汽水分离器性能试验研究
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汽水分离器模拟件的性能研究试验包括改变汽 水两相混合物流速、液 相 体 积 分 数 及 液 滴 粒 径 等 参 数下的汽水分离试 验，在 试 验 中 对 试 验 件 的 分 离 水 量以及压降进行测 量，得 到 汽 水 分 离 器 简 化 试 验 件 的分离效率和压力损失．
１ 汽水分离器的简化试验件
蒸汽发生器是 核 电 厂 的 重 要 设 备 之 一，其 中 的 汽 水 分 离 装 置 （包 括 汽 水 分 离 器 和 干 燥 器 ）是 该 设 备 的主要部件，其作用 是 保 证 由 蒸 汽 发 生 器 引 出 的 饱 和蒸汽的湿度低于０．２５％的湿 度 指 标，确 保 核 电 厂 安全、经济运行［１］．汽水分离器内部的流体流动 属 于 两相流动，分离过 程 复 杂，尚 不 能 用 理 论 公 式 计 算，
７８
动 力 工 程 学 报
第 ３３ 卷
器．其中，水支路提 供 形 成 汽 水 混 合 物 的 水，水 在 水
Biblioteka Baidu
箱内压力的作用下经过滤器和调节阀进入雾化器． 压 缩 空 气 从 储 气 罐 出 来 ，经 过 滤 器 后 分 ２ 个 支 路 （雾 化 器 支 路 和 补 充 空 气 支 路 ）进 入 试 验 段 ．一 部 分 压 缩 空 气 通 过 调 节 阀 进 入 雾 化 器 ，将 水 雾 化 ，形 成 汽 水 混
笔者旨在研究汽水分离器内部的流场及分离性 能 ，重 点 是 观 察 流 体 通 过 旋 叶 片 的 离 心 作 用 、节 流 环 和外筒的分离作用，因 此 对 实 际 的 汽 水 分 离 器 进 行 了简化，只保留了 内 筒、旋 叶 片、节 流 环 及 外 筒 等 关 键部件．由 于 试 验 台 架 容 量 的 限 制，在 设 计 试 验 件 时 ，将 原 汽 水 分 离 器 适 当 缩 小 ，针 对 ２ 种 汽 水 分 离 器 设计了２个试验件 （试 验 件 １（图 １）和 试 验 件 ２（图 ２））．２ 个 试 验 件 的 内 筒 直 径 相 同，旋 叶 片 升 角 分 别 为 ３０°和１８°．试 验 件１ 只 有１ 个 下 降 通 道 的 出 水 口 ． 试验件２除１个下 降 通 道 出 水 口 外，在 外 筒 上 增 加 了 ２ 个 切 向 出 水 口 ，同 时 为 收 集 切 向 口 的 分 离 水 ，还 在外筒外边增加了辅助筒．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｍｉｎｇｃｈａｏ＠ｓｎｅｒｄｉ．ｃｏｍ．ｃｎ．
第１期
路 铭 超 ，等 ：汽 水 分 离 器 性 能 试 验 研 究
７７
验［４］，在 试 验 中 使 用 透 明 有 机 玻 璃 制 成 的 汽 水 分 离 器试验件，可清楚地 观 察 到 试 验 件 内 汽 水 分 离 过 程 及分离的流场，并得 到 不 同 入 口 工 况 对 汽 水 分 离 器 分离效果的影响．试 验 最 主 要 的 目 的 是 为 计 算 流 体 力学（ＣＦＤ）模型 的 分 析 提 供 试 验 依 据，以 验 证 详 细 三维 ＣＦＤ 计算结果的可靠性．
证下降通道的水封 水 位 不 变，需 保 证 贯 通 水 箱 的 水
位 稳 定 ，因 此 需 要 不 断 排 水 ，排 出 的 水 进 入 集 水 箱 即
为分离水量．
（３）通过布 置 ２ 组 压 差 传 感 器，测 量 得 到 旋 叶
通道 和 汽 水 分 离 器 的 阻 力 压 降．２ 组 压 差 传 感 器 的
如下
η
＝
ｍ１ ＋ｍ２ ＱｗρｗΔｔ
（１）
式中：ｍ１ 为外筒收集的水量；ｍ２ 为 辅 助 筒 收 集 的 水
量，对于试验 件 １ 而 言，ｍ２＝０；Ｑｗ 为 进 口 水 体 积 流
量；ρｗ 为进口水密度；Δｔ为收集水的持续时间．
试验 开 始 之 前 贯 通 水 箱 内 有 初 始 水 位，试 验 时
分 离 水 通 过 外 筒 从 出 水 口 流 出 ，进 入 贯 通 水 箱 ．为 保
１－ 辅 助 筒 ；２－ 取 压 孔 ；３－ 加 强 筋 ；４－ 支 撑 管 ；５－ 阻 挡 器 ；６－ 切 向口；７－叶片组件；８－ 外 筒；９－ 外 筒 出 水 口；１０－ 内 筒；１１－ 可 拆卸段．
