微型燃气轮机圆筒原表面回热器的性能试验研究

对微型燃气轮机圆筒形原表面式回热器的传热与流动性能进行了试验研究.利用计算机控制检测传热性能试验台对该回热器在①两侧流量相等、改变两侧温度及②固定两侧温度,改变系统质量流量的情况下进行了传热性能和阻力性能试验.结果表明:随着质量流量的增加,回热器的传热系数增大,传热量逐渐增加,回热器的两侧压降也增大;在等流量时,回热器两侧的压降有所不同,高压低温侧压降比低压高温侧压降大,但低压高温侧压降增加较快,因此在设计回热器时必须重视两侧压降的变化情况,根据试验结果得出了传热和阻力随工况改变的变化趋势.     

微型燃气轮机CW原表面回热器芯体内传热及阻力特性分析

建立微型燃气轮机CW(交叉波浪型,Cross Wavy)原表面回热器三维周期性充分发展数值计算模型,对芯体内传热和阻力特性进行了分析,确定了质量流量和温度水平对换热量及压降的影响,给出了CW原表面芯体板内阻力、传热因子以及努塞尔数与雷诺数之间的经验关联式。传热及阻力性能分析结果表明:随着雷诺数的增大,回热器芯体单元传热系数增大,传热量逐渐增加,并且随着低压高温烟气侧的进口温度升高,传热量增加幅度增大;回热器芯体单元回热度随雷诺数的增大而减小,随燃气进口温度升高而减小。     

微型燃气轮机表面式回热器的应力分析

应用ANSYS软件,对100kW高效紧凑式微型燃气轮机用表面式回热器进行了应力分析,验证了选用的换热片材料(0Cr18Ni11Nb)的可靠性.结果表明:温度载荷所产生的热应力是应力中的主要部分,温度每升高50K,应力增大6MPa;换热片设计成燃气通道截面积大于空气通道截面积时具有最高的强度.     

船用燃气轮机一次表面回热器的设计分析

提出了一种新型紧凑式回热器——一次表面回热器(PSR)的设计技术。结合船用ICR燃气轮机一次表面回热器的研发,简述PSR的结构特点及其设计计算的理论依据,并给出了设计算例。研究表明,一次表面回热器具有极高的紧凑性和卓越的换热性能,因而这种先进的热交换装置必将替代那些常规的热交换器,在船用动力装置及先进热工程设施中发挥重要作用。     

燃气轮机冷热电联产系统及其热力分析

对采用燃气轮机简单循环和回热循环的冷热电联产系统进行研究，分析了温比、压比、回热器传热温差以及制冷系统性能等变量对系统热力学性能的影响。各变量一方面对节能率有较大的影响；另一方面影响系统的冷电比和热电比，从而改变了系统的适用范围。采用燃气轮机简单循环的系统相对节能率较低，但有较高的冷电比；采用回热循环的系统具有更高的节能率；回热器传热温差的增大将导致系统节能率的降低，但增大了系统的冷电比。制冷系统性能的改善将导致整体系统性能的改善，同时增大了系统的冷电比。     

新概念的微型燃气轮机的发展

介绍功率为数十至数百kW的、新概念微型燃气轮机的发展情况。     

一次表面回热器全程通道流动和传热分析

由于一次表面回热器全程通道流动与换热的复杂性,很难利用数值分析的方法确定传热系数,也给回热器的设计计算带来很大的困难。本文通过分析对比0°、60°和120°一次表面回热器换热单元的传热流动特性,提出了针对单元体与全程通道回热器之间换热流动关系的修正系数。并基于0°全程通道数值模拟结果,采用该修正系数完成了60°、120°全程通道回热器流动换热特性。     

应用遗传算法优化设计微型燃气轮机原表面换热器

提出将热力性能设计与遗传算法搜索过程相结合的方法.对适用于100 kW微型燃气轮机的人字形交错波纹板式原表面换热器进行结构优化,分别以重量最轻和换热紧凑度/重量最大作为目标函数,把换热器芯体外形尺寸和换热表面结构尺寸作为待寻求最佳值的优化变量进行优化.遗传算法程序采用二进制编码,锦标赛选择,均匀交叉和单点变异,并采用基...     

生物质气化与微型燃气轮机联合发电系统模拟分析

为了研究不同生物质对生物质气化与微型燃气轮机联合发电系统运行特性的影响,搭建了联合发电系统的模型.以木屑、秸秆、食物垃圾为原料,气化过程确定了这3种生物质的最佳空燃比依次为1.4、1.6、1.9,将相应条件下的生物质气作为微型燃气轮机的燃料,研究生物质气初温变化对燃气轮机及联合发电系统运行性能的影响.在机组输出功率为额定值时,生物质气初温由环境温度升高到450℃,所需要的生物质流量减小,联合发电系统净效率增加;在保持燃气轮机输出功不变的条件下,增设回热器,引起燃烧室出口温度升高,排烟温度降低,燃料流量减少,燃气轮机发电效率和联合发电系统净效率增大;增设回热器及提高生物质气初温均有利于减少联合发电系统中SO2、SO3的排放且不利于减少NO的排放.     

