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。     

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。     

汽轮机空心静叶去湿缝隙结构的研究

在空气-水膜两相流动试验装置上,试验研究了去湿缝隙几何形状和尺寸与缝隙去水效率之间的关系,得到了缝隙角度、宽度与去水效率的关系曲线;分析了空心静叶去湿缝隙的抽吸过程和机理;讨论了缝隙抽吸对叶栅通道内主流场的影响。结果表明：小的缝隙角度可以提高缝隙的去水效率;存在一个去水效率较低的缝隙宽度范围,在本试验条件下,相应去水效率较低的缝隙宽度为1．0～1．5mm;另外,将缝隙进口前端边缘加工成带有半径为1mm的过渡圆角,可以将缝隙去水效率提高5％以上。在此基础上,提出了空心静叶去湿缝隙的基本设计原则以及合理的缝隙结构形状与尺寸。     

空心静叶缝隙抽吸对蒸汽流场影响的数值研究

在缝隙抽吸条件下,采用Fluent软件对某600MW汽轮机末级空心静叶栅内的蒸汽流场进行了三维数值模拟,讨论了缝隙位置与结构参数对主蒸汽流场的影响。结果表明:随着缝隙位置从叶片前缘向叶片尾缘的移动,汽流总压损失系数逐渐减小。缝隙抽吸使叶栅进口马赫数有所升高,且内弧上的缝隙抽吸对马赫数的影响要大于背弧上的影响;当缝隙角度α=45°时,缝隙抽吸对叶栅进口马赫数的影响较大;缝隙宽度的增大使叶栅进口马赫数升高的幅度也越大。缝隙抽吸对叶片表面压力分布总体影响不大,仅在缝隙附近的汽流静压有较大的降低;随着缝隙宽度的增加,缝隙处的汽流静压降低越大。另外,缝隙抽吸使叶片表面的汽流边界层有所减薄。     

核电汽轮机末级空心静叶抽吸除湿研究

采用粒子输运模型对某核电汽轮机低压缸末级空心静叶栅内的水滴运动轨迹和沉积分布进行三维数值计算,得出水滴沿静叶相对叶高和相对叶宽的沉积量,并讨论不同除湿槽几何参数对空心静叶抽吸除湿性能的影响.结果表明:水滴主要沉积在空心静叶压力面的上半部分,少量沉积在吸力面进口边和上端壁表面.压力面上的除湿槽应当在工艺许可的条件下尽量靠近出口边,吸力面上的除湿槽应尽量和压力面除湿槽开设在同一压力水平上;除湿槽宽度增大时并不一定有利于提高除湿效率,最佳宽度与汽流速度和抽吸压比有关;除湿槽角度应在工艺许可的条件下应尽量小一些.研究结果对后续的试验研究及工程设计具有指导意义.     

汽轮机空心静叶吹扫性能的试验研究和数值计算

在气-液两相流试验装置上研究了汽轮机空心静叶缝隙热气吹扫对二次水滴尺寸的影响,并结合数值方法分析了热气吹扫对叶栅气动性能的影响.试验结果表明:热气流吹扫使二次水滴的尺寸显著减小,尾缘处的缝隙吹扫对减小二次水滴的尺寸最明显,而压力面时二次水滴尺寸的影响最小,并且提高吹扫压比有助于提高吹扫效果.数值分析表明:压力面和吸力面吹扫缝隙后出现严重的流动分离;扩压区增大,使压力损失增大;尾缘吹扫需对叶片尾缘加厚,但这却导致了严重的尾迹损失;热气吹扫造成叶栅效率降低高达4%.     

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。     

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     

汽轮机零部件的电子束焊接

综述了电子束焊接技术及其在汽轮机制造中的应用，尤其是随着大型、大功率电子束焊机的推广应用，电子束焊接代替常规焊接方法势在必行，在汽轮机制造及返修上有着广泛的发展前景。     

汽轮机空心静叶开缝抽吸除湿的数值模拟

应用两相均质混合模型和湿蒸汽平衡相变模型,对具有抽吸缝隙的某汽轮机末级叶栅流场进行了全三维定常的数值计算.计算结果表明:同一位置的缝隙,增大缝隙宽度和减少抽吸压比,将会加大缝隙抽吸量;单个方案下,结构相同的缝隙,压力面七的缝隙抽吸量一般要比吸力面上的缝隙抽吸量要大.不同方案对比发现;从气动效率及对叶栅流场的影响上,方案a优于方案b;从去水效率来说,方案b优于方案a.     