图 ２ 汽 水 分 离 器 试 验 件 ２ Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ２ｔｅｓｔｅｄ
２ 试验系统及方法
２．１ 试 验 系 统 图３ 为 汽 水 分 离 器 模 拟 件 冷 态 试 验 系 统 图．试
验 系 统 由 主 回 路 系 统 、电 气 系 统 和 测 控 系 统 组 成 ．主 回 路 系 统 采 用 开 式 回 路 形 式 ，由 汽 水 混 合 物 支 路 、水 支 路 和 空 气 支 路 组 成 ．汽 水 混 合 物 由 雾 化 器 产 生 ，通 过雾 化 器 连 接 件 和 可 拆 卸 段 进 入 试 验 件 旋 叶 分 离
个 试 验 件 的 可 视 化 流 场 进 行 拍 摄 ，并 对 分 离 水 量 、压
降及入口液滴粒径进行测量． （１）利 用 激 光 器 调 节 得 到 竖 直 且 位 于 试 验 件 轴
向剖面的片光源，采 用 高 速 摄 像 仪 对 试 验 件 剖 面 上 的两相旋转流场进行拍摄 ． ［５］ （２）汽 水 分 离 效 率 的 测 量 是 最 重 要 的 测 试 项 目．通过测量进口空 气 和 水 的 流 量 以 及 外 筒 收 集 到 分 离 出 的 水 量 ，获 得 分 离 器 的 分 离 效 率 ，其 计 算 公 式
Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｉｓｕａｌｉｚｅｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ａｉｒ－ｗａｔｅｒ ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｉｎ ｔｗｏ ｓｍａｌｌ－ｓｉｚｅｄ ｍｏｉｓ－ ｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ ａｔ ｎｏｒｍａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｓｔｅａｍ－ｗａｔｅｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ａｂｏｖｅ ｔｗｏ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｌｅｔ ａｉｒ ｆｌｏｗｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｉｎｌｅｔ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｚｅｓ ｏｆ ｉｎｌｅｔ ｗａｔｅｒ ｄｒｏｐｌｅｔｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ，ｏｂｖｉｏｕｓ ｗａｔｅｒ ｆｉｌｍ ｆｏｒｍｓ ｏｎ ｉｎｎｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ｔｕｂｅ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｇｏｏｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｆｏｒ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ２ｗｉｔｈ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｐｏｒｔｓ，ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｏｕｔ－ ｌｅｔ ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｐａｔｈ ｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ａｉｒ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｆｌｏｗｓ．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｎｄ ｖａｎｅ ｐｒｅｓ－ ｓｕｒｅ ｄｒｏｐ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ２ａｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｓｅｐａｒａｔｏｒ １．Ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｉｎｌｅｔ ｄｒｏｐｌｅｔｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｐｌａｙｓ ｎｏ ｒｏｌｅ ｉｎ ｉｎ－ ｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ； ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ
必须进行试验． 过去国内外对蒸汽发生器汽水分离器的试验研
究着重于几何结构的改进 以 ［２］ 及整个分离装置 的 分 离 性 能［３］，而 对 其 内 部 的 两 相 流 流 动 和 分 离 现 象 的 研究不多，近几十年 很 少 有 关 于 汽 水 分 离 器 两 相 旋 转流动的研究．笔者 借 鉴 单 相 旋 转 流 试 验 研 究 的 经
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ
ＬＵ Ｍｉｎｇ－ｃｈａｏ１， ＬＩ Ｙａ－ｚｈｏｕ２， ＸＩＯＮＧ Ｚｈｅｎ－ｑｉｎ２ （１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ
汽水分离器性能试验研究
路 铭 超１， 李 亚 洲２， 熊 珍 琴２
（１．上海核工程研究设计院，上海 ２００２３３；２．上海交通大学 核科学与工程学院，上海 ２００２４０）
摘 要：在常温常压条件下对２个简化试验件进行了空气－水混 合物 的两相 可 视化分 离 试验 研究． 通 过 改 变 入 口 空 气 流 量 、入 口 水 体 积 分 数 以 及 入 口 液 滴 粒 径 等 条 件 ，测 量 并 获 得 试 验 件 的 汽 水 分 离 效率以及阻力曲线．结果表明：２个 试 验 件 的 内 筒 内 壁 均 形 成 明 显 水 膜，在 各 试 验 工 况 下 分 离 效 果 良 好 ；带 有 切 向 口 的 试 验 件 ２ 的 分 离 水 在 切 向 出 口 和 下 降 通 道 中 的 分 布 受 入 口 空 气 流 量 和 水 流 量 的 影响较大；试验件２的总阻力及旋叶阻力均大于试验件１的；入口液滴粒径对分离效率无显著影响． 关 键 词 ：核 电 厂 ；汽 水 分 离 器 ；分 离 效 率 ；性 能 试 验 ；压 降
第３３卷 第１期 ２０１３ 年 １ 月
动 力 工 程 学 报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１３
文章编号：１６７４－７６０７（２０１３）０１－００７６－０５ 中图分类号：ＴＬ３５３＋ ．１３ 文献标志码：Ａ 学科分类号：４７０．５０
合物，该支路为雾 化 器 支 路．在 补 充 空 气 支 路 中，空 气通过调节阀直接 进 入 汽 水 混 合 物 通 道，形 成 所 需
比例的空气与水的 混 合 物．汽 水 混 合 物 经 过 试 验 件 时 ，被 分 离 出 的 水 通 过 贯 通 水 箱 进 入 集 水 箱 ．
２．２ 试 验 试验在常温、常压的冷态 条 件 下 进 行，分 别 对 ２
１－ 节 流 环 ；２－ 取 压 孔 ；３－ 外 筒 ；４－ 内 筒 ；５－ 中 心 筒 ； ６－ 叶 片 组 件 ；７－ 外 筒 出 水 口 ；８－ 可 拆 卸 段 ．
图 １ 汽 水 分 离 器 试 验 件 １ Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ １ｔｅｓｔｅｄ
图 ３ 汽 水 分 离 器 模 拟 件 冷 态 试 验 系 统 图 Ｆｉｇ．３ Ｃｏｌｄ－ｓｔａｔｅ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
收 稿 日 期 ：２０１２－０５－２１ 修 订 日 期 ：２０１２－０６－２５ 作 者 简 介 ：路 铭 超 （１９８８－），女 ，河 北 石 家 庄 人 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 蒸 汽 发 生 器 汽 水 分 离 装 置 的 研 究 ．电 话 （Ｔｅｌ．）：０２１－６１８６１０３２；
高压侧均与可拆卸 段 上 的 取 压 孔 连 接．低 压 侧 分 别
