郝毅

摘 要：从近些年我国的机械制造行业发展状况来看，已经取得了阶段性成果，但在核电汽轮机这一机械应用过程中，还有一些问题需要进一步解决。该文主要针对核电汽轮机运营中湿汽对其产生的影响加以详细分析，并结合实际探索相应的应对措施。希望此次的理论研究对实际操作能够起到一定的指导作用。

关键词：核电 汽轮机 去湿防蚀

中图分类号：TK268 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0083-01

核电汽轮机最末叶片的工作环境，常处在湿蒸汽区，随着蒸汽膨胀以及湿度的增加，就会有水滴产生，其运动是在蒸汽的作用力下进行运动的，这就对蒸汽的力量有了消耗，当水滴撞击到叶片进汽边背弧的时候就会对叶片产生阻力，同时也会对叶片的表面造成腐蚀作用。故此加强核电汽轮机的去湿防蚀理论方法的研究对实际应用是比较重要的。

1 核电汽轮机的主要特征及湿汽对其的影响

1.1 核电汽轮机的主要特征分析

从核电汽轮机的结构特征上来看，其主要为单轴，中间再热冲动反动联合式。汽轮机是由1个高压缸以及4个低压缸所构成，高压缸是双层缸，低压缸也是双层缸。在汽轮机的高压转子以及低压转子都是无中心孔合金钢整锻转子，每根转子都是通过一对径向轴承支承，汽轮机的本体疏水是自流疏水，在疏水节流孔下进行排到凝汽器中[1]。

1.2 湿汽对核电汽轮机的影响分析

核电汽轮机的运行过程中，对其最为主要的影响因素就是湿汽，首先它能使得汽轮机的机件发生腐蚀，在湿汽的环境中工作汽轮机会受到多种侵蚀力的影响。在冲击侵蚀作用下，主要是水滴高速冲击页面对该页面造成的破坏现象，对动页面产生的冲击载荷超过其屈服极限，导致该页面发生变形。另外还有冲刷侵蚀作用力的影响，主要是金属的表面受到高速汽流冲刷所造成的磨损腐蚀，汽流中的水滴使汽流的作用力得到加强，造成保护膜的撕裂及腐蚀的产物被带走，这样也加剧了冲刷腐蚀。

同时湿汽还会产生其他负面作用。湿汽对凝汽器也会产生冲刷腐蚀，最终会导致冷却水管的管壁穿孔。不仅如此，湿汽还会限制负荷变化率以及变化的次数，核电汽轮机大多是在湿汽区进行工作的，湿蒸汽的温度和压力是相对应的。负荷发生了变化就会使得汽温也会发生变化，与此同时湿蒸汽的对流换热系数又相对较大，所以这就会造成汽轮机表面温度在负荷变化下而变化，造成零部件内部的温度梯度增大发生热疲劳损伤[2]。

湿汽对核电汽轮机的运行影响也体现在热力损失以及气动损失方面，湿汽水分能够对汽流的有效做功流量得以减少，从而出现过冷膨胀的现象，在焓降小于理想膨胀过程的焓降也就造成了过冷损失。而在气动损失方面主要是体现在水滴膨胀性差，使悬在空气当中的水滴要在汽流带动下消耗汽流部分动能，从而扰乱了汽流而造成能量的损失。

2 核电汽轮机运行中湿汽腐蚀防御策略探究

第一，为能够有效减少或者是对湿汽腐蚀汽轮机加以避免，就要采用针对性的方法进行防治，通过相关技术的应用能够有效达到这一目的。首先就是将半速机在实际中得以应用，这一设备自身有着比较强的抗腐蚀性，在同等级的叶片工作状态下能够在圆周速度降低的过程中，降低水蚀。这样在通过相同叶片材料以及相同防蚀措施下，半速机的腐蚀情况要远远小于全速机，从而达到了抗腐蚀的效果。

第二，还可以采用高压缸去湿的方法，通过节流调节来降低负荷时经调节阀节流之后的新蒸汽，会由于节流的作用起到降压效果，这样也就能够使得进入到高压缸的新蒸汽湿度大大的降低。还要进行合理性的控制，在核电机组负荷发生变化过程中，要对汽轮机的新蒸汽温度进行保持，就要改变反应堆冷却剂的平均温度。由于高压缸当中的雾状水滴很难收集，并且雾状的水滴也不会对叶片造成冲击侵蚀，所以高压缸的使用本身就能免去去湿装置。

第三，通过饱和蒸汽当作工作介质的核电汽轮机，在经济性以及可靠性上最为主要的就是取决于蒸汽流道当中的去湿效果。流通部位的水分减少就能够有效的对叶片及静子部位侵蚀，水分的减少也能够将有效功流量得到最大化的增大，从而就减少了水滴碰撞所消耗的能量。对此动静间去湿孔以及静叶汽道中的去湿能够起到重要作用。在末级静叶汽道当中设计去湿孔，进而把累积在末级隔板外环上的水分在重新落入汽道中以及撞击末级隔板外环前抽除，然后利用在内缸壁上的孔将其抽除到排压力的区域，这样就能够将末级的动静叶间水分得以去除，从而提升末级动叶抗腐蚀能力[3]。

第四，对核电汽轮机的湿汽去除还可通过其他的一些措施，从积极的方法上主要是引入中间再热，同时再采取外置式的汽水分离器，减小低压缸的进汽湿度。也可通过增大轴向间隙的方式来使得水滴升速以及碎化，另外经过合理化的通流设计以及减小水滴的半径，进而来消除通流部分的水分积聚区。从消极的防浸蚀方法来看，要能够选择一些抗浸蚀的材料，同时也要强化叶片表面以及采取防护涂层，只有通过多样化的防护方法才能够起到去湿防蚀的作用效果。

3 结语

总而言之，在核电汽轮机的湿汽影响过程中，去湿防蚀的努力经过了多年发展已经逐渐见到了成效，从技术上来看也日益的成熟，一些创新的技术方法也在去湿防蚀的应用中得到了广泛传播和具体的应用，相信在不久的将来这一领域的发展会迈进新的发展阶段。由于篇幅限制，不能进一步的深入研究，希望此次努力起到抛砖引玉作用以待后来者居上。

参考文献

[1] 高清林，钟健康，陈敦炳.核电汽轮机的去湿防蚀探析[J].电站辅机，2014（2）：11-16.

[2] 王永胜，胡青春.基于有限元的切削加工仿真及残余应力分析[J].工具技术，2013（2）：60-63.

[3] 张国志，田学锋，刘兴刚，等.化学成分对耐磨铸钢组织与性能的影响[J].东北大学学报：自然科学版，2014（1）：89-93.endprint