空冷汽轮机低压末级变工况设计

采用CFD技术对空冷汽轮机低压末级进行全三维变工况设计，掌握了空冷机组末级动叶的变工况运行时的流动情况，对因高背压产生压力面流动分离进而引发颤振的机理有了一定了解。分析结果表明，采用专用强化叶型、控制反动度、控制攻角等方法可以有效保证空冷机组变工况安全高效运行。     

空冷末级叶片设计中的若干问题讨论

空冷末级动叶片具有的与湿冷末级叶片不同的技术特性决定其设计条件更苛刻，设计难度更大。文章总结了某大型空冷汽轮机末级动叶片的基本设计特性。这些特性是为满足空冷汽轮机的运行特点而作特殊设计的。对诸如宽范围变化的背压引起的变工况特性、颤振、高背压下小容积流量工况时的叶片动应力特性、阻尼结构的振动及动响应特性等进行了分析，并总结了空冷末级叶片的设计要素及特点。     

空冷50MW机组低压缸变工况三维流场数值分析

介绍了采用Numeca的Fine／Turbo软件对某空冷50MW机组低压缸末三级进行了变工况三维粘性数值模拟，重点分析了不同背压条件对机组低压缸性能的影响。详细分析各工况下的三维流场信息，结果显示背压变化对末级的影响比较大，在高背压、小容积流量工况下，在末级动叶中部出现较大的分离区。通过分析研究低压缸全工况三维流场，可深入了解透平内部流动机理，有助于进一步优化空冷机组设计。     

大型空冷汽轮机通流设计

采用CFD技术对某大型空冷汽轮机通流进行全三维变工况设计,掌握了空冷机组通流的三维流动特点,采用了包含汽封的叶片整体优化全三维设计,新型反动式大焓降叶片等新技术。并设计了专用于空冷机组的末级长叶片及相应低压排汽装置,有效保证了空冷机组安全高效运行。     

大型空冷汽轮机关键技术及解决策略研究

针对大型空冷汽轮机背压和排汽温度随环境温度变化的运行特点,指出了末级叶片变工况问题、低压内缸严重变形以及低压轴承箱变形导致轴承标高不断变化等关键难点。根据多年来空冷汽轮机的设计实践,提出了高阻尼结构末级长叶片、落地式低压缸和落地式轴承等设计技术,设计制造了空冷汽轮机,圆满解决了以上难题,在实际运行中安全高效。     

空冷汽轮机末级长叶片设计特点

简要介绍空冷汽轮机运行的工况特点和末级叶片的设计特点,通过对空冷末级叶片的结构力学设计特性和气动设计特性的定性分析,总结了叶片的大刚度大阻尼结构设计、成圈结构调频设计、优化排汽环形面积设计(最佳叶高)、优良的叶形通道设计、优良的变工况性能设计,以及小容积流量下叶片的动应力和颤振特性等设计原则。     

300MW空冷汽轮机设计背压及末级叶高的确定

以东方汽轮机厂空冷３００ＭＷ汽轮机为例，详细论述了确定空冷机组设计背压及末级叶高的一般方法，并就汽轮机特性与空冷系统优化的相互关系和影响进行了分析。最终确定了东汽厂的间接和直接两种空冷３００ＭＷ汽轮机的设计背压及末级叶高。     

600MW等级二缸空冷汽轮机长叶片开发

介绍了基于STC长叶片设计平台完成的600MW等级二排汽空冷汽轮机长叶片的设计开发,主要从气动和强度振动两方面阐述了末级叶片的设计要点和工作特性。结果表明,该末级叶片具有良好的振动特性和变工况特性,并对新的长叶片的设计开发有一定的指导意义。     

665毫米末级叶片在小容积流量工况下的试验研究

一、前言现代汽轮机单机功率越大,末级叶片就越长。末级的功率占整台机组功率7～9％左右。因此,保证汽轮机低压末级长叶片在设计工况特别是在变工况下的安全经济运行,是发展大功率供热、调峰、空冷机组的关键技术问题在深度变工况下,末级喷嘴与动叶之间的轴向间隙顶部产生旋涡,动叶出口根部产生脱流和倒流,排汽部分过热,使末级效率显著降低,动应力水平增高,发生失速颤振和动叶根部出汽边水蚀,造成叶片断裂事故。为了保障末级叶片的工作可靠性,应从     

