汽轮机静叶缝隙去水效率的实验研究

在气－水膜两相流动试验装置上对平板空心叶片去湿缝隙的去水效率进行了试验研究。分析讨论了气流速度、叶片上水膜流量、抽吸压差、缝隙宽度及角度对缝隙去水效率的影响,确定了叶片去水缝隙的合理形状及尺寸     

汽轮机304 L空心静叶片3 D打印研制

采用激光选区熔化(SLM)技术制备了304L不锈钢空心静叶片。通过化学成分分析、拉伸试验、金相观察、致密度测试、PT检验等方法,对3D打印空心静叶片和随炉试棒进行评估。结果表明:4个打印区域随炉试棒的化学成分均满足304L材料的技术要求。随炉试棒沉积方向的屈服强度低于水平方向,表现出明显的各向异性。4个打印区域随炉试棒的金相组织观察到少量的细小未熔合缺陷。打印的空心静叶片和随炉试棒的致密度均在98%以上。对空心静叶片进行PT检验,在叶片内弧面和外弧面均未发现明显缺陷。研制的136支3D打印304L空心静叶片,其各项指标均能够满足相关技术要求,已成功应用于垃圾焚烧发电机组,获得了良好的经济与社会效益。     

某型高压汽轮机动叶栅的气动优化设计

利用CFD(计算流体力学)技术对某冲动式汽轮机的高压级动叶进行了改型设计。对比数值模拟结果,优化后有效地改善了叶栅流道中的流动状况,级性能有了显著的提高。     

基于复合进化算法和Navier-Stokes方程求解技术的透平叶栅气动优化设计

提出了基于复合进化算法和Navier-Stokes方程求解技术的透平叶栅气动设计方法。复合遗传算法是结合进化算法与单纯形法,通过对群体中的最差个体采用单纯形法进行改造,提高进化遗传算法的搜索效率。透平叶栅的气动优化设计目标是总压损失最小。总压损失的计算采用Reynolds平均Nayier-Stokes方程求解技术,紊流模型采用Baldwin-Lomax代数紊流模型。优化设计变量是叶栅型线参数化Bezier曲线控制点坐标,优化设计得到叶栅的总压损失减小了20％。设计结果证明了本文所提出的优化技术对透平叶栅气动设计是一种有效的方法。     

汽轮机空心静叶缝隙抽吸性能研究

采用Fluent软件对某600MW汽轮机末级空心静叶栅内的蒸汽流场与缝隙抽吸性能进行了三维数值计算,讨论了缝隙结构参数对抽吸性能的影响。结果表明:随着缝隙位置从叶片前缘向尾缘的移动,静叶背弧上缝隙的抽汽量急剧减少;内弧上缝隙的抽汽量先略微增大后减小,在缝隙相对位置ψ=0.723 4时达到最大值;随着缝隙角度的增大,缝隙抽汽量先增大后减小,在缝隙角度α=45°时达到最大值,约占叶栅通道总蒸汽量的1.8%;随着缝隙宽度的增加,缝隙抽汽量先减小后增大,在缝隙宽度为2mm时达到最小;缝隙抽吸能力与缝隙出口处的腔室大小、空腔内形成的涡核位置和涡半径以及抽吸工质的流线的长短有关。     

大功率汽轮机低压缸斜扭叶栅的开发与气动设计

提出的根部反扭、顶部正扭、再复合以正倾斜所构成的斜扭静叶用全三元、气动变分有限元方法设计的新一代静叶、其气动性能可以与马刀型弯扭静叶相媲美,而它的工艺性却比马刀型叶片优越,它对提高大功率汽轮机的热经济性和技术水平有重要意义。     

核电半速1710mm末级长叶片静叶气动优化

为了降低流动损失,通过分析核电半速1 710mm末三级气动效率,调整末级静叶节弦比、喉节比、根部型线,对末三级通流进行优化,对比原设计,优化后的计算结果证明上述手段确实可以提高末三级的效率和出力,对开发设计具有高通流效率的汽轮机低压缸长叶片有良好的指导意义。     

斜扭静叶的气动研究与应用

本文提出了根部反扭，顶部正扭，再复合以正倾斜的斜扭静叶是用全三元，气支变分有限元方法设计的新一代静叶，其气动性能可以马刀形弯扭静叶相媲美，而它的工艺性比马刀形叶片优越，可以用一般的通用机床加工。该斜扭静叶具有气动性能的优良，工艺简便的双重点特点，对提高我国汽轮机的经济性能与制造水平有重要意义，具有广泛应用前景。     

改善汽轮机空心静叶焊接自动化应用的研究

以1000 MW汽轮机空心静叶的焊接制造应用为实例,通过研究焊前预处理工艺、机器人摆弧工艺、激光跟踪应用及半手动程序调制工艺来改善自动化焊接生产过程中的局限性,即解决焊接自动化对焊接件一致性要求极为苛刻的问题,从而提高空心静叶自动化焊接生产的工艺及质量稳定性。改善后的自动化焊接焊缝经目视(VT)、渗透(PT)、射线(RT)检测及低倍组织分析,质量符合EN 5817 C级。     

