轴流透平机械通流部分泄漏流动及控制技术研究进展

综述了轴流透平机械通流部分泄漏流动及控制技术的研究进展,首先详细介绍了轴流透平机械特别是汽轮机通流部分的泄漏流动特性及其对通流效率的影响,接着介绍了透平机械动叶顶部间隙泄漏流动特性及其对透平级气动性能的影响的研究,讨论了考虑间隙泄漏流动对某四级工业汽轮机气动性能的影响,研究了某汽轮机高压缸平衡孔对透平级气动性能的影响及其作用机制。论文简介了透平机械流动控制技术及其研究进展,最后给出了对透平机械泄漏流动及控制技术的研究展望。     

基于Design3D的汽轮机低压静叶三维气动优化设计

文章基于商业软件NuMECA的全三维优化设计平台Design3D,采用三维N-S方程流场计算、网格自动生成、三维叶片参数化造型与遗传算法寻优相结合的方法,在级环境下对600MW汽轮机静叶进行了三维叶片型线优化设计。优化目标是在流量基本不变的情况下尽可能地提高级轮周效率。优化设计后的叶片与原叶片相比,透平级的总-总效率提高了0.32%,级的轮周效率提高了0.39%。详细的流场分析表明,优化后叶片性能的提高主要是源于静叶总压损失的减小和透平级动静叶之间匹配的改善。     

级间根部吸漏气对级气动性能影响的研究

针对某600 MW汽轮机高压缸的某一冲动级,进行了改变级间根部吸漏气量的空气透平模拟级试验和数值计算两方面的研究,分析了正弯静叶级级间根部吸漏气的状况及其对级气动性能的影响.结果表明:主流的抽吸作用对级间叶根汽封间隙中流动的影响很大;冲动式级的级间根部吸气会导致级效率严重下降;级间根部漏气时,随着漏气量的增加,级效率呈现先升高后降低的规律.     

高负荷蒸汽透平叶片的性能验证

为了提高蒸汽透平的内效率，新开发了一种用于高、中压级的高负荷动叶片。叶片的型线用5次贝切曲线表示，结合二维湍流S1流面流动分析，采用了一种新的交互式技术设计叶型。通过优化叶片根部截面表面的气动载荷分布来改变叶型，这种反问题设计叶型方法不但可以减少叶型 损失，还可以降低端壁损失。通过三维叶片级的流动分析和空气透平试验验证新设计叶片级的级性能。证明新设计叶片改善了根部和中部区域的性能。特别是在设计工况，高性能叶片中部的改善使级效率提高0．3％。因此，证明了新动叶能有效地提高蒸汽透平的内效率，并用减少15％的叶片数，可有效地降低制造成本。     

研制开发三维设计叶改善汽轮机性能

从降低成本和节约能源的观点来看，提高热电厂的效率是一个关键性的问题。作为电厂主要设备的汽轮机不断被开发，以便提供高性能的叶片。然而叶片性能的进一步提高需要沿叶高方向有更好的叶型和控制流型。近来，三维叶片设计的发展很活跃，它的目的是提高内效率和控制气流在动、静叶中沿径向的流型。为了改善气脖叶片列的流动模式，作者提出了能用于透平高、中、低压缸静叶的三维设计方法。本文描述了通过三维叶型设计改善包括动叶在内的透平级性能研究。新的叶型减小了高、中压级次由于二次流引起的严重的端壁损失。     

子午流道对调节级气动性能影响的三维数值研究

文章采用商业CFD软件Numeca分析技术,分析了不同相对叶高下汽轮机调节级喷嘴采用外端壁收缩后的气动性能和平直外端壁调节级的气动性能。计算结果表明：不同高度收缩比对调节级气动性有一定的影响,对本调节级最佳高度收缩比为0.35;外端壁子午收缩能够有效减小顶部二次流损失,但根部区域二次流损失有所增加;对于相对叶高较小的调节级,采用外端壁子午收缩后调节级效率有一定提升,并且相对叶高越小,调节级效率提升幅度越明显;而相对叶高大于1.0的调节级,采用外端壁子午收缩后调节级效率反而略有下降。     

空冷汽轮机末级叶片的三维流场分析

应用先进的计算流体力学(CFD)软件完成了大功率空冷汽轮机末级流场特性分析,计算分析结果基本揭示了末级叶片流道内的复杂流动状态,对提高末级叶片的气动设计水平发挥了重要作用.先进的计算流体力学技术应用于汽轮机的通流设计,不但能有效提高机组的通流效率,还将大大缩短设计周期,降低设计成本.图9表4参5     

东方超超临界二次再热660 MW汽轮机超高压进汽蜗壳数值研究

本文采用CFD数值分析软件完成了东方新开发的超超临界二次再热660 MW汽轮机超高压进汽蜗壳的气动性能分析,分析对象包括进汽蜗壳截面的收缩比、截面形状以及进汽管横向间距,结果表明该机组采用的切向进汽方式具有优越的气动特性,其进汽蜗壳截面收缩比、截面形状以及进汽管横向间距均对切向进汽室的气动特性有较大影响,湍动能和总压损失系数随截面收缩比的增加逐渐减小并趋于平缓,截面形状和进汽管横向间距对切向进汽室总压损失系数影响较小,但对出口处湍动能影响较大。     

半速核电1828mm末级长叶片开发

依托国核CAP1400压水堆示范工程项目,以优良的火电末级动、静叶型线为母型,采用可控涡流型设计、全三元气动分析及优化、三维有限元强度、振动设计等先进设计技术,开发了结构形式先进,具有优良气动、强度、振动特性的核电半速1828 mm末级长叶片。通过相关试验项目的验证,更进一步保证了核电半速1828 mm末级长叶片的安全可靠性和优良的气动性能。     

汽轮机中湿蒸汽两相凝结流动研究

在汽轮机湿蒸汽透平级中,湿蒸汽两相凝结流动现象的出现降低了透平级的流动效率,并且造成了透平叶片的水蚀损坏.本文针对汽轮机中的自发凝结流动,介绍了湿蒸汽两相流动数值研究发展的现状,以及西安交通大学TurboAero研究组在此方面的研究情况,以期对我国湿蒸汽汽轮机的设计以及湿蒸汽两相凝结理论的工程应用起到推动作用.