空冷汽轮机低压排汽面积选择和变工况特性分析

根据我国西北某地区的典型环境温度对600MW直接空冷机组的低压末叶片进行优化,得到合理的低压排汽面积,同时根据末级叶片的设计特点对其变工况特性进行分析,从而对620mm末叶片的变工况性能有一定了解。分析结果表明,设计背压为15kPa.a时,末叶片采用620mm比较合适;采用专用强化叶型、控制反动度、控制攻角等方法的620mm末叶片可以有效保证空冷机组变工况安全高效运行。     

超临界600MW汽轮机运行方式的优化研究

阐述了汽轮机变负荷运行的优化原理,介绍了某电厂600MW超临界汽轮机组变负荷运行优化试验的情况,并按照机组高调阀的实际流量特性,通过不同典型负荷下（包括540MW、480MW、420MW、360MW、330MW和300MW共6个负荷）的热效率对比试验,得到了机组优化后的变负荷运行方式,考虑了机组排汽压力的修正,给出了相应运行曲线的拟合函数.结果表明：优化后的运行方式在机组低负荷运行时,汽轮机热耗率明显降低,优化后的运行方式有效地提高了机组变负荷运行时的经济性.     

三缸两排汽200MW间接空冷汽轮机通流部分改造

改进型200MW汽轮机及大型空冷汽轮机的不断投产,为200MW间接空冷汽轮机改造提供了技术储备。末级叶片的优化设计是发展空冷机组重要条件之一,正是由于选择了合适的末级叶片,对丰镇电厂的机组改造取得了成功。     

汽轮机内湿蒸汽两相流流场的实验研究

凝汽工汽轮机末几级往往工作于湿蒸汽区，工作条件恶劣。作者研究了能同时测量汽液两相流动状况的集成化探针，并成功地在电厂进行了实测。实验结果表明：汽轮机中湿蒸汽的流动特性沿叶高是不均匀的，湿蒸汽中二次水滴的流动速度和方向与主汽流都有很大差别。讨论了湿蒸汽流场的测量方法并对部分实验结果进行了分析。     

Exergy-energy analysis of full repowering of a steam power plant

A 320 MW old steam power plant has been chosen for repowering in this paper. Considering the technical conditions and working life of the power plant, the full repowering method has been selected from different repowering methods. The power plant repowering has been analyzed for three different feed water flow rates: a flow rate equal to the flow rate at the condenser exit in the original plant when it works at nominal load, a flow rate at maximum load, and a flow rate when all the extractions are blocked. For each flow rates, two types of gas turbines have been examined: V94.2 and V94.3A. The effect of a duct burner has then been investigated in each of the above six cases. Steam is produced by a double-pressure heat recovery steam generator (HRSG) with reheat which obtains its required heat from the exhaust gases coming from the gas turbines. The results obtained from modeling and analyzing the energy-exergy of the original steam power plant and the repowered power plant indicate that the maximum efficiency of the repowered power plant is 52.04%. This maximum efficiency occurs when utilizing two V94.3A gas turbines without duct burner in the steam flow rate of the nominal load.     

深度调峰运行时汽轮机低压叶片的安全性分析

为了满足电网深度调峰和供热的要求,低压缸需要长期在低负荷甚至零出力工况下运行。本文以某660 MW汽轮机为对象,对其深度调峰和供热工况下低压叶片的通流特性和运行安全性问题进行了研究,得到了不同排汽压力时低压末级叶片的流场分布以及相关参数随背压变化的规律,分析计算了叶片所受汽流弯应力,确定了汽流弯应力随背压的变化。结果表明：该机组在深度调峰和供热的小容积流量工况下,叶片所受汽流弯应力很小,满足不调频叶片的设计要求,能够保证机组安全稳定运行;小容积流量工况下,汽轮机的排汽压力降低,真空度提高,其低压部分摩擦鼓风损失大幅度降低,鼓风发热问题减少,汽流弯应力降低,汽轮机可以安全稳定运行。     

