【正文】 研究射水抽氣器是射水抽氣系統(tǒng)的關(guān)鍵設備。主要由工作水入口室，噴嘴，混合室，擴散管和逆止門等部件組成，工作原理是：由射水泵供給的壓力水，通過進水管進入水室后，再進入噴嘴。在噴嘴中水的靜壓力能轉(zhuǎn)換成速度能，水以高速通過混合室形成高度真空，抽吸凝汽器中的不凝結(jié)氣體并與之混合一起進入擴散管，降入升壓后排入射水池。在射水池中，不凝結(jié)氣體逸出大氣。射水抽氣器的選擇對系統(tǒng)是至關(guān)重要的。 射水抽氣器的型式一般的，目前我國電站等設備多用的射水抽氣器有以下幾種型式：(1) 長喉部射水抽氣器。這種射水抽氣器的特點是喉管長度與喉管截面直徑比值不小于18。效率要比短喉射水抽氣器高，應用也極其廣泛。(2) 短喉部射水抽氣器。短喉管部射水抽氣器的喉管長度與喉管截面直徑比值為2～5的射水抽氣器。(3) 單通道射水抽氣器，單通道射水抽氣器即為單個喉管的射水抽氣器。(4) 多通道射水抽氣器，多通道射水抽氣器是指有兩個或兩個以上通道的射水抽氣器。 結(jié)構(gòu)我國設計制造的高壓凝氣式機組中，較多的是用射水抽氣器作抽氣設備。圖為典型的射水抽氣器，它主要由工作水入口水室、噴嘴、混合室、擴壓管和止回閥等組成。在噴嘴前安裝有水室，以防止工作水在進入噴嘴前形成漩渦，并提高噴嘴的工作性能。~，由專用的射水泵供給。壓力水經(jīng)過水室進入噴管，噴管將壓力水的壓力能變成速度能，以高速射出。在混合室內(nèi)形成高度真空，使凝汽器內(nèi)的氣、汽混合物被吸入混合室，在混合室內(nèi)，氣、汽混合物和水混合后一起進入擴壓管。工作水在擴壓管中流速逐漸降低，由速度能轉(zhuǎn)變成壓力能，最后在擴壓管出口其壓力升至略高于大氣壓力而排出擴壓管進入冷卻池。為防止升壓泵發(fā)生事故，使供水壓力降低，導致噴嘴的工作水吸入凝汽器中，必須在射水抽氣器的氣。汽混合物的入口裝有止回閥。1． 工作水入口 圖21 射水抽氣器 連接方式射水抽氣器在系統(tǒng)中的連接方式通常有兩種：一種方式是開水供水方式，工作用射水泵從凝汽器循環(huán)水入口管引出，經(jīng)抽氣器后排出的汽、水混合物引到循環(huán)水出水管中；另一種方式是系統(tǒng)設有專門的工作水箱，水箱給射水抽氣器提供工作水，工作水在射水抽氣器內(nèi)噴射抽氣后從夾帶著凝汽器的未凝結(jié)空氣和漏人空氣流回水箱，這種方式叫做閉式供水方式。由于受水源的限制，一般熱力發(fā)電廠都采用閉式供水方式。 喉部結(jié)構(gòu)特征對射水抽氣器工作性能的影響（1）喉部長度的影響。研究成果表明，提高射水抽氣器經(jīng)濟性的關(guān)鍵在于其喉部獲得水、氣混合物的臨界流動工況，而臨界流動工況的實現(xiàn)又以在喉部水、氣混合物完全充滿，并在壓縮增壓前混合的均勻程度達到足夠高的條件為前提。在長喉部射水抽氣器中，正由于喉部有足夠的長度在一定的流體參數(shù)和幾何參數(shù)下足以使水、氣混合物的流動逐漸趨于均勻而獲得臨界流動工況，此時，復環(huán)流損失及突然壓縮損失均可達到最小值，提高射流效率。這一點在短喉部射水抽氣器中是達不到的。因而大大節(jié)省了功耗。短喉部射水抽氣器和長喉部射水抽氣器的對比：①.無論是長喉部還是短喉部射水抽氣器，隨著工作水壓力的增高，雖然工作水流量隨之減少，但是功耗卻隨之增加，因此高工作水壓射水抽氣器的經(jīng)濟性不如低工作水壓下的經(jīng)濟性好。②.~，~，顯然與短喉部相比，長喉部射水抽氣器的經(jīng)濟性明顯地提高。③.在低工作水壓下，長喉部射水抽氣器比短喉部的工作水量的降低量要大于高工作水壓條件下工作水量的降低量，導致在高工作水壓下長喉部射水抽氣器比短喉部的耗功的降低率要小于低工作水壓條件下耗功的降低率，因此表明，在低工作水壓條件下，長喉部射水抽氣器的經(jīng)濟性更為顯著。短喉部射水抽氣除經(jīng)濟性差之外，還存在著結(jié)構(gòu)落后，機械加工工作量大，鑄件毛坯報廢率高，運行時振動噪聲大等缺陷。因此，短喉部射水抽氣器已經(jīng)逐步被長喉部射水抽氣器所代替。不僅如此，喉部長度還對抽氣器的流量比有著較大的影響，通過研究表明，在一定范圍內(nèi)增加喉管的長度，可以提高流量比。