1000MW超超临界汽轮机中压缸进汽蜗壳的数值模拟研究

汽轮机实际运行环境中非轴对称通流(进、排、抽汽等)部件产生的非轴对称流场将导致叶片排内部流场的变化.针对某1 000MW超超临界汽轮机的中压缸进汽蜗壳进行了详细的数值模拟研究,并将进汽蜗壳与第一级静叶进行了联算,结果显示进汽蜗壳的非轴对称进汽导敛叶片排进口流场的岗向和径向不均匀,并对叶片性能产生影响.     

排汽缸导流内环子午型线改型设计的数值研究

为了降低某汽轮机低压排汽缸的流动损失,对占流动损失比例较高的环形扩压器进行了改型设计,改变扩压器内导流环子午型线圆弧段半径,数值研究其大小变化对排汽缸气动性能的影响。结果表明,扩压器内导流环圆弧段半径增大,提高了汽流在环形扩压器中的增压程度,降低了汽流由扩压器出口进入排汽蜗壳时的压力突升,改善了排汽缸的气动性能。     

某80MW等级亚临界汽轮机取消导汽管对热耗的影响分析

介绍了新开发的某高效80MW等级亚临界凝汽式汽轮机的高、中压进汽结构,运用CFX软件对机组取消高、中压导汽管进汽方式进行了三维流场分布、压力分布及蒸汽流动产生的压损进行数值模拟对比分析。定量分析了该型机组导汽管沿程损失情况,为今后导汽管结构设计优化提供指导,为汽轮机取消导汽管设计提供数据支持。     

低压缸进汽蜗壳气动性能试验研究

为了研究汽轮机低压缸进汽蜗壳气动性能,将某机组低压进汽蜗壳进行吹风实验研究。分析发现周向速度在三维速度矢量中占据主导,带导流结构出口速度更均匀,不带导流气流角更均匀,进汽蜗壳的流动损失随流量增加而上升,横置导叶全周进口流场不均匀,且随着流量的增大而增强。     

汽轮机切向进汽蜗壳设计方法研究

采用3种切向蜗壳设计方法对某50 MW机组高压进汽流道进行了切向设计,获得3种形式的切向蜗壳:切向等截面设计、等环量设计以及线性收缩设计。采用数值仿真方法对3种形式的切向蜗壳进行了气动分析,获得了切向蜗壳的气动性能、流场分布等。结果表明:3种形式切向蜗壳的气动性能各不相同,等截面切向蜗壳的总压损失最大,出口均匀性最差,而等环量和线性收缩切向蜗壳的总压损失更小,出口均匀性也更好。其中,等环量设计的总压损失和出口均匀性均为最优。对于汽轮机进汽流道,不同切向进汽设计方法会导致不同的截面积周向变化规律,进一步影响蜗壳的气动性能。因此,汽轮机进汽流道在进行切向设计之前有必要选择适合的切向进汽设计方法。     

超临界600MW等级电站给水泵汽轮机排汽管道流场的计算分析

主要介绍了上海汽轮机厂超临界600MW等级给水泵汽轮机排汽管道口径选取的教值计算分析过程.采用计算流体力学手段模拟了给水泵汽轮机不同口径排汽管道内的蒸汽流动特征和压力损失,为深化认识小机排汽特点,改进设计手段和形成设计规范提供了系统的数据.     

一种基于级内损失理论的排汽焓计算方法

凝汽式汽轮机低压缸排汽段通常处于湿蒸汽区,排汽焓值难以直接测量.以级内损失理论为基础,将各类损失划分为与容积流量相关的排汽损失、与湿度相关的湿汽损失和与理想焓降相关的其它损失;推导了其它损失的系数与低压缸理想焓降的二次关系式;在此基础上,根据湿汽损失与排汽焓的关系提出一种排汽焓计算方法.利用该方法计算某660MW超临界汽轮机组的低压缸排汽焓,并与实际运行数据进行了对比.结果表明,提出的方法计算精度较高,所需测点少,对排汽流量的测量或计算精度要求较低,可应用于机组日常运行时对排汽焓的测算.     

小容积流量工况对排汽缸的影响分析

汽轮机末级排汽是影响排汽缸运行的关键因素。对汽轮机末级与排汽缸流场进行了数值模拟,得到当末级处于不同容积流量工况时,排汽缸内流动特性及气动性能。结果表明:随着容积流量的减小,排汽缸内流线分布恶化,扩压通道内靠近外导流环区域出现漩涡,其范围及强度随容积流量减小而增加,扩压性能下降;排汽通道流线紊乱度增加,出现复杂涡系,出口截面流动稳定性下降;大尺度漩涡的存在增加了排汽缸能量损失,静压恢复系数下降,总压损失系数增大。     

660MW汽轮机低压排汽缸联合末级整圈叶片气动性能研究

为了减少汽轮机低压端排汽余速损失,设计具有较大压力回收能力的低压排汽缸对整个机组的效率提升具有非常重要的意义。对660MW的汽轮机低压缸进行了CFD数值模拟,考虑到低压缸流动具有不对称性、强三维流动的特点,选择末级整圈叶片和低压排汽缸一起作为研究对象,研究结果表明该低压缸具有较好的气动性能,能有效地将末级余速损失转化为压力能回收。     

联合循环汽轮机轴向排汽缸蒸汽流场的数值模拟研究

数值模拟能以较少的费用和较短的时间获得大量有价值的研究结果.本文旨在通过建立联合循环汽轮机轴向排汽缸的排汽通道的全三维计算网格,采用CFD软件对轴向排汽缸内全三维流场进行数值模拟,通过计算深化对汽轮机轴向排汽特点的认识,分析排汽流道的流动特征、参数变化、损失特性,从而改进设计手段,积累设计资料,逐步形成设计规范,以提高国内的发电设备制造业在相关设备上的研发水平.     

