600MW机组凝汽器喉部加装挡板数值模拟

以某600MW机组为例,在考虑内置低压加热器和小汽轮机排汽等附加流体情况下,采用FLUENT软件对凝汽器喉部流场进行数值模拟,提出了在7号、8号低压加热器顶部加装挡板的方法。计算结果表明:凝汽器喉部出口蒸汽流动均匀性系数最高提高了4.1%,平均汽阻减小了9.4Pa,改善了凝汽器内的流场分布,提高了凝汽器换热效果。     

导流装置对汽轮机排汽通道流动特性的影响

摘要：采用RNG 模型对某600MW机组低压排汽通道内气动特性进行了三维数值研究,研究了排汽通道内流场分布并提出三种不同的导流方案对排汽通道内的流场进行优化改造。研究结果表明：排汽缸上部通道中气流呈漩涡流动,通道内排汽压力损失增加;在喉部出口截面每1/4区域内都有一个漩涡,相邻的两个漩涡之间流场分布不同;加装导流装置能够有效破坏流场中的漩涡结构,改善通道内的流场分布;在机组变负荷运行时,不同的优化方案同样适用;低负荷运行时,三种不同方案压力损失数值变化不大,方案三中喉部加装四块导流板时喉部出口流场均匀性最好。     

具有内置式加热器的凝汽器喉部流场的数值模拟

采用κ-ε模型并结合壁面函数法,利用SIMPLEC算法编程,对某具有内置式加热器的凝汽器喉部的流场进行了三维数值模拟,得到了整个喉部流场的速度分布情况.结果表明,内置式加热器使凝汽器喉部出口流场速度分布的不均匀性加大,从而导致凝汽器热负荷的不均匀,最终影响到凝汽器的真空.该数值模拟结果对凝汽器喉部的完善化设计及改造,具有一定的指导作用.图3参9     

内置式加热器的凝汽器喉部的三维数值研究

采用SIMPLE算法和k-ε模型,对一凝汽器喉部建立数值模型。对低压加热器在凝汽器喉部不同布置形式、不同布置位置进行了三维的数值模拟,得到喉部流场的速度分布情况。表明无论低加在凝汽器喉部采取何种布置形式,都会对喉部流场的速度分布的不均匀性产生极大影响;在扩散角的影响下,低加横向布置速度流场的均匀性略优于纵向布置;低加布置在较低的位置的出口流场相对来说要好一些,通过改变低加布置高度对流场的改善效果不大。     

600MW汽轮机排汽通道加装导流装置的数值研究

针对某600 MW汽轮机排汽通道出口流场不均匀所造成的排汽压力偏高、经济性降低的问题,对配备双背压凝汽器的汽轮机排汽通道进行三维数值模拟,分析造成排汽通道出口流场分布不均匀的原因,并给出了一种能够极大改善排汽通道出口流场均匀性的导流装置布置方案.结果表明:汽轮机排汽缸的结构、小汽轮机排汽和低压加热器的存在导致排汽通道出口流场分布极其不均匀;在排汽通道内加装合理的导流装置后,出口流场均匀性得到改善,排汽通道的工作性能得到提高,排汽通道总压损失系数仅增大0.5%~2.5%,而静压恢复系数增大6.4%~8.8%,均匀性系数增大10.4%~13.4%.     

小机排汽对凝汽器喉部流场影响的研究

针对凝汽器喉部有低压加热器和汽动给水泵的小汽轮机排汽的布置形式,应用FLUENT计算软件,对某300MW汽轮机凝汽器的喉部流场进行三维数值模拟,分析凝汽器喉部出口流场的分布和能量损失系数的变化。结果表明:小机排汽的存在增大了喉部流场的不均匀性,在靠近小机排汽侧的出口截面又形成了两个局部低速区。小机排汽量从额定工况不断增加时,喉部的能量损失系数减小;反之,喉部的能量损失系数增大。小机排汽的入口位于低加以下时,排汽对喉部出口流场的影响较小,能量损失系数减小。该研究对于凝汽器喉部的完善化设计及改造具有一定的指导意义。     

考虑小机排汽的凝汽器喉部加装导流装置的数值试验研究

针对某300MW汽轮机带有小机排汽而造成的凝汽器喉部流场分布不合理的问题,提出了喉部改造的必要性。通过对喉部的流场进行三维数值模拟,指出了流场分布不均匀的原因。因此,开展了在凝汽器喉部加装导流装置的数值试验研究,找到了一种合理布置导流装置的优化方案。模拟结果显示:加装导流装置后,流场的分布得到明显的改善,提升了凝汽器喉部出口流场的排汽均匀性,改善了凝汽器的工作条件,为凝汽器喉部的设计和改造奠定了理论基础。     

凝汽器喉部蒸汽流动的三维数值模拟

应用具有超粒子模型的直接模拟蒙特卡罗方法,对汽轮机凝汽器喉部进行区域分解和数学建模,及对具有典型结构的凝汽器喉部蒸汽流动进行了三维数值模拟,重点分析了凝汽器喉部流场的流动分布情况,揭示了喉部流场不均匀性流动特点及其产生原因。     