连接布置于内筒的取压孔和布置于分离器出口的取
１ 汽水分离器的简化试验件
蒸汽发生器是 核 电 厂 的 重 要 设 备 之 一，其 中 的 汽 水 分 离 装 置 （包 括 汽 水 分 离 器 和 干 燥 器 ）是 该 设 备 的主要部件，其作用 是 保 证 由 蒸 汽 发 生 器 引 出 的 饱 和蒸汽的湿度低于０．２５％的湿 度 指 标，确 保 核 电 厂 安全、经济运行［１］．汽水分离器内部的流体流动 属 于 两相流动，分离过 程 复 杂，尚 不 能 用 理 论 公 式 计 算，
７８
动 力 工 程 学 报
第 ３３ 卷
器．其中，水支路提 供 形 成 汽 水 混 合 物 的 水，水 在 水
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箱内压力的作用下经过滤器和调节阀进入雾化器． 压 缩 空 气 从 储 气 罐 出 来 ，经 过 滤 器 后 分 ２ 个 支 路 （雾 化 器 支 路 和 补 充 空 气 支 路 ）进 入 试 验 段 ．一 部 分 压 缩 空 气 通 过 调 节 阀 进 入 雾 化 器 ，将 水 雾 化 ，形 成 汽 水 混
笔者旨在研究汽水分离器内部的流场及分离性 能 ，重 点 是 观 察 流 体 通 过 旋 叶 片 的 离 心 作 用 、节 流 环 和外筒的分离作用，因 此 对 实 际 的 汽 水 分 离 器 进 行 了简化，只保留了 内 筒、旋 叶 片、节 流 环 及 外 筒 等 关 键部件．由 于 试 验 台 架 容 量 的 限 制，在 设 计 试 验 件 时 ，将 原 汽 水 分 离 器 适 当 缩 小 ，针 对 ２ 种 汽 水 分 离 器 设计了２个试验件 （试 验 件 １（图 １）和 试 验 件 ２（图 ２））．２ 个 试 验 件 的 内 筒 直 径 相 同，旋 叶 片 升 角 分 别 为 ３０°和１８°．试 验 件１ 只 有１ 个 下 降 通 道 的 出 水 口 ． 试验件２除１个下 降 通 道 出 水 口 外，在 外 筒 上 增 加 了 ２ 个 切 向 出 水 口 ，同 时 为 收 集 切 向 口 的 分 离 水 ，还 在外筒外边增加了辅助筒．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｕｍｉｎｇｃｈａｏ＠ｓｎｅｒｄｉ．ｃｏｍ．ｃｎ．
第１期
路 铭 超 ，等 ：汽 水 分 离 器 性 能 试 验 研 究
７７
验［４］，在 试 验 中 使 用 透 明 有 机 玻 璃 制 成 的 汽 水 分 离 器试验件，可清楚地 观 察 到 试 验 件 内 汽 水 分 离 过 程 及分离的流场，并得 到 不 同 入 口 工 况 对 汽 水 分 离 器 分离效果的影响．试 验 最 主 要 的 目 的 是 为 计 算 流 体 力学（ＣＦＤ）模型 的 分 析 提 供 试 验 依 据，以 验 证 详 细 三维 ＣＦＤ 计算结果的可靠性．
证下降通道的水封 水 位 不 变，需 保 证 贯 通 水 箱 的 水
位 稳 定 ，因 此 需 要 不 断 排 水 ，排 出 的 水 进 入 集 水 箱 即
为分离水量．
（３）通过布 置 ２ 组 压 差 传 感 器，测 量 得 到 旋 叶
通道 和 汽 水 分 离 器 的 阻 力 压 降．２ 组 压 差 传 感 器 的
如下
η
＝
ｍ１ ＋ｍ２ ＱｗρｗΔｔ
（１）
式中：ｍ１ 为外筒收集的水量；ｍ２ 为 辅 助 筒 收 集 的 水
量，对于试验 件 １ 而 言，ｍ２＝０；Ｑｗ 为 进 口 水 体 积 流
量；ρｗ 为进口水密度；Δｔ为收集水的持续时间．
试验 开 始 之 前 贯 通 水 箱 内 有 初 始 水 位，试 验 时
分 离 水 通 过 外 筒 从 出 水 口 流 出 ，进 入 贯 通 水 箱 ．为 保
１－ 辅 助 筒 ；２－ 取 压 孔 ；３－ 加 强 筋 ；４－ 支 撑 管 ；５－ 阻 挡 器 ；６－ 切 向口；７－叶片组件；８－ 外 筒；９－ 外 筒 出 水 口；１０－ 内 筒；１１－ 可 拆卸段．
图 ２ 汽 水 分 离 器 试 验 件 ２ Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ２ｔｅｓｔｅｄ
２ 试验系统及方法
２．１ 试 验 系 统 图３ 为 汽 水 分 离 器 模 拟 件 冷 态 试 验 系 统 图．试
