258 (42)

416

lecz również od promienia kropli, mianowicie k rośnie ze wzrostem promienia kropli. Tak więc za erozję odpowiedzialne są duże krople.

Rozkład zawilgocenia w ostatnim stopniu turbiny kondensacyjnej zmienia się wzdłuż promienia, ze wzrostem promienia rośnie niemonotonicznie udział dużych kropli, tj. rośnie wyraz y₀v..

Według badań MEI (Moskowskij Energeticzeskij Institut) [44] zawilgocenie za stopniem jest na promieniu zewnętrznym 2-4 razy większe niż u stopy łopatki (rys. X.18). Ponieważ jednocześnie ze wzrostem promienia rośnie prędkość względna dużych kropel, przeto zagrożenie erozyjne łopatek ostatniego stopnia koncentruje się na promieniu zewnętrznym i obejmuje 20 - 40% długości łopatki licząc od głowy.

We wzorze (X.39) występuje prędkość kolizji kropel w_w. Jest ona przez wzór (X.27) związana ze stosunkiem cjc_p, który zależy od ciśnienia pary.

Rys. X.18. Różne formy kanałów odwadniających w stopniach pracujących w obszarze dużego zawilgocenia według [48]

Ze wzrostem ciśnienia w stopniu rośnie odniesiona prędkość kropli c_w/c_p, czyli maleje prędkość kolizji w_w i zmniejsza się zagrożenie erozyjne. Dlatego w turbinach siłowni nuklearnych nie zaobserwowano erozji kroplowej w części wysokiego ciśnienia, mimo występującego tam dużego zawilgocenia pary (porównaj rys. X.ll). Pewien wpływ ma na to również mniejsza prędkość obwodowa stosowana w części WP.

Porównując wzór (X.39) z kryterium KWU (X.l6) widzimy, że zagrożenie erozyjne nie zależy bezpośrednio od zawilgocenia końcowego y₂ za stopniem, lecz od ilości wody znajdującej się za kierownicą w postaci dużych kropel

(i — x₀)- A. Ponadto na erozję ma wpływ nie prędkość obwodowa stopnia u,lecz prędkość względna dużych kropel vv_w. Jest ona tym mniejsza, im mniejszy jest promień kropli.

Przedstawiona analiza zjawiska przepływu dużych kropel wody w Stopniu i zagrożenia erozyjnego pozwala na wyciągnięcie cennych wniosków w zakresie ochrony przed erozją.

Ze wzoru (X.39) wynika celowość zmniejszenia udziału dużych kropel A w ogólnym zawilgoceniu za kierownicą. Istotne znaczenie mają zabiegi prowadzące do rozdrobnienia kropel, co prowadzi do zmniejszenia prędkości ich uderzenia w_M.. Czynna ochrona erozyjna polega głównie na zmniejszaniu liczby i wielkości kropel zrywających się z krawędzi wylotowej kierownicy.

Przez odpowiednie zabiegi konstrukcyjne można dążyć do uzyskania korzystnego miejsca tworzenia się mgły (początku kondensacji), a przez dobór właściwego profilu i stosowanie urządzeń odwadniających (np. odsysanie filmu wodnego z kierownicy) do obniżenia udziału dużych kropli A. Duży odstęp między wieńcem kierowniczym a łopatkami wirnikowymi sprzyja rozdrobnieniu kropel i zmniejszeniu prędkości w_w.

Wcześniejsze wzory na zagrożenie erozyjne, zawierające jedynie zawilgocenie i prędkość obwodową, są niesłuszne, gdyż nie biorą pod uwagę następstw unowocześnienia konstrukcji Uwzględniając prawa przepływu pary mokrej przybliżamy nasze poglądy do rzeczywistości. Jakkolwiek ciągle jeszcze niektóre fenomeny erozji pozostają nie w pełni wyjaśnione, dysponujemy obecnie — jak sądzimy m-- metodą właściwej oceny zagrożenia erozyjnego, metodą potwierdzoną w praktyce. W każdym razie można stwierdzić, że — wbrew do niedawna rozpowszechnionym pesymistycznym kryteriom erozyjnym — erozja kroplowa nie stanowi hamulca rozwoju coraz to większych turbin kondensacyjnych, zarówno siłowni konwencjonalnych, jak i jądrowych. Oczywiście twierdzenie to jest słuszne przy założeniu, że przedstawione tu wnioski zostaną uwzględnione w konstrukcji maszyny.

8. Zapobieganie erozji kroplowej

Zapobieganie erozji kroplowej polega na ochronie czynnej i ochronie biernej.

A. Ochrona czynna (aktywna) sprowadza się do zwalczania przyczyn erozji, a więc przede wszystkim do:

a)    zmniejszania zawilgocenia przed stopniem y₀,

b)    zmniejszania ilości wody zrywających się z kierownicy y₀-A,

c)    rozdrabniania kropel i zwiększania ich odniesionej prędkości cjc_r

Zabiegi konstrukcyjne służące tym celom są bardzo różnorodne. Najbardziej skuteczne jest stosowanie zespołu środków ochrony czynnej, do których zaliczamy:

27 — Muszyny Prrepł. t. 10