东方空冷600MW两排汽汽轮机的设计

在我国西北地区由于水资源严重短缺,而这些地区又富产煤,在我国以煤电为主的能源结构情况下,大力发展空冷机组是一条必由之路。国家已将建设大型空冷电站列入“十一五”规划纲要。我国空冷技术在20世60年代开始起步,经过多年的发展,在各个方面均取得了丰硕的成果,特别是在空冷汽轮机的设计方面积累了丰富的经验,同时随着国家对节能环保要求的进一步提高,开发高参数、大容量的高效空冷汽轮机已到了水到渠成的时候。该文就大型空冷600MW两排汽汽轮机设计中的关键技术如机型、容量、效率、末级叶片、排气装置、系统配置等进行论述。实践证明,东方空冷两排汽汽轮机组设计先进,可靠性高。     

工况不确定性对汽轮机末两级气动性能的影响研究

汽轮机运行条件存在随机波动性,对汽轮机的稳定运行造成一定影响。以往的研究多将汽轮机的工作环境条件作为确定因素,未考虑其随机变化的影响。本文将汽轮机背压、径向气流角和进口流量作为服从一定概率分布的随机变量,采用多项式混沌方法结合计算流体力学（CFD）模拟仿真,研究了以上参数的随机波动对某汽轮机末两级叶片气动性能的影响。结果表明：计算进口边界条件的设置方法对汽轮机末两级总体性能的计算结果影响不大,当给定进口流量边界条件时,末两级效率的计算结果最高;在接近堵塞工况时,进出口条件的随机变化对通流流量的影响不大,但效率存在明显的波动,进口气流角对总体性能的影响相对较小;当背压和进口流量存在随机波动时,末级动叶中激波位置小范围波动,激波位置对径向气流角的波动不敏感。     

汽轮机末级转子叶片流固耦合计算

对于大展弦比的叶片,流场与结构的相互作用不可忽略。本文利用商业软件CFX和ANSYS对某汽轮机末级转子叶片进行了设计和非设计状态下的流固耦合计算,对两种状态下耦合前后的流场结果进行了对比分析,叶片结构计算采用了双向与单向两种耦合方式。结果表明,非设计状态下流场对结构变形具有更强的敏感性;在稳态载荷作用下,两种耦合方式下的叶片位移、应力值差别不大。     

电站汽轮机研制与生产的可靠性技术研究

给出了电站汽轮机的10个可靠性特征量的计算公式或术语以及汽轮机强度与振动的17个设计判据。介绍了电站汽轮机关键部件寿命评定技术研究的新进展和汽轮机关键部件寿命设计技术规程。分析了超临界汽轮机、超超临界汽轮机、空冷汽轮机、燃气轮机联合循环汽轮机和核电汽轮机结构可靠性设计的技术特点。介绍了电站汽轮机研制和生产过程的可靠性通用大纲,内容包括可靠性工作的5项总要求和18项详细要求。参14     

A numerical investigation of two-phase steam flow around a 2-D turbine's rotor tip

In flow of steam during the divergence nozzles, expansion and decreasing the enthalpy, brings the flow near the saturation conditions. After supercooling, nucleation forms in the flow and the second phase appears. This phenomenon occurs specially during the last stages of steam turbines as low-pressure case and nuclear reactors as high-pressure. In this research, a numerical scheme for transonic two-phase flow within the passages of 2-D rotor-tip section with various backpressures is applied and an Eulerian–Eulerian reference frame is employed for both phases. A classical homogenous nucleation model applied for the mass transfer in the transonic conditions. Five deferent cases have been tested and through the results, pressure profiles around the blades are compared with the experimental data and good agreement is observed. Results show that the most condensation is on the suction surface of blade and it grows by decreasing the downstream pressure.