验 系 统 由 主 回 路 系 统 、电 气 系 统 和 测 控 系 统 组 成 ．主 回 路 系 统 采 用 开 式 回 路 形 式 ，由 汽 水 混 合 物 支 路 、水 支 路 和 空 气 支 路 组 成 ．汽 水 混 合 物 由 雾 化 器 产 生 ，通 过雾 化 器 连 接 件 和 可 拆 卸 段 进 入 试 验 件 旋 叶 分 离
个 试 验 件 的 可 视 化 流 场 进 行 拍 摄 ，并 对 分 离 水 量 、压
降及入口液滴粒径进行测量． （１）利 用 激 光 器 调 节 得 到 竖 直 且 位 于 试 验 件 轴
向剖面的片光源，采 用 高 速 摄 像 仪 对 试 验 件 剖 面 上 的两相旋转流场进行拍摄 ． ［５］ （２）汽 水 分 离 效 率 的 测 量 是 最 重 要 的 测 试 项 目．通过测量进口空 气 和 水 的 流 量 以 及 外 筒 收 集 到 分 离 出 的 水 量 ，获 得 分 离 器 的 分 离 效 率 ，其 计 算 公 式
Ｎｕｃｌｅａｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｖｉｓｕａｌｉｚｅｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ｗｅｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ａｉｒ－ｗａｔｅｒ ｔｗｏ－ｐｈａｓｅ ｆｌｏｗ ｉｎ ｔｗｏ ｓｍａｌｌ－ｓｉｚｅｄ ｍｏｉｓ－ ｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ ａｔ ｎｏｒｍａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｓｔｅａｍ－ｗａｔｅｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ａｂｏｖｅ ｔｗｏ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｉｎｌｅｔ ａｉｒ ｆｌｏｗｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｉｎｌｅｔ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｚｅｓ ｏｆ ｉｎｌｅｔ ｗａｔｅｒ ｄｒｏｐｌｅｔｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ，ｏｂｖｉｏｕｓ ｗａｔｅｒ ｆｉｌｍ ｆｏｒｍｓ ｏｎ ｉｎｎｅｒ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ ｔｕｂｅ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｇｏｏｄ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｆｏｒ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ２ｗｉｔｈ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｐｏｒｔｓ，ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｏｕｔ－ ｌｅｔ ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｏｗｎｗａｒｄ ｐａｔｈ ｉｓ ｇｒｅａｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ａｉｒ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｆｌｏｗｓ．Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ａｎｄ ｖａｎｅ ｐｒｅｓ－ ｓｕｒｅ ｄｒｏｐ ｏｆ ｓｅｐａｒａｔｏｒ ２ａｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｓｅｐａｒａｔｏｒ １．Ｔｈｅ ｓｉｚｅ ｏｆ ｉｎｌｅｔ ｄｒｏｐｌｅｔｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｐｌａｙｓ ｎｏ ｒｏｌｅ ｉｎ ｉｎ－ ｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ；ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ； ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ
