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。     

低压缸小容积流量工况的计算分析和改造措施

对某350 MW超临界机组汽轮机低压缸小容积流量工况的热力参数、流场、末级动叶强度和末级动叶动应力等进行了计算,分析了汽轮机低压缸在小容积流量工况级间热力参数和排汽参数的变化情况,得到了小容积流量工况下低压缸末级动叶的强度和动应力变化规律。对低压缸小容积流量工况的运行风险进行了分析,并提出了相应的改造措施。结果表明:随着低压缸进汽质量流量的不断减少,低压缸末级长叶片区域开始出现涡流和倒流现象,低压缸鼓风发热不断加剧,叶片温度升高,许用应力下降,动应力增大;可以采用增加温度测点和排汽区域喷水减温等手段来保证低压缸的运行安全。     

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。     

1025t/h控制循环锅炉燃烧器摆动调温研究

1025t／b控制循环锅炉采用燃烧器喷嘴摆动调节过热蒸汽和再热蒸汽温度。锅炉投运后曾经发生燃烧器喷嘴摆动装置故障，不起调温作用，汽轮机高压缸排汽温度比设计值高10～20℃，被迫采取各用事故喷水调节再热蒸汽温度。锅炉再热器受热面偏大；使再热器减温水量比设计值多20-30tt/h，明显影响机组运行经济性。通过调查研究和实炉试验，对摆动机构采取改进措施。现在燃烧器喷嘴已能正常摆动，找到了减少再热器减温水量的途径。     

300MW直接空冷机组排汽装置的三维数值研究

采用SIMPLE算法和κ-ε模型,对内王低压加热器的300MW直接空冷机组排汽装置的内部漉场进行了三维数值模拟,得到了整个排汽装置内部流场的速度分布情况.结果表明,由于内王式低压加热器的影响和裤汽装置接颈部棱台的扩散作用使排汽装置接颈出口流场速度分布产生很大的不均匀性,从而导致蒸汽在排汽装置内流动的汽阻和压损增大,最终影响到机组运行的经济性.该数值模拟结果对直接空冷汽轮机择汽装置的完善化设计及改造,具有一定的指导作用.     

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.     

汽轮机低压排汽缸内辅助板块对其性能影响的数值研究

采用数值计算的方法,求解得到汽轮机低压排汽缸内部的流场,通过比较静压恢复系数和流动不均匀系数分析了有无加强肋和涡壳挡板对流场和性能的影响。计算表明挡板通过破坏通道涡,改善了排汽系统的静压恢复能力,而背弧上的肋板则削弱了通流能力,导致排汽缸静压恢复能力下降。     

汽轮机低压末三级耦合排汽缸的气动性能研究

为满足大型核电汽轮机低压排汽系统的开发,采用ANSYS-CFX软件数值求解Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)方程和k-ε紊流模型方法研究了低压缸末三级与排汽缸的变工况气动性能.结果表明:变工况显著改变了末级动叶的气动性能,对次次末级、次末级和末级静叶的气动性能几乎没有影响;排汽缸的气动性能受变工况的影响较大,小流量工况下的涡系结构发生较大变化,降低了扩压器静压恢复能力,增加了总压损失和改变了蜗壳内的流场;排汽缸背压减小导致透平级流量的降低和末级动叶出口气流角的变化,进而改变了排汽缸进口的流场特征.研究结果可以为汽轮机排汽缸的设计和优化提供理论支持.     

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。     

300MW汽轮机排汽通道气动性能的研究

引进型300MW汽轮机排汽通道内的流场极不均匀，通过风洞试验，适当地增加了一些导流板，使流场不均匀性得到了明显改善。既提高了机组的热效率，又延长了铜管的使用寿命，所提出排汽缸及凝汽器喉部联合吹风的方法是全面优化汽轮机排汽通道气动性能的有力手段。     

汽轮机转子涡动汽流激振力分析与CFD数值模拟

汽轮机转子涡动时轴心偏离静子中心产生轴系失稳的Thomas/Alford汽流激振力,传统的叶顶间隙激振力公式对此不能全面准确评估。该文综合考虑转子涡动以及围带汽封二次流,在动叶通道,根据蒸汽做功分析涡动效应激振力;在叶顶围带汽封,用CFD数值模拟泄漏蒸汽三维粘性流场,确定蒸汽激振力。研究结果表明小的静偏心和动偏心条件下,转子涡动动偏心在动叶通道诱发的激振力要大于静偏心激振力;围带汽封汽流预旋速度对间隙激振力有重要影响;调门不对称进汽也是蒸汽激振力的另一个重要来源。     

