电站水室真空泵的选型
赵翠莲，修恒旭
（国核电力规划设计研究院，黑龙江哈尔滨100094）
气的原理，并提出了水室真空泵的选型计翼方法. 捐要：针对一次直流循环的凝汽器冷却水系统，从理论上分析了凝汽器水室项部积聚空
关键词：水室具空录：设重原则：选型计算
中国分类号：TK284.2文献标志码：B文章编号：1009-3230（2010）08-0035-03
Selection Calculation ofWaterBoxVacuumPump
ZHAO Cui-lian XIU Heng-xu
Abstract: This paper analyes the mecharism of gas colleting t the top of the cndenser water boxin theory and shows the selection calculation of water box vacum pump for once-through condenser cooling waler system.
Key words: Water box vacuum pump;: Set principle; Selection calculation
利用虹吸原理，并设置水室真空泵，从而使循环水泵扬程达到最小，减小循环水泵的功耗，降低电厂运行费用.
0前言
对于海滨电站，为减少循环水泵功耗、减少厂用电，一次直流循环凝汽器冷却水系统常利用虹吸原理，概汽器前后水室道常均为负压（或仅后 水室为负压），当循环水流经凝汽器管束时，随着压力降低、温度的上升，会析出溶解在储环水中的气体，从而聚集在凝汽器的最上几排管束内，阻碍响凝汽器的换热效率，也容易减短聚集有气体的 循环水流经管束，减少了循环水冷却面积，从面影管束的寿命.因此，在引进大型机组的凝汽器上，中分离出的空气，确保凝汽器及循环水系统高效、 应设置水室真空泵，机组运行中及时抽取冷却水经济运行.
水室真空系主要有以下功能：
（1）在机组启动前，当循环水泵的扬程低于凝汽器水侧建立虹吸，保证启动阶段循环水完全 凝汽器水室的标高时，通过启动水室真空泵，可在充满凝汽器水室.
（2）当机组正常运行时，凝汽器前后水室为负压，循环水会析出部分溶解气体并聚集在水室 顶死角，甚至聚集在凝汽器的最上几排管束内，阻碍循环水流经管束，减少了摄汽器冷却面积.需要启动水室真空泵将这部分气体抽出，从面保证凝汽器的换热效率及运行寿命.
本文针对一次直流循环冷却水系统，从理论理，并提出了水室真空泵的设置原则及水室真空 上研究引起摄汽器内冷却水溶解性气体分离的机系的选型计算方法.
2凝汽器水室聚集空气的理论分析
利用虹吸原理的循环水在凝汽器前后水室析出气体的理论依据，有以下几点：
各组分气体的分压之和： （1）道尔顿分压定律：混合气体的总压等于
1水室真空泵的设置目的与功能
水室真空泵设置目的主要在于：海滨电站常
（2）享利定律：在给定的温度下，器解于水中的某种气体的溶解度与该种气体在水面所接触的气体中的分压力成正比；
响，即当混合气体的总压力降低时，空气在水中的 根据上述两定律，可知：压力对溶解度的影溶解度会降低，多余的空气会从水中析出，如表1所示.
冷水空气的溶解量（mg/L）81
医力（表压）水温（） 0 0.5 x 1.0m5 34 50.6 67.515 10 26.5 30 39.4 44.4 59.2 52.620 24.5 36.3 48.5
（3）任何一种气体，在水中的溶解度随着温度的升高面下降；
图1标准大气压下水中的空气溶解度
升高，空气在水中溶解度急剧下降.且循环水初 图1说明，在0℃-40℃之间，随着温度的始温度越低，流经凝汽器约9℃温升后，析出的空气量越多.
