汽轮机低压排汽缸与末两级耦合流动的三维数值模拟

数值模拟一直是研究大功率汽轮机低压排汽缸内流场的主要方法之一。但是,国内外的研究大多只构造单个排汽缸模型进行分析,并未考虑到末级动叶排出汽流的不均匀性等因素的影响。为了更加透彻地认识排汽缸内三维流动的细节,文中通过求解由RNG k-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程对汽轮机低压排汽缸和末两级耦合流动进行了数值分析,并采用"混合平面"方法处理末两级叶栅及其与排汽缸之间动静面的参数传递和相互干扰的问题,获得了排汽缸内部的压力和速度分布。与单独排汽缸数值分析相比,该方法能够获得更为接近实际的数值结果,并为汽轮机通流部分及排汽缸的设计研究提供了新思路,所得到的结果可为排汽缸的优化设计提供参考。     

不同进口条件对排汽缸气动性能的影响

以数值模拟的结果为基础,分析了３种不同进口速度条件对汽轮机排汽缸气动性能的影响,给出了各不同进口速度条件下的排汽缸的排汽损失系数及流场图谱,并在此基础上,分析了不同进口条件下排汽缸汽流能量的分配,提出了排汽缸优化设计的方向。     

气流诱发调节阀杆振动的研究

应用调节阀模型试验台和微小型高频动态压力传感器及其采集测量系统，对汽轮机常用的型线阀和球型阀的内部流场进行测试，着重于阀门不稳定工况和振动工况，并且采用谱分析方法对测试数据进行了分析研究。结果表明：型线阀比球型阀的流场脉动强度小，阀门稳定工况范围更大；从安全角度讲，球型阀用于较小升程不太合适。图5表1参5     

用于汽轮机叶片的钛合金材料_Ti_6A1_4V

增大汽轮机的单机功率,就要求增大其末级通流部分尺寸和叶片的抗腐蚀性能。现在的铬钢叶片难以满足这些需要,因而要广泛研究、开发和使用钛合金叶片。本文概述了钛合金叶片的性能及其应用。     

基于透平静叶栅的气液两相流模化试验系统研制

建立了国内第一台基于实际透平湿蒸汽级静叶栅型线的气液两相流动试验台,基本可以完整模拟静叶栅内气液两相流中水相的演变过程,包括水膜的形成、运动及撕裂,粗糙水滴的二次雾化等。还研制了用光学方法测量叶栅前后有关水滴尺寸及其分布的一系列辅助装置。结果表明试验装置和测试系统十分有效。     

空心静叶栅沉积水滴的去除方法和(火用)分析

基于利用控制容积法求解Reynolds时均的N-S方程、k-ε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的去湿效果,并且根据计算的结果对各工况进行了效率分析。通过流场分析结果表明:开缝隙方向尽量要和当地的流速方向一致且缝隙宽度不能太大,这样缝隙内就较好的流场,且吹除方法可以有效地减少水滴的沉积,但通过效率分析抽吸方法比吹除方法效率高,从减少水滴沉积和能量损失两方面考虑,抽吸方法更好一些。图3表3参6     

基于多块网格技术的排汽缸与低压级组耦合流动分析

网格生成是复杂流动数值分析的重要组成部分,网格品质的好坏直接影响到数值解的获得和计算精度。对于汽轮机低压排汽缸和末两级耦合的流场来说,单块网格难以保证计算的准确性。为了更加透彻的认识排汽缸内三维流动的细节,利用多块网格技术生成了排汽通道分块结构化贴体网格,通过求解由RNGk-ε双方程湍流模型封闭的三维时均N-S方程对其进行了耦合数值分析,并采用混合平面方法处理末两级叶栅及其与排汽缸之间动静面的参数传递和相互干扰的问题,获得了排汽缸内部的压力和速度分布等重要流动信息。结果表明该方法能够预测出汽轮机排汽通道内部的流动特性,所得到的结果对排汽缸的优化设计具有重要的指导意义。     

大功率汽轮机低压排汽缸流场的数值模拟

采用三维ＳＩＭＰＬＥ方法计算大功率汽轮机低压排汽缸的内部流场,分析其流动特性,并在此基础上计算了导流环形状不同时排汽缸的排汽损失系数。计算结果表明,三维ＳＩＭＰＬＥ算法可以用来求解排汽缸内部的流动,并可为排汽缸的优化设计提供依据。     

西安交大对湿蒸汽两相流科研的概况

大功率汽轮机末几级以及轻水反应堆核电站汽轮机和地热电站汽轮机的各个级的工作蒸汽都包含汽与水两个相的湿蒸汽两相流。湿蒸汽中以水滴和水膜形式出现的水份对汽轮机的效率及叶片的工作安全性具有甚为有害的影响。随着电力工业的迅速发展和地热资源的广泛利用,国内外近年来在理论及试验方面对湿蒸汽透平级中湿蒸汽两相流的形成机理、流体动力特性及其造成的有害影响和防护措施开展了广泛和深入的研究。     

边界层抽吸技术等对透平通流部分效率的影响

介绍了采用边界层抽吸及子午流道光滑技术提高汽轮机通流部分效率的方法，给出了某一汽轮机高、低压缸的计算结果，分析了提高通流部分效率的可能性。