[发明专利]用于蒸汽湿度测量的可除水膜的微波谐振腔

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对蒸汽湿度进行精确在线测量的可自动除去腔体内壁上水膜沉积的微波谐振腔，属于测试技术领域。

背景技术

湿蒸汽广泛存在于火电站凝汽式汽轮机低压缸的末几级和水冷堆核电汽轮机的全部级，湿蒸汽的存在主要给汽轮机的运行带来两方面的问题：一是由于蒸汽的非平衡流动带来的热力学损失、湿汽损失、水滴与主流的相对流动和水滴与叶片的撞击等会引起工作在湿蒸汽区的汽轮机级效率降低；二是湿蒸汽中的小水滴会侵蚀汽轮机的叶片，使叶片表面变得粗糙，出现凹坑，乃至断裂，严重影响汽轮机的安全运行。汽轮机排汽湿度的精准测定，有助于了解湿度的分布，确定叶片加强防护的方式和位置，确保机组的安全运行；帮助确定湿蒸汽区级效率乃至整个机组效率，优化机组的经济运行；同时为湿蒸汽区汽轮机级的优化设计提供指导，并给湿蒸汽的形成机理和方式的研究提供帮助。因此，汽轮机内蒸汽湿度的准确测量具有重要的理论意义和实用价值。

在一定压力（温度）下，湿蒸汽的湿度不同其介电常数也不同，而且两者一一对应，介电常数的变化会影响谐振腔的谐振频率，因此，可以通过测量谐振频率即可间接测量蒸汽湿度。谐振腔一般采用易于加工的圆柱形谐振腔，如果谐振腔的结构、尺寸一定，当湿蒸汽的压力（温度）已知时，湿蒸汽湿度不同，其介电特性不同，当湿蒸汽流过谐振腔，谐振腔的谐振频率会发生相应的变化，通过监测湿蒸汽的压力（温度）和谐振腔的谐振频率的变化，就可以间接得到湿蒸汽的湿度变化。在测量过程中，当湿蒸汽流过谐振腔时，由于液滴的沉积，在谐振腔内表面会形成一层水膜，腔内壁水膜对测量会产生两方面的不利影响：增加介质损耗，使谐振腔的品质因数下降，降低测量的精度；使测量腔室的谐振频率发生偏移，增大测量误差。因此，需要设计一种可自动去除腔体内壁上水膜沉积的微波谐振腔，以提高测量地精确性和准确性。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、性能可靠、管境适应能力强、成本低廉的用于可自动去除腔体内壁上水膜沉积的微波谐振腔。

    为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：用于蒸汽湿度测量的可除水膜的微波谐振腔，包括从前至后依此螺纹连接的汽流进入管、谐振腔管和频率调节管，汽流进入管和频率调节管均设有用于连接谐振腔管的外螺纹，汽流进入管后端面与谐振腔管之间夹设有环形的径向的密封垫片，频率调节管前端面与谐振腔管之间夹设有环形的径向的后垫片，汽流进入管、谐振腔管以及密封垫片之间设有环形的液滴聚集腔，液滴聚集腔环绕在密封垫片的外圈，谐振腔管上设有与液滴聚集腔连通并可连接抽气管的液滴抽出口，汽流进入管设有与液滴聚集腔连通的轴向孔，轴向孔为盲孔，轴向孔通过汽流进入管上设置的径向孔与汽流进入管的管孔连通；汽流进入管的管孔内间隔设有前隔离管，频率调节管的管孔内间隔设有后隔离管，前隔离管后端以及后隔离管的前端均伸入谐振腔管的管孔内，谐振腔管管孔中位于前隔离管与后隔离管之间的部分构成测量腔室，谐振腔管设有耦合件安装孔，耦合件安装孔端部与测量腔室连通；所述汽流进入管的前部外圈壁面以及频率调节管后部外圈壁面均为锥形面。

    汽流进入管的管孔中由外至内至少依次间隔套设两个前隔离管，相邻两前隔离管之间以及汽流进入管内圈表面与相邻前隔离管之间均分别通过径向的平板固定连接。

    频率调节管的管孔中由外至内至少依次间隔套设两个后隔离管，相邻两后隔离管之间以及频率调节管内圈表面与相邻后隔离管之间均分别通过径向的平板固定连接。

所述液滴抽出口为环绕周圈均布间隔设置数个。

所述轴向孔为环绕周圈均布间隔设置数个。 

本发明所述的用于蒸汽湿度测量的可除水膜的微波谐振腔，主要解决了测量谐振频率精度受腔体内壁沉积水膜影响这一问题，是一种可自动去除水膜的微波谐振腔，该谐振腔的汽流进入管的前部外圈壁面以及频率调节管后部外圈壁面均为锥形面，减少了测量误差；在前端汽流入口的汽流进入管上加工有径向孔和轴向孔，并结合液滴聚集腔和液滴抽出口，形成抽取水膜的通道，将形成的水膜尽快抽走，不影响测量腔室的正常工作，从而使湿度测量不受沉积水膜的影响。本发明结构简单，加工方便，配合测量电路和抽气泵，可用于对流动湿蒸汽湿度进行高精度在线测量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是谐振腔管的结构示意图；

图4是图3中的A-A视图。

具体实施方式