多级涡轮三维气动优化设计的可行性分析与实现

多级涡轮三维气动优化设计由于计算量大、计算时间长、变量样本空间过于庞大,在实践中往往设计周期长,且难以有效实现.随着计算机硬件和计算软件的发展,计算能力已经大为改善,多种设计方法亦实现了有效融合.大力开展多级涡轮三维气动优化设计研究,将传统设计方法与现代自动优化设计方法相结合是解决前述困难,实现多级涡轮优化设计的一个有效途径.文中分析了将准三维设计和多级局部优化联合实现多级涡轮三维设计的可行性,给出了一个多级涡轮气动优化设计流程.准三维设计主要是S2流面正问题计算,通过准三维设计进行初步设计,初步提高性能,确定总体参数,为下一步的优化设计打下基础.然后采用多级局部优化设计,多级局部优化过程使用Numeca/design 3D软件,优化联合采用人工神经网络和遗传算法,通过提高局部性能来提高总体性能.流场计算采用全三维粘性流N-S方程求解,并以一个3级涡轮和一个4级涡轮为例,说明此方法的可行性.     

某汽轮机长叶片级静叶栅气动性能优化

采用NUMECA软件的软件包,对国产某单缸150MW汽轮机次末级(20级)进行了气动性能优化设计研究.通过优化静叶栅的三维外形,减小了动叶的分离区,改善了动静叶的气流角匹配,提高了该级的等熵效率.     

CVN静叶透平级气动性能的数值计算与试验结果的比较及优化

以某600MW汽轮机高压缸内的CVN(顶部反扭)静叶透平级为计算对象,以Fine/Turbo软件为模拟工具,计算了不同速比下的透平级的气动性能,并与试验结果进行对比,分析比较了级效率、反动度、流量系数等技术指标。结果表明数值计算结果与试验吻合较好,气动性能指标的变化趋势一致;最佳速比均介于0.52~0.53之间;该静叶叶型并不是最佳,静、动叶损失偏大,造成级效率偏低。通过改进静叶成型,提出了3种透平级的改进设计方案,经计算和比较得出正弯静叶透平级为最佳方案,其静、动叶损失最小,比原模型级可提高透平级效率1.2%。     

中小汽轮机多分流叶栅的气动设计与应用

在中小汽轮机高压级的喷嘴叶栅中存在着严重的流动损失，为了改善其汽动性能，作者提出的多分流叶栅技术，对于提高小汽轮机高压级的热经济性是一条切实有效的途径。这项技术已被哈汽，东汽和上汽等厂应用大功率汽轮机高压级的改型设计，并已取得了明显的经济效益。     

大型空冷汽轮机低压排汽缸几何尺寸对气动性能的影响

在多年试验研究的基础上，归纳和总结了大型空冷汽轮机低压排汽缸几何尺寸对其气动性能的影响规律，并提供了排汽缸的轴向尺寸、环形扩压管形状尺寸、蜗壳横向宽度及蜗壳上半缸形状尺寸等方面的优化选型的原则和建议，为空冷汽轮机的设计提供了有意义的参考依据。图3     

透平静叶的多参数气动优化设计方法

本文采用一种新型的气动优化方法来求解透平静叶的多参数优化问题.本方法包括叶片参数化造型方法、3D叶片与网格生成程序、N.S.数值模拟和响应面方法.采用参数化造型方法来重构初始叶片,并引入设计变量.然后,修改设计变量,并结合3D叶片与网格生成程序,获得一系列不同的叶片.通过N.S.计算,获得叶片优化所需的样本空间.最后,采用一定优化策略,获得满足设计要求的叶片及其设计参数值.     

300MW汽轮机末级空心静叶内湿蒸汽二相流动与水滴沉积规律研究

基于利用控制容积法求解Reynolds时均的N-S方程、κ-ε湍流模型和Lagrange方法等模型,分析了空心静叶栅内部的二维湿蒸汽汽液两相流场和不同粒径的水滴沉积规律、沉积位置,同时在沉积位置开2种宽度、3个方向和不同数量的缝隙分别分析了抽吸和吹除两种方法对叶栅通道流场的影响以及去湿效果。     

后部加载叶型的气动优化设计

本文对哈尔滨汽轮机有限责任公司30万kW汽轮机静叶栅的两套改型方案进行了实验验证,通过对实验结果的详细分析,得出了决定后部加载叶型气动性能的三个主要因素,即前缘圆直径,吸力面出口逆压段梯度与逆压梯度大小的合理匹配、尾缘圆直径。实验结果表明应用“前更轻后更重”后部加载叶型的73B具有更好的气动性能。     

某型气冷涡轮级的三维优化设计

1引言随着叶轮机械设计技术的不断进步,对叶片造型理论和设计方法提出了更高要求,叶片设计往往决定着效率、压比、重量等诸多性能参数,涉及到来源于不同准则的许多目标和约束。与叶轮机械设计相关联的优化问题通常涉及到许多约束和大量参数,一般导致目标函数有许多极值点。目前     

基于iSight平台的汽轮机低压排汽缸气动优化设计

采用iSight优化设计平台构建了1个汽轮机低压排汽缸全三维粘性气动优化设计系统,该系统耦合了参数化建模、CFD分析与组合优化技术.采用该系统分别对具有轴对称和非轴对称2种不同结构导流环的汽轮机低压排汽缸进行了气动优化设计.优化后与原型设计相比,具有轴对称导流环的排汽缸平均静压恢复系数提高了21.21 %,具有非轴对称导流环的排汽缸平均静压恢复系数提高了45.46%,表明该系统能有效地提高汽轮机低压排汽缸的气动性能.