基于BP神经网络的汽轮机最末级组相对内效率应达值的确定

当采用级组的相对内效率来诊断汽轮机通流部分的故障时,需要将各级组的实测相对内效率与对应负荷下的应达值进行比较,来诊断出故障发生的部位以及故障的严重程度.对于由最后一段抽汽与低压缸排汽构成的最末级组,由于其排汽处于湿蒸汽区,目前尚无成熟准确的测量排汽焓的技术.所以很难确定最末级组相对内效率的应达值.在分析了影响凝汽式汽轮机最末级组相对内效率的主要因素后,给出了利用BP神经网络确定汽轮机最末级组相对内效率应达值的方法,为汽轮机通流部分的故障诊断奠定了基础.     

汽轮机旁路供热系统的减温减压器安全性分析

针对汽轮机高旁供热下减温减压器安全性问题,建立减温减压器CFX-Static structural流固耦合模型,采用凝结-蒸发多相介质模型实现喷水减温,从流场和结构力学两方面对减温减压器的安全性进行研究。结果表明:减温减压器通过节流扩压可实现大压降降压过程。由于蒸汽的旋涡运动,减温减压器内会出现高低温区的不均匀分布,进而影响阀体的形变量;减温减压器入口、支撑环、一级节流孔板以及下半部底座形变量较大。阀体凹槽、支撑环内侧以及一级节流孔板中部应力集中较强。     

小容积流量下汽轮机排汽缸流动特性分析

基于国内外研究现状,建立了汽轮机排汽缸计算模型,设计了100%、43.86%、21.04%3种容积流量工况,分析了排汽缸内的流动特性及涡系特点,得到其静压恢复系数及总压损失系数分布规律。研究表明:随着容积流量的减小,排汽通道后的汽流速度增加,扩压效果减弱,静压恢复系数减小,总压损失系数增大,出口截面不均匀系数增加,流场逐渐恶化。研究结果可为汽轮机排汽缸改型提供参考。     

蒸汽调温方式对机组经济性的影响分析

定量分析了200MW、300MW、600MW机组喷水调温系统对机组热经济性的影响,指出过热蒸汽喷水调温系统的减温水应由最高一级加热器出口引出,不仅可以提高机组的热经济性,且可以缩短减温水管道的长度,方便管道布置,减少投资。再热蒸汽喷水调温对机组热经济性的影响较大,机组实际循环热效率降低较多,运行时应尽量减少或避免再热汽温采用喷水调节。     

300MW汽轮机排汽通道出口速度分布对凝汽器传热端差的影响

介绍了300MW汽轮机组排汽通道出口速度分布对凝汽器传热端差的影响.通过对模型吹风实验,测出不同状态下的流场分布.理论分析和计算表明排汽通道出口速度分布不均匀会使凝汽器传热端差变大.通过改造排汽通道的结构,可使排汽通道出口速度分布均匀,因此可以提高电厂运行的经济性和安全性.     

汽轮机低压缸排汽通道优化改造

汽轮机低压缸排汽通道优化改造,是在汽轮机低压缸排汽通道上加装曲线形状的导流装置,使汽轮机低压缸排汽进入凝汽器冷却管束的流场趋于合理,凝汽器换热管的热负荷均匀,提高了传热效率,降低排汽压力以提高机组真空,提高机组经济性的目的。     

单缸10万千瓦汽轮机末级流场的试验研究

通过对单缸10万千瓦汽轮机末级流场的试验研究,掌握了湿蒸汽区的测试技术,证实了按三元流控制涡理论设计的末级叶片和根据轴对称势位流动流线法设计的排汽缸扩压器是成功的.并具有良好的变工况性能.     

减温减压器热动力学模型研究

减温减压器是蒸汽排汽系统中的一个关键设备，简单介绍了减温减压器的结构特点和工作原理，根据减温减压器的动态特性，建立了由蒸汽容积环节和阻力环节串联所构成的减温减压器级的物理模型，经过一定的热动力学假设，采用集总参数方法建立了减温减压器的动态数学模型。