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旁路蒸汽排放系統(tǒng)是火電站必不可少的安全保障系統(tǒng)，其關(guān)鍵部件是減溫減壓裝置。早期的意大利電站采用“環(huán)形多級膨脹減溫裝置”，其原理是將旁路蒸汽通過6～8級“臨界膨脹”，并在中間某一級內(nèi)噴水減溫，最終排入凝汽器。此類裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，尺寸過大。現(xiàn)代大型電站多已應(yīng)用多級多孔節(jié)流分配集管裝置，但仍然采用噴水減溫和節(jié)流減壓原理。
最近，美國BDT公司研制了一種新型的旁路蒸汽排放裝置，用1根一級多孔節(jié)流分配集管取代了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一級噴水降溫、二級節(jié)流減壓的三級減溫減壓裝置。該新型裝置的最大特點(diǎn)是：讓節(jié)流后仍具較高壓力的蒸汽在“受限空間”內(nèi)膨脹消能，最后排入凝汽器。“受限空間”為扇形空間區(qū)域，由集管外表面與扇形檔板內(nèi)表面作為界面。擺脫了“臨界膨脹”問題的束縛，因而使新型減溫減壓裝置的結(jié)構(gòu)有限元分析變得簡單。
新型多孔節(jié)流分配集管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，節(jié)流孔沿軸向分3排按直線分布。集管軸向各節(jié)流孔的出口壓力為“受限空間”內(nèi)集管外表面處的壓力，在軸向方向可視為相等。故當(dāng)各節(jié)流孔進(jìn)口處的靜壓相等時，各孔通過的流量將相等。而各節(jié)流孔進(jìn)口處靜壓相等的條件為：集管內(nèi)任意截面處的動壓(p=dv2i/2)等于流體從該截面處流至集管終端的沿程摩擦阻力損失工質(zhì)在節(jié)流流動過程中，當(dāng)節(jié)流孔出口背壓小于或等于臨界壓力時，節(jié)流孔出口壓力P2只能降為臨界壓力Pc，然后在背壓環(huán)境中膨脹。
對于過熱蒸汽k=1.3，Uc=0.546；對于干飽和蒸汽k=1.135，Uc=0.577。但當(dāng)水蒸汽參數(shù)較高時，上述作為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的k值已不準(zhǔn)確。
對于旁路蒸汽排放裝置，我國也進(jìn)行了小孔節(jié)流原理性模型試驗(yàn)，主要結(jié)論有：①驗(yàn)證了氣動力學(xué)理論中關(guān)于小孔有較大降壓能力的診斷，即汽流通過小孔時存在著遠(yuǎn)比一般噴嘴臨界壓力比Uc低的第二臨界壓力比U*，并且證實(shí)了當(dāng)小孔壁厚與孔徑之比≤1時，U*≈0.27(過熱蒸汽)和U*≈0.30(飽和蒸汽)。②驗(yàn)證了當(dāng)實(shí)際壓力比小于或等于第二臨界壓力比U*時，仍可采用式(2)估算流經(jīng)小孔的蒸汽流量，而且按此式計(jì)算的小孔流通面積大約有10%的余量。
當(dāng)檔板受力而在x-y平面上發(fā)生純彎曲時，橫截面上最大應(yīng)力emax(x)發(fā)生在離中性軸Zc最遠(yuǎn)處，中性軸穿過檔板橫截面的形心C。在中性軸穿過的檔板的縱向(x向)中性層ab剖面上，既無拉應(yīng)力，也無壓應(yīng)力。檔板橫截面上離中性軸的極限距離，WZC為抗彎截面模量，M(x)為檔板任意橫截面上所受的彎矩。
檔板受力彎曲時，各橫截面上所受彎矩不同，故我們在計(jì)算整個檔板所受最大正應(yīng)力時，應(yīng)該考核彎矩值最大的橫截面，并據(jù)此建立檔板的正應(yīng)力強(qiáng)度條件：而最大允許彎矩[e]為許用應(yīng)力，對于碳鋼，其許用拉應(yīng)力與許用壓應(yīng)力相同。
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