一次表面回热器的流动和传热研究

对一次表面回热器的流动和传热特性进行了试验研究和理论评价，获得了有工程价值的k-u和f-u试验曲线以及经验计算公式。指出对于当量直径为lmm左右的一次表面回热器不宜采用工业级通道而应使用微小通道的准则式，才能较为准确地评估其热性能。对比分析一次表面回热器的明显优点：质量轻，紧凑性好，传热效率高，占地面积和占用空间小以及热响应快，具有管壳式、板翅式等传统换热器无法比拟的性能和价格优势。图7表2参7     

微型燃气轮机回热器燃气腔结构优化

1引言分布式发电与大电网相结合是节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性的一种方式,被世界很多专家公认是21世纪电力工业的发展方向[1],微型燃气轮机是目前最有竞争力的分布式发电方式[2]。微型燃气轮机是一种新型发动机,近年来在分布式发电/能源系统领域发展迅速。     

亚临界600MW汽轮机高压隔板套热应力分析

应用有限元分析程序对亚临界600MW汽轮机高压隔板套进行三维有限元应力分析,提出采用截面应力与最大应力比值作为判断结构设计是否合理的标准,并与原二维有限差分法计算结果比较,提出采用带有一半圆槽的新型高压隔板套设计方案,可有效降低高压隔板套应力。     

600MW汽轮机喷嘴室温度场与应力场有限元分析

对600MW汽轮机喷嘴室的冷态启动过程进行分析,建立温度场数学计算模型,设置初始条件和边界条件,确定在启动过程中喷嘴室内壁的对流换热系数和外壁温度。用有限元软件对喷嘴室进行模拟分析,得出了冷态启动过程中喷嘴室的温度场和应力场。找出了应力集中的位置,并分析影响应力大小的原因,为喷嘴室的设计加工及机组安全启动提供理论参考。     

汽轮机叶片三维有限元模型的建立及静态与动态应力分析

为了获得汽轮机叶片更为真实详细的应力状态,建立三维实体模型并采用合适的有限元模型进行分析是非常必要的。本文给出了完成叶片三维应力分析所必须的三个步骤并提供了相应的方法：叶片三维有限元计算网格的自动生成,合适的静态与动态应力有限元分析模型的建立,有限元分析结果的后处理方法。文中最后还使用本文提供的方法分析了一个汽轮机末级长叶片和五片成组叶片的静态与动态应力,计算结果与实验数据进行了对比,表明了计算模型的精确度以及应力分析系统的工程实用性。     

增压锅炉汽包应力的有限元分析

对增压锅炉汽包在瞬态状态下所受到的工质的内压应力和热应力进行了分析,得出了增压锅炉汽包在瞬态状态下所受到内压应力和热应力随时间变化的规律以及汽包的应力集中部位,为增压锅炉汽包在瞬态工况下的安全运行,最优启动以及变负荷方案提供了理论依据。     

带中间冷却和回热的燃气轮机动态性能的研究

对某舰用燃气轮机进行了中间冷却和回热（ICR）的改造设计,采用按比例缩小压气机的方法,使改造设计后的燃气轮机各部件性能达到了良好的匹配.依照模块化建模的原理,建立了换热器等部件模块,在此基础上,在EASY 5仿真平台上搭建了ICR燃气轮机的系统模型,并对其进行了稳态和动态的仿真试验计算.结论认为,舰用燃气轮机改造为ICR燃气轮机,需要重新设计压气机以平衡由于中间冷却器造成的高压压气机入口折合流量降低的影响;ICR燃气轮机具有较高的效率和良好的变工况性能.图5表1参5     

汽轮机转子热应力有限元计算隔离体模型精度研究

有限元计算汽轮机转子热应力时,计算速度和精度受到计算机性能和网格密度的限制。采用合理的隔离体模型对加快计算速度与保证计算精度有重要意义。利用某型1 000MW汽轮机高压转子模型,计算了整体转子模型及不同隔离体模型在机组启动工况下的热应力,探讨了隔离体模型选取的可行性。计算结果表明,合适的隔离体模型完全可以代替整体转子模型进行热应力计算。采用隔离体模型省去对汽轮机各级蒸汽参数的计算,仅需计算隔离体所包含的前几级蒸汽参数,且计算过程中大大简化了边界条件的输入,在保证结果精度的前提下,提高了计算效率。