры смещения L, изменения угла конфузора β, выбора места расположения пробоотборной трубки, изменения скорости пара в камере смещения и соотношения сечений пароотборной трубки и камеры смещения. Однако многочисленные экспериментальные исследования показали, что практически невозможно обес-печить режим равномерного распределения капель жидкости по сечению трубопровода, а влажность пара, определенная локальным пробоотборником, отличается от действительной массовой влажности парового потока в 1,5 — 5 раз. При эксплуатационном контроле влажности пара в парогенераторных установках АЭС погрешность опреде-ления влажности, достигающая 200 — 300%, не будет играть особой роли, если действительная влажность пара на выходе не превышает нескольких сотых долей процента.

Однако при влажности пара, близкой к допустимой или превышающей допустимую, необходима высокая точность представительной пробы пара. Для этой цели может быть рекомендован интегральный секторный пробоотборник (рис. 12.7), конструкция которого разработана и экспериментально обоснована в [12]. Секторный пробоотборник устанавливается в вертикальном паропроводе 1 с опускным движением влажного пара. Сектор образован двумя плос-кими пластинами 2 с острыми входными кромками и нижним донышком 3. Проба пара отбирается из сектора по штуцеру 4. Представительность пробы с использованием такого заборника обеспечивается при соблюдении только изокинетического режима.

Интегральный секторный пробоотборник нашел широкое применение в экспериментальном обосновании различных сепарирующих устройств и испытании моделей, сепараторов, когда требовалась полная конденсация всего пара, вышедшего из сепаратора. При полной конденсации всего пара имеется наиболее точная представительность пробы пара, но при этом сильно возрастают экономические затраты на эксперимент. Применение секторного пробоотборника обеспечивает высокую представительность пробы пара. При этом осуществляется полная конденсация небольшой части массы протекающего по трубопроводу пара (1/8 часть). Возможно уменьшение угла сектора (менее 45°) пробоотборника до предельного значения, при котором не будет искажена представительность пробы. В этом случае потребуется проведение дополнительных экспериментальных исследований.

Глава тринадцатая

ВОДНЫЙ РЕЖИМ

В ПАРОГЕНЕРАТОРАХ И РЕАКТОРАХ