考虑湿蒸汽热力行为的汽轮机排汽通道加装导流装置的研究

针对汽轮机排汽通道的复杂三维流动造成凝汽器喉部出口流场的不均匀现象,采用湿蒸汽模型,对排汽通道加装导流装置前后的流场进行三维数值模拟。结果表明:小汽轮机排汽侧的低速区、靠近中心区域的漩涡低速区、壁角处的高速区及蒸汽湿度的变化是影响凝汽器喉部出口截面速度分布不均匀的主要因素。通过数值试验,加装导流装置后,在不同进口湿度工况下,能量损失系数增加了约5%而均匀性系数增加了约12%。所得出的导流装置加装方案能够在引起较小的能量损失情况下,有效改善排汽通道流场的均匀性。     

凝汽器喉部流场三维数值分析

建立物理模型和控制方程采用SIMPLE算法和κ-ε模型对国内某600MW凝汽器喉部进行数值模拟,旨在考虑小机排汽对喉部流场的影响。结果表明:内置低加小机排汽可造成喉部出口流场分布不均匀。     

蒸汽流场对凝汽器汽阻的影响

基于两相流的有关理论,分析了凝汽器喉部出口蒸汽流场对凝汽器汽阻影响的机理。指出采用均流装置使300MW机组凝汽器喉部出口蒸汽流场趋于均匀以后,可以减小汽阻、降低排汽压力。为提高机组的经济性提供了新的途径。     

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。     

导流凸台对船舶汽轮机阀门非定常气动特性影响的DDES数值研究

针对某船用2.5 MW汽轮机组调节阀门在小开度运行下的非定常气动特性,采用延迟分离涡模拟（DDES）开展了全三维数值模拟。重点评估了阀座表面安装导流凸台对该阀门的阀碟气动力波动和扩压管内非定常蒸汽流场的影响。研究表明：在阀门喉部上游阀座处安装导流凸台后,阀门内部的主要流态从壁面分离流动转变为壁面附着流动,有效降低了阀门内的压力脉动幅值;安装导流凸台可以显著降低阀碟在轴向及侧向上的气动力波动幅值,轴向气动力波动幅值降低约51%,侧向气动力波动降低约34%。     

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。     

凝汽器冷却水温度和流量对凝结水过冷度影响的研究

凝结水过冷度对汽轮机运行的经济性和安全性均产生很大影响,但目前还很少有文献进行冷却水温度和流量对凝结水过冷度影响机理的研究.以某300MW汽轮机所配凝汽器为例,通过定量分析冷却水温度和冷却水流量对凝汽器汽阻和凝汽器凝结水膜的影响,研究了冷却水温度和流量对凝结水过冷度的影响机理,为运行中减小和控制凝结水过冷度奠定了理论基础.     

汽轮机系统停运后的腐蚀和防腐措施

介绍了火电机组停运后汽轮机本体、凝汽器汽水侧、高低加和除氧器的腐蚀机理和危害。总结了根据停运持续时间、设备特点、运行条件制订的各类汽轮机设备的防腐措施,以供同行参考。     

旋流喷嘴缩放型出口的流动特性

利用VOF(volume of fluid)方法对旋流式喷嘴气液两相流动进行了数值模拟.分析了缩放型出口结构功能和其内的流场特征.结果表明,喷嘴出口处液膜厚度和速度分布存在周向不均匀性.旋流室与出口段的结构连接方式较充分地利用了旋流室的加速功能,但也会造成流场方向强烈扭曲.随入口压力增大,出口液体的径向、切向和轴向速度均增大,而液体速度方向变化微小.收缩段和喉部上部对液体有加速作用;喉部能较平滑的引流;扩张段损耗了液体速度,但足够长的扩张段有控制液体喷淋方向作用.     

大焓降叶栅中流动损失沿流向发展的实验研究

在环形叶栅低速风洞上,对亚临界600MW汽轮机中间级大焓降静叶栅进行了吹风实验。应用五孔球头测针,详细测量了在3个冲角下由栅前至栅后7个横截面(栅前1、栅内5、栅后1)内气流参数沿叶高和节距的分布;开展大焓降后部加载弯叶栅中流动损失沿流向发展特性的研究。实验结果表明,大焓降静叶栅具有良好的气动性能。     

考虑凝汽器压力的火电厂循泵出口阀启闭规律优化

当火电厂循环冷却水系统中发生水力瞬变时,凝汽器可能出现冷却水失水现象,这将导致凝汽器压力增高,从而影响汽轮机组运行的稳定性及安全性。循泵出口阀启闭规律的优化设定对凝汽器最大失水量能起到一定的控制作用。本文提出水力过渡过程计算结合凝汽器变工况计算的方法来优化设定阀门规律。经应用于300MW汽轮机组实例表明,采用该法确定的最优规律,凝汽器最小过流量从1.991m3/s增加到2.271m3/s,凝汽器最大压力从22.111kPa降低为16.911kPa。这样既能保证循环水系统的水力安全,又考虑了瞬变过程中凝汽器的动态特性,有利于汽轮机组的安全稳定运行。