对于叶顶汽封漏汽对汽轮机排汽缸气动性能的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com第57卷第1期汽轮机技术Vo1．57No．12015年2月TURBINETECHNOLOGYFeb．2015叶顶汽封漏汽对汽轮机排汽缸气动性能的影响杨明，刘云锋，周佳慧(哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：利用CFD方法对某汽轮机的末级叶片、叶顶汽封和排汽缸进行了整圈耦合计算，考虑了筋板和撑管对流场的影响，较真实地对低压排汽缸进行了数值模拟，结果表明末级动叶片叶顶汽封漏汽对排汽缸气动性能有较大影响，为以后的排汽缸气动设计及优化工作提供了新思路。关键词

2、：汽轮机排汽缸；气动性能；数值模拟：叶顶汽封分类号：TK263．2文献标识码：A文章编号：1001。5884(2015)01-0006-03InfluenceofBladeTipSteamSealLeakonTurbineExhaustHoodAerodynamicPerformanceYANGMing，LIUYun—feng，ZHOUJia—hui(HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：ByusingCFDmethods，the

3、steamturbinelaststageblades，bladetipsealandtheturbineexhausthoodwerefullcirclecouplingcalculation，consideringtheeffectoftheribsandthesupportpipe．Themoretrueforlowpressureexhausthoodwasnumericalsimulated．Theresultsshowedthatlaststagebladetipsteamsealleakh

4、asgreatinfluenceontheaerodynamicperformanceoftheexhausthoodandprovidesanewideaforthefutureexhausthoodaerodynamicdesignandoptimization．Keywords：steamturbineexhausthood；aerodynamicperformance；numericalsimulation；bladetipsteamseal避免后续计算中排汽缸出口出现回流，对排汽缸出口进行了0

5、研究背景适当的延长。排汽缸几何模型如图1所示，由于计算时考虑了排汽缸的筋板和撑管，模型较复杂，利用ICEMCFD软件低压排汽缸是汽轮机的重要组成部分，其气动性能直接划分了非结构网格，排汽缸纵剖面放大网格如图2所示，对影响着整个机组的热效率和经济性，其气动性能的优劣主要排汽缸的入口和导流环处进行了加密，网格数为153万个节取决于两大因素，其一是排汽缸进口的流场情况；其二为排点，886万个单元。末级静叶、末级动叶和叶顶汽封的几何数汽缸自身的几何结构⋯。近年来，许多学者对排汽缸气动性值模型如图3所示，叶顶汽封

6、间隙为8ram，叶片网格由Tur—能进行了数值模拟研究，但大部分仅仅对排汽缸进行单bogrid软件划分结构化网格，叶顶汽封由ICEMCFD划分结独分析，忽略了排汽缸进口的流场分布对气动性能的影响，构化网格，叶顶汽封剖面网格如图4所示。整个计算域的网部分研究人士注意到这点，验证了排汽缸进口流场分布对其格总数为409万个网格节点。气动性能有显著影响，史立群等研究了叶顶间隙射流对于排汽缸内流场的影响，研究表明叶顶间隙射流对于排汽缸内流场的影响是不可忽略的，但只进行了单通道的末级和并没有考虑筋板和撑管的排汽缸的

7、数值模拟计算。随着计算流体力学和计算机技术的发展，使对汽轮机排汽缸进行大规模的复杂数值模拟计算成为可能。本文利用CFD方法对某汽轮机的末级叶片、叶顶汽封和排汽缸进行了整圈耦合计算，考虑了筋板和撑管对流场的影响，较真实地对低压排汽缸进行了数值模拟，并对比了是否考虑末级动叶片叶顶汽封漏汽对排汽缸气动性能的影响。1数值方法图1排汽缸几何模型由于汽轮机组一般定背压运行，则出口给定机组的背1．1几何模型、网格和边界条件压，进口为末级静叶进口，进口给定总焓值和质量流量，湿蒸计算域包括末级静叶、末级动叶、叶顶汽封和排

8、汽缸，为汽的计算选用平衡相变模型。收稿日期：2014-09—19作者简介：杨明(1985一)男，黑龙江人，硕士，设计工程师，主要从事汽轮机流场计算及流固耦合相关工作。学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com8汽轮机技术第57卷1．O别也较大，所以，在以后的排汽缸数值模拟计算中应考虑叶／／顶汽封漏汽对排汽缸的影响，且在准确考察排汽缸的性能时0．8I应进行整圈末级叶片和排汽缸的耦合计算。厂表l静压恢复系数和总压损