必须进行试验． 过去国内外对蒸汽发生器汽水分离器的试验研
究着重于几何结构的改进 以 ［２］ 及整个分离装置 的 分 离 性 能［３］，而 对 其 内 部 的 两 相 流 流 动 和 分 离 现 象 的 研究不多，近几十年 很 少 有 关 于 汽 水 分 离 器 两 相 旋 转流动的研究．笔者 借 鉴 单 相 旋 转 流 试 验 研 究 的 经
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｓｅｐａｒａｔｏｒｓ
ＬＵ Ｍｉｎｇ－ｃｈａｏ１， ＬＩ Ｙａ－ｚｈｏｕ２， ＸＩＯＮＧ Ｚｈｅｎ－ｑｉｎ２ （１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｄｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２３３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ
汽水分离器性能试验研究
路 铭 超１， 李 亚 洲２， 熊 珍 琴２
（１．上海核工程研究设计院，上海 ２００２３３；２．上海交通大学 核科学与工程学院，上海 ２００２４０）
摘 要：在常温常压条件下对２个简化试验件进行了空气－水混 合物 的两相 可 视化分 离 试验 研究． 通 过 改 变 入 口 空 气 流 量 、入 口 水 体 积 分 数 以 及 入 口 液 滴 粒 径 等 条 件 ，测 量 并 获 得 试 验 件 的 汽 水 分 离 效率以及阻力曲线．结果表明：２个 试 验 件 的 内 筒 内 壁 均 形 成 明 显 水 膜，在 各 试 验 工 况 下 分 离 效 果 良 好 ；带 有 切 向 口 的 试 验 件 ２ 的 分 离 水 在 切 向 出 口 和 下 降 通 道 中 的 分 布 受 入 口 空 气 流 量 和 水 流 量 的 影响较大；试验件２的总阻力及旋叶阻力均大于试验件１的；入口液滴粒径对分离效率无显著影响． 关 键 词 ：核 电 厂 ；汽 水 分 离 器 ；分 离 效 率 ；性 能 试 验 ；压 降
第３３卷 第１期 ２０１３ 年 １ 月
动 力 工 程 学 报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ．３３ Ｎｏ．１ Ｊａｎ．２０１３
文章编号：１６７４－７６０７（２０１３）０１－００７６－０５ 中图分类号：ＴＬ３５３＋ ．１３ 文献标志码：Ａ 学科分类号：４７０．５０
合物，该支路为雾 化 器 支 路．在 补 充 空 气 支 路 中，空 气通过调节阀直接 进 入 汽 水 混 合 物 通 道，形 成 所 需
比例的空气与水的 混 合 物．汽 水 混 合 物 经 过 试 验 件 时 ，被 分 离 出 的 水 通 过 贯 通 水 箱 进 入 集 水 箱 ．
２．２ 试 验 试验在常温、常压的冷态 条 件 下 进 行，分 别 对 ２
１－ 节 流 环 ；２－ 取 压 孔 ；３－ 外 筒 ；４－ 内 筒 ；５－ 中 心 筒 ； ６－ 叶 片 组 件 ；７－ 外 筒 出 水 口 ；８－ 可 拆 卸 段 ．
图 １ 汽 水 分 离 器 试 验 件 １ Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｏｒ １ｔｅｓｔｅｄ
图 ３ 汽 水 分 离 器 模 拟 件 冷 态 试 验 系 统 图 Ｆｉｇ．３ Ｃｏｌｄ－ｓｔａｔｅ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
收 稿 日 期 ：２０１２－０５－２１ 修 订 日 期 ：２０１２－０６－２５ 作 者 简 介 ：路 铭 超 （１９８８－），女 ，河 北 石 家 庄 人 ，硕 士 研 究 生 ，主 要 从 事 蒸 汽 发 生 器 汽 水 分 离 装 置 的 研 究 ．电 话 （Ｔｅｌ．）：０２１－６１８６１０３２；
高压侧均与可拆卸 段 上 的 取 压 孔 连 接．低 压 侧 分 别
连接布置于内筒的取压孔和布置于分离器出口的取