汽器的整个过程中，空气在水中溶解度的变化. 下面以图2为例，简要说明在循环水流经凝
图2循环水系统示意图
在0点海平面：水中充分溶解大气压（Po）下的空气；
气体PaPo，则无气体从水中析出；
在B点凝汽器后水室：因循环水压力进一步降低、循环水温升高，空气在水中的溶解度继续变小，又有部分空气从水中析出；
流循环凝汽器冷却水系统，凝汽器前后水室顶部 根据上述理论分析，利用虹吸原理的一次直聚集从循环水中析出的空气，必须设置水室真空泵将娶汽器前后水室案集的空气抽出，并排空.
3水室真空泵的选型计算
通过上述描述，可知只要知道循环水流过凝汽器整个过程（O点、A点、B点）的溶解度，就可知汽器前后水室顶聚集的空气量，也就是真空泵需要抽出的气体量.
下面以国内某工程为例，简要介绍水室真空泵的选型计算：
已知循环水参数：
流量：191 060 m²/h (841 216 gal/min) ;0点：101.6 KPa（n)（30"Hg（a)) 16°℃(60.8F)A 点:75 KPa(a) (22.15°Hg(a) ) 16℃（60.8F)B点：30 KPa（a)（8.86°Hg（a)) 24.1 °C(75.38 F)
第一步：根据真空泵厂家提供的资料，查询图3可以得到各点空气在水中的溶解度：
图3饱和水中的空气解度
根据真空泵厂家提供的资料，查询图4可以得到：
0点：对应30*Hg（a），60.8F时，溶解度为0.218 Ib. air/1 000 gal. water;
A点：对应22.15°Hg（a），60.8F时，溶解度为0.162 Ib.sit/1 000 gal. water;
A点：
对应22.15°Hg（a），60.8F时，每一磅干空气对应的空气-水蒸汽混合物的体积量为18f/ p
为 0.052 Ib. sir/1 000 gal. water; B点：对应8.86Hg（a)，75.38F时，溶解度
第二步：求得A点、B点析出的空气量.
B点：
对应8.86Hg（a）.75.38下时，每一磅干空气dry air. 对应的空气-水蒸汽混合物的体积量为51f²/Ib
A点、B点理论计算的空气析出量：
A点:(0.218 -0.162) ×841.216 =
47.11 Ib. /min
B点：(0.162-0.052)×841.216 =
医此：
A点空气体积量为：4.711×18=84.8f²/min
92.53 Ib./min
B点空气体积量为：9.253x51=4728/min
量.由于空气并非理想气体，且因压力下降、温度 上述数值是按理想气体考虑理论计算的空气上升析出的大量空气会被循环水流带走，按照真10%. 空泵厂家经验，实际析出空气量约为理论值的
第四步：将前后水室析出的空气，折合到真空系人口参数，就是真空泵的容量.
压力损失约为2°Hg（a）. 根据实际管路布置可得凝汽器至真空系人口
则真空泵人口参数为6.86Hg（a），75.38F.
A点、B点实际空气析出量：
根据理想气体状态方程：
A点:47.11 x0.1 =4.711 Ib./min
PV/T=常数
B 点;92.53 x0. 1 =9.253 Ib./min
可折算出真空聚人口吸人空气体积量：
第三步：将A点、B点的空气由质量流量转换为体积流量：
V =84.8x22.15/6.86 472x8.86/6.86
考虑到寿命期内真空泵磨损等因素，真空泵选择可考虑10%裕量，且考虑一台备用.因此该空系. 工程可选用2台容量为1650m/h的水室真
4结论
（1）对于利用虹吸原理的一次直流循环凝汽器冷却水系统，有必要在机组正常运行时投运水 室真空泵.
（2）水室真空泵的选型依据，主要取决于凝汽器前后水室析出的空气量.
（3）本文给出了水室真空泵选型计算方法，供相关工程参考.
参考文献
[1]丁建平，程静，杨建明，溶解性气体对一次直流确 郑获汽器选行特性的影响[J].热力进平，2004.3.[2]马九荣，文力发电证备技术手册[M].机城工业由 底证，2000.
图4每磅干空气对应的空气-水菌汽溪合物的体积
