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。     

缝隙抽吸对二次水滴直径及直径分布影响的试验研究

在空气-水膜两相流动试验装置上，利用Malvem粒度分析仪对空心静叶缝隙抽吸和无抽吸条件下的静叶尾迹区二次水滴直径及直径分布进行了测量和分析。结果表明：缝隙抽吸可以有效地去除静叶表面上的流动液膜，大大减小了静叶尾迹区由于撕裂和二次雾化所形成的二次水滴直径；且水滴直径分布的范围较窄，有利于减轻或防止动叶的水蚀。     

缝隙位置对空心静叶去水性能影响的试验研究

在湿空气平面叶栅缝隙抽吸试验装置上,对汽轮机空心静叶抽吸缝隙的去水性能进行了试验研究。试验条件为:叶栅进口空气湿度为7.94%,水滴直径在1.5～150μm之间,叶栅出口气流速度为170m/s,缝隙宽度为1.0mm,缝隙角度为45°,缝隙位置分别位于静叶的内弧和背弧。试验结果表明:随着缝隙相对位置的增大,缝隙抽吸水量增大;在相同的抽吸压差下,静叶内弧上单位长度缝隙的抽吸水量大于背弧缝隙的抽吸水量;靠近静叶内弧出口边的抽吸缝隙的去水性能最好;另外,随着抽吸压差的增大,缝隙抽吸水量也增大。     

汽轮机静叶表面上抽吸缝对流场影响的数值计算

对开有抽吸缝的平板叶片在不同抽吸条件下的流场进行了数值计算，研究了叶片上的边界层和抽吸缝附近流场的流动特性，计算的出发方程是非相似边界层控制方程和Ｎ－Ｓ方程。分析了抽吸缝进口处的压力与空心吉片内部压力的压差，缝隙宽度，缝隙与静叶表面的夹角以及汽流速度对汉场和边界层厚度的影响。计算结果表明，抽吸使抽吸缝隙附近的速度分布有较大的变化，抽吸缝处的边界层厚度明显减薄，流场的变化程度取决于抽吸压差。另外，缝     

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.     

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。     

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。     

导流板抽吸对扇形叶栅实验件流场的周期性影响

为保证导叶-静叶结构的扇形叶栅实验顺利开展,针对已有扇形叶栅实验件,设计了两种导流板抽吸方案:两侧导流板流道转接的位置设置抽吸缝和在前一方案的基础上增加左侧抽吸缝的抽吸量、同时不在右侧设抽吸缝。两种方案中都于导叶与静叶转接位置开设矩形抽吸缝,宽度均为2 mm。对不同方案的实验件流场进行数值模拟,通过对比分析导叶及静叶栅出口气动参数和流场结构,确定了能够大幅提高实验件流场分布周向均匀性的导流板抽吸和结构改进方案。研究表明:导流板结构改进和设置抽吸缝都可以在一定程度上改善流场的周期性;导流板抽吸缝开设在气流分离区,可减小分离强度范围,改善实验件整体周期性;第2种方案可大幅提高实验件流场分布的周向均匀性,使可测量流道数增加到7个。     

蒸汽轮机抽汽口流场的数值模拟

用数值模拟的方法对大功率蒸汽轮机抽汽口(从通流部分到抽汽管)的流场进行了研究,给出了流场模拟的数学模型及其解法。详细描述了从通流部分到抽汽管的各段内流场的结构。指出：由于抽汽的影响,在通流部分外径处抽汽缝进口前壁的位置形成了一个惯性涡区,相对于抽汽道其它部分来说,该旋涡区所造成的流动损失最大;在通流部分不但出现了参数的径向不均匀分布,也出现了参数的周向不均匀分布;集气室内形成了一对旋转方向相反的螺旋涡,并将计算结果与实验结果进行了比较。     

汽轮机回热抽汽对下游流场影响的数值研究

针对某型机组高压缸的抽汽结构及抽汽点后叶片流场,采用N-S方程进行全周全三维叶片通道的数值模拟,研究结果表明,抽汽对其下游静叶栅气动参数沿周向和径向的分布均有较大的影响,并且该影响随着向抽汽点的趋近而增大,但抽汽对叶片型面静压分布影响较小,不会影响叶片的加载形式。     

某型汽轮机速度级流场气动性能的数值研究

对采用半寇蒂斯级设计思想、具有局部进气的汽轮机复速级,进行了三维整周数值模拟,分析了设计工况下该复速级第一级叶片的气动性能。计算结果表明,半寇蒂斯级非喷嘴区域内的压力远低于喷嘴区域的压力和平均压力,在喷嘴区域的边界部位出现由较高压力向较低压力的急剧变化。非进气弧段与进气弧段之间的压力差值相对较大。在非进气弧段的两端,动叶将承受方向相反的由于高压区向低压区气体流动形成的气动力矩的作用,这会导致下游叶片的压力分布发生明显变化。     

亚音速条件下Bakhtar叶栅内蒸汽流动的数值模拟

汽轮机末几级内蒸汽的凝结流动对机组效率及安全运行都会产生重大影响,但对这种双相流动的研究却比较困难,因此有必要对透平叶栅内蒸汽的凝结过程进行深入的研究。Bakhtar等通过特殊设计的实验装置,在平面叶栅上对某次末级叶栅进行了实验研究。对其实验结果进行了亚音速条件下的数值模拟研究,以期对该流动机理有深入一些的了解。     

Numerical simulation of a new hollow stationary dehumidity blade in last stage of steam turbine

As a result of adopting saturation steam and long blade, problems of water erosion of last stage blade for steam turbine become more prominent. In order to improve the operation reliability and efficiency of steam turbine, it is necessary to investigate the nonequilibrium condensing wet steam two phase flow and the dehumidity method. A wet steam model with user defined function based on FLUENT software was investigated to simulate the steam condensing flow in the cascades. The simulation consequences show that the pressure variations in simulation depict a good agreement with the experiment data. On the basis of the discrete phase model simulation results and experiment data, the efficiency of existing dehumidity blade with suction slot was calculated. A new stationary dehumidity blade was designed to elevate the dehumidity efficiency: the efficiency in the suction surface was increased by 21.5%, and that in the pressure surface was increased by 12.2%.