叶顶刷子汽封在汽轮机上的应用

叙述了叶顶刷子汽封的结构、原理、作用、安全性、寿命，介绍了其在200MW汽轮机动叶叶顶上实际使用后的良好效果。刷子汽封可用于大、中、小型汽轮机和其它涡轮机上。     

一种含Re超超临界汽轮机叶片钢的应用性能研究

11Cr10Co2W2MoReVNbNB钢是一种含Re的超超临界汽轮机高温叶片用钢,使用温度高达630℃,也就是电站铁素体钢的使用温度极限。通过试验研究11Cr10Co2W2MoReVNbNB钢的高温瞬时拉伸性能、长期组织稳定性等应用性能,并介绍了各种应用性能的理论基础和钢的强化机理。试验结果表明:(1)随温度升高,钢的强度逐渐降低,在低温阶段塑性略有上升,在中温阶段塑性最差,进入高温阶段后塑性大幅升高;(2)经670℃、400h时效后,钢中M23C6等强化相的尺寸有所长大,但仍具有良好的高温拉伸性能,说明钢具有良好的组织稳定性;(3)钢主要通过弥散分布的颗粒状细小析出物M23C6相强化,Re主要存在于基体中,起固溶强化作用。试验证明11Cr10Co2W2MoReVNbNB钢是一种理想的高参数、大容量超超临界汽轮机高温叶片材料。     

汽轮机空心静叶热蒸汽喷射除湿方法的分析

在某汽轮机除湿级的空心静叶上设计了不同的热蒸汽喷射缝,应用两相均质混合模型和湿蒸汽平衡相变模型,对具有缝隙的叶栅流场进行了全三维定常的数值计算。引入参数的方法进行能量转化过程的经济性评估。结果表明:尾缘喷射热蒸汽时,同一喷射流量下,缝隙宽度越大,有效效率越高。同时,在较大缝隙宽度下,有一个最佳的喷射流量,此时的有效效率最高。压力面中部喷射热蒸汽时,在喷射流量比小于6%下,各方案的有效效率均比无热蒸汽喷射的原型要高。同一喷射流量下,顺主流喷射且缝隙宽度越大,其有效效率越高。     

某型蒸汽轮机自由叶片失速颤振研究

为了给实际机组安全运行和叶片损坏故障分析提供技术依据。本文利用可考虑叶片间相角变化的叶片颤振预测方法对某型机组叶片的颤振性能进行了分析。理论预测结果和实验结果基本一致。研究结果表明,在一定的来流马赫数、叶片间振动相位角和较大的来流攻角条件下,该机组自由叶片发生失速颤振故障是可能的。对如何改善该型自由叶片的气动弹性稳定性进行了讨论。     

汽轮机叶片的断裂分析

叶片断裂的原因分析有时很明了,有时也很复杂。有时仅从叶片本身分析就可找到原因,有时得到需要通过对机组和叶片的整个设计及运行情况综合分析。本文通过对带给水泵高转速的小汽轮机设计运行情况,以及失效叶片的性能等综合分析,得出了可信的叶片失效原因,并提出了预防及改进措施。供制造厂及电厂借鉴。     

有限元技术在空冷汽轮机长叶片设计中的应用

首先采用有限元技术对某空冷汽轮机低压末级长叶片的整圈振动特性进行计算,随后时由整圈自锁长叶片围带和凸台不同接触间隙造成整圈振动特性的变化进行了数值分析,最后对空冷低压长叶片各个部分的强度进行了分析.有限元计算结果与动频试验的结果偏差很小,强度计算结果也满足设计规范的要求.这些先进计算技术的应用,大大缩短了长叶片的研发周期,保证了空冷低压长叶片的安全运行.     

蒸汽品质对汽轮机叶片频率的影响

蒸汽品质不良引起汽轮机叶片表面结垢,导致叶片工作条件偏离设计工况,它会改变成组叶片的频率和振型,使汽轮机叶片振动频率复杂化,给叶片安全性带来不利。