汽轮机低压排汽缸流场的数值模拟研究

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1、隶。轫失·粤硕士学位论文万方数据汽轮机低压排汽缸流场的数值模拟研究万方数据NUMERICALRESEARCHONSTEAMTURBⅢELOWPRESSUREEXHAUSTHOOD4DissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYSUNLi—pengSupervisedbyProf．XUJian—qunDepartmentofEnergy&EnvironmentEngineeringSoutheastUniversityMay．2

2、014万方数据东南大学学位论文独创，I生声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：3日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容

3、和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：趟牲导师签名：日期：万方数据摘要论文题目：汽轮机低压排汽缸流场的数值模拟研究硕士研究生姓名：孙利鹏导Iii：胥建群学校名称：东南大学正文：汽轮机低压排汽缸是连接汽轮机末级叶栅通道出口和凝汽器的主要部件，其主要功能包括两点：第一点是将从汽轮机末级叶片排出的蒸汽合理导流入凝汽器中；第二点是回收末级排出蒸汽的余速动能，将其转换为压力能。汽

4、轮机排汽缸的气动特性直接影响到末级出口背压、凝汽器喉部入口的汽流情况，进而影响到汽轮机组的热效率。本文深入研究了排汽缸的内部流场结构、损失来源以及末级叶栅通道和排汽缸的相互影响，为优化提高排汽缸的气动特性，从而进一步改善汽轮机组的整体效率