汽轮机排气缸流场的数值模拟研究

针对某汽轮机排汽缸进行了几何建模并进行数值模拟,给出了内部复杂的流场结构,分析了排汽缸内的损失分布。通过对排汽缸流场的细致分析,考察了流动损失产生的原因,为汽轮机排汽缸外形设计提供参考。     

汽轮机排汽缸的气动研究进展

汽轮机排汽缸是连接凝汽式汽轮机末级出口至冷凝器的通道,改善其气动性能可提高汽轮机的效率。本文从数值分析及试验两方面对排汽缸的研究进行了分析,并对提高气动性能的新型措施进行了归纳。分析表明：末级与排汽缸湿蒸气汽液两相流的联合数值分析是排汽缸流场数值分析的发展方向;模型试验是排汽缸研究的主要方法,由于进口气流对排汽缸性能的影响敏感,进口流场应反映末级出口气流的真实状况,并要特别注意叶栅顶部出口气流的模拟。提高排汽缸气动性能的新型措施为：采用具有负超高的扩压器和非对称扩压器;中分面布置轴向栅格型涡阻尼器;采用除湿措施,减少湿度损失;冷凝器喉部结构及加强系统的改进。     

工业汽轮机大型排汽缸气动分析与结构优化

为了改善工业汽轮机排汽缸气动性能,降低流动损失,采用数值模拟方法对一种大型工业汽轮机排汽缸的气动特性与流场结构进行了计算与分析。揭示了造成工业汽轮机排汽缸气动损失的重要方面,同时提出了针对排汽缸重要结构参数的多种优化方案,并进行详细计算与分析。针对每种优化方案,阐明了优化机理与工业汽轮机排汽缸本身的优化局限性。研究结果表明:对工业汽轮机排汽缸的重要结构参数优化可以显著提高排汽缸的气动性能,改善流场。     

低压汽缸排汽道改进设计的试验研究

为为提高了舰用汽轮机组的运行效率与安全可靠性,试验了研究了具有倒车装置的舰用低压汽轮机复杂排气道的各种改进设计。试验结果表明：合理布置扩压段与增设导流装置可降低排气损失及流场不均匀度。     

Effects of coolant flow rates on cooling performance of the intermediate pressure stages for an ultra-supercritical steam turbine

The effects of the coolant flow rates on the thermal and flow fields of the first two intermediate pressure (IP) stages of an ultra-supercritical steam turbine was numerically investigated using the Conjugate Heat Transfer (CHT) method, and the un-cooled case was also simulated for comparison. The three-dimensional Reynolds-Averaged Navier–Stokes (RANS) solution was utilized to analyze the flow field and temperature distributions of the first two IP stages. The numerical results show that the steam cooling system has proved its ability to cool down the high temperature components, even in the case with the low coolant flow rate. The cooling performance can be improved with increased coolant flow rate, however, great flow losses would be induced and make the stage efficiency reduce by 1.23%. The different coolant flow rates also lead to great differences in the flow field in the front cavity of the first stage: ingress dominated flow condition with the low coolant flow rate and egress dominated flow condition with the high coolant flow rate. The negative influence of the ingested hot main steam on the cooling effect was also described.     

超超临界二次再热高压缸流热耦合特性研究

为满足大型核电汽轮机高压缸的开发要求,采用耦合流动计算和共轭传热的数值方法研究了超超临界二次再热高压缸的流热耦合,给出了高压缸排汽腔室和抽汽腔室流体域的流动特性、外缸和内缸固体部件的温度场分布特性。研究结果表明:抽汽腔室进口重量流量不均匀,靠近抽汽管道的进口质量流量整体偏高;双分流波整体内缸的表面强化与排汽腔室的对流换热承受了高压缸几乎全部的温差应力,因此外缸温度场比内缸的温度场相对要更加均匀。研究结果为研发超超临界二次再热高压缸提供理论支持。     

凝汽式汽轮机排汽焓的简便算法与误差分析

提出了在线确定凝汽式汽轮机排汽焓的一种简便算法,将汽轮机及其包括凝汽器在内的回热系统视为一闭口热力系,计算出汽轮机的排汽量,根据能量平衡求出汽轮机排汽在凝汽器内的放热量,进而得到汽轮机的排汽焓。该方法的特点是,回热抽汽和门杆、轴封漏汽所携带能量为系统内部能量,不需对汽轮机的回热系统进行计算,而且也不会因忽略门杆及轴封漏汽带来计算误差。所需测点少,测量累积误差小,方法简单,计算量小,对某N330MW汽轮机不同工况的计算结果表明,该方法具有较高的精度。     

30万千瓦空冷汽轮机组低压排汽缸数值模拟

使用NUMECA的Fine／Turbo软件,数值模拟研究哈尔滨汽轮机厂有限责任公司300MW空冷机组低压排汽缸内三雏粘性流动的细节。通过使用该软件的Condensable Flow模块以及特有的给定总焓和湿度的边界条件,研究考虑湿蒸汽凝结以及边界条件的不同给定方法对排汽缸内流动以及流动参数的影响,结果表明,边界条件的给法和湿蒸汽工质对排气缸模拟结果影响显著。     

Effects of inlet swirl on the flow in a steam turbine exhaust hood

IntroductionThe flow through the exhaust hoods of steam andgas turbines is still a problematic matter today. The latestexperiments and CFD research are proof of that, e.g.works published by Solodov, Gnesin (1997)['], Sultanian,Nagao and Sakamoto (1998) ['], and other authors.The flow of the steam through the exhaust hood of acondensing steam tUrbine depends to a considerableextent on the swirl of the flow in the inlet section. Thechange of an inlet swirl results in changes in the loss ofki…