(2) 多通道抽氣器。多通道抽氣器采用吸入室內(nèi)有分流室的結(jié)構(gòu)作為主要通道和以小孔群方式組合的輔助通道，以降低氣阻，消除氣相偏流，增加兩相質(zhì)點能量交換；同時應用了新的計算方法，經(jīng)過對比實驗確定了吸入室?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)、喉部形狀、喉頸噴嘴面積比、喉頸噴嘴徑比等，并根據(jù)不同抽氣的容量，選擇通道數(shù)及水壓，以獲得最佳截面與流速，實現(xiàn)吸入室的高效率。根據(jù)等截面喉管末端仍具有較高流速及整個喉管之間流速互不干涉原理，該型抽水器實現(xiàn)了喉管下段及出口的分段抽氣；所提供的后置式抽氣器也多為多通道，可供抽吸軸封加熱器之空氣。多通道射水抽氣器和舊型相比，優(yōu)點如下：① 渦旋斜切空氣噴嘴，可使水束外的空氣層更加有效地約束高壓水束的擴張，使汽水混合物順利地進入喉部并排至大氣。 圖22 斜切空氣噴嘴② 渦旋斜切噴嘴的設計，使進入內(nèi)部通道的每個水束發(fā)揮同等高效，解決氣水分布不均，水束做功不均的現(xiàn)象。③ 該抽氣器的喉部設計了帶緩沖均壓室的聚流口，吸收噪音，減少抽氣器的振動從而進一步提高了抽氣器效率。④ 抽氣器喉部內(nèi)側(cè)設有擾流螺旋，消除邊界層和氣體析出上飄，加強氣、水混合。結(jié)構(gòu)如圖。⑤ 抽氣管喉部上側(cè)空氣管入口處裝有止回閥，可有效地防止汽機停機時凝汽器真空的快速下降。圖23 各類型射水抽氣器 射水抽氣器抽出的產(chǎn)物確定射水抽氣器設備是汽輪機主要輔助設備之一，在機組正常運行時，需要用射水抽氣器及時的抽出凝汽器及真空系統(tǒng)中漏人的不凝結(jié)氣體，維持凝汽器的真控。抽氣器在維持機組真空和機組的安全正常運行有著十分重要的作用。射水抽氣設備在機組運行中必須能正常的從凝汽器中抽出不凝結(jié)蒸汽，以產(chǎn)生與物性參數(shù)和傳熱相適應的最小蒸汽凝結(jié)壓力，需要抽出的不凝結(jié)氣體的主要來源包括以下幾項，但不以次為限：(1) 所存在低于大氣壓下運行的系統(tǒng)中漏人的空氣；(2) 進入凝汽器的疏水和排放釋放出來的氣體；(3) 進入凝汽器補給水釋放出來的氣體；(4) 在閉式循環(huán)中使用凝結(jié)水平衡箱內(nèi)所產(chǎn)生的氣體；(5) 在某些形式的核燃料的循環(huán)中，給水離解出來的氧氣，氫氣以及其它不凝結(jié)氣體。具體的真空系統(tǒng)的空氣分為正常漏人與非正常漏人兩方面。正常漏入的途徑有：① 汽輪機低壓軸封、真空系統(tǒng)閥門門桿水位計填料等處漏入空氣；② 汽輪機排氣疏水中折出的氣體。其數(shù)量每種機組都有經(jīng)驗數(shù)據(jù)，加上一定的富裕量后即為制造廠確定抽氣器單臺容量的依據(jù)。非正常漏入空氣的途徑有：① 低壓缸中分面不嚴密處漏入的空氣；② 排氣缸與凝汽器接口及其它真空管道、容器裂口處漏入，由于這些設備由缺陷漏入的氣體最大值無法預料，所以一般不作為確定抽氣器單臺容量的依據(jù)。除了不凝結(jié)氣體，還需要抽出一定的附帶蒸汽，以保證凝汽器的正常運行，并產(chǎn)生合理的氣流速度，使凝汽器汽側(cè)的腐蝕減小到最小程度。 射水抽氣器設計參數(shù) 抽氣器的容量確定抽氣器的容量是指在設計工況下，單位時間內(nèi)抽氣器所抽干空氣的質(zhì)量。汽輪機發(fā)電機組在啟動初期建立凝汽器真空以及運行過程中保持凝汽器真空都需要抽真空系統(tǒng)完成。國內(nèi)外汽輪機組抽氣裝置容量的確定大多采用美國熱交換協(xié)會(HEI)《表面式凝汽器表轉(zhuǎn)》推薦的計算方法。抽氣裝置的設計容量不應小于HEI的規(guī)定，應保證在各種運行工況下，有足夠的抽氣能力。從HEI標準確定漏人汽輪機組空氣量的計算中可以看出，由凝汽器中抽出的汽氣混合物量與汽輪機低壓缸的排氣量、輔助汽輪機的排氣量及排氣口數(shù)目、凝汽器客體數(shù)目有關(guān)。也就是說漏人的空氣量不單與排氣量大小有關(guān)，而其與排氣口數(shù)目、凝汽器殼體數(shù)目有關(guān)。這一觀點拋棄了過去那種只與排氣量有關(guān)的粗糙近似公式（如別爾曼公式）。由于HEI標準給抽氣器裝置容量計算帶來了滿意的經(jīng)濟效果，所以被世界各國所公認。當采用多殼體凝汽器時，可選用并聯(lián)抽氣或串聯(lián)抽氣器方式。當采用多背壓單殼體或多殼體時，可按每一壓力凝汽器殼體或每一殼體的一個壓力確定抽氣器裝置的總設計容量。抽氣裝置的設計抽吸空氣量應等于或大于按HEI標準設計的數(shù)值，即C=GV／Gh式中，C為儲備系數(shù)；GV為抽氣裝置設計抽吸空氣量，kg/h；Gh按HEI標準計算的漏人空氣量，kg/h。根據(jù)美國熱交換學會（HEI）提出的標準，抽氣器的容量應不小于表中規(guī)定值。其選擇方法按凝汽器殼體數(shù)，排氣口總數(shù)和每個排氣口有效蒸汽量來選定。應注意的定義：(1) 每個主排汽口的有效蒸汽流量。將主汽輪機和給水泵汽輪機排氣量的總和除以主汽輪機排汽口數(shù)，即得每個主排汽口的有效蒸汽流量。(2) 排汽口總數(shù)。排汽口總數(shù)為主汽輪機排汽口數(shù)加上給水泵汽輪機的總臺數(shù)。(3) 混合物狀態(tài)參數(shù)?！鏍顟B(tài)下計算得出的。表21 抽氣設備的容量 單殼體凝汽器 (kg/h）每個主排氣口的有效蒸汽流量項 目排氣口總數(shù)123456≤11340干空氣量水蒸氣量混合物總量11341~22680干空氣量水蒸氣量混合物總量22681~45360干空氣量水蒸氣量混合物總量45361~113400干空氣量水蒸氣量混合物總量113401~226800干空氣量水蒸氣量混合物總量226801~453600干空氣量水蒸氣量混合物總量453601~907200干空氣量水蒸氣量混合物總量907201~1360800干空氣量水蒸氣量混合物總量1360800~1814400干空氣量水蒸氣量混合物總量 雙殼體凝汽器 (kg/h）每個主排氣口的有效蒸汽流量項 目排氣口總數(shù)23456745361~113400干空氣量水蒸氣量混合物總量113401~226800干空氣量水蒸氣量混合物總量226801~453600干空氣量水蒸氣量混合物總量453601~907200干空氣量水蒸氣量混合物總量907201~1360800干空氣量水蒸氣量混合物總量1360800~1814400干空氣量水蒸氣量混合物總量 三殼體凝汽器 (kg/h）每個主排氣口的有效蒸汽流量項 目排氣口總數(shù)345678113401~226800干空氣量水蒸氣量混合物總量226801~453600干空氣量水蒸氣量混合物總量453601~907200干空氣量水蒸氣量混合物總量907201~1360800干空氣量水蒸氣量混合物總量1360800~1814400干空氣量水蒸氣量混合物總量從真空系統(tǒng)抽出的非凝結(jié)氣體量與抽氣裝置設計的容量比值，或與非凝結(jié)氣體量應符合表一規(guī)定：表22 抽氣容量的換算抽氣器容量標準m3/min凝結(jié)水含量Ug/L抽除的非凝結(jié)氣體量L非凝結(jié)氣體量q標準m3/min≤42≤5014≤357≤25＜Q≤42≤5014≤257≤15＞42≤14≤7≤在確定抽氣設備的系統(tǒng)容量時應照對表所列選擇抽氣器合適的容量，并且在對下述情況應特別考慮：(1) 多壓單殼凝汽器的抽氣容量對于每一壓力區(qū)可選擇獨立的抽氣系統(tǒng)，也可選擇一容量較大的單一抽氣系統(tǒng)，并確定那個相應的容量。(2) 使用射汽抽氣器，進入其冷卻器的凝結(jié)水按凝汽器可能出現(xiàn)的最高壓力下的蒸汽飽和溫度來計算。(3) 核電機組按表確定容量時，還應考慮在循環(huán)中排入凝汽器的附加非凝結(jié)氣體。(4) 當有旁路蒸汽全負荷排放時，循環(huán)水泵全部或部分投入，℃的非凝結(jié)氣體。 抽氣器的吸入壓力射水抽氣器的吸入壓力是指汽、氣混合物入口管法蘭前D1或610mm處的絕對靜壓力。抽氣器的任務是將漏人凝汽器內(nèi)的空氣和蒸汽中所含的不凝結(jié)氣體連續(xù)不斷的抽出，保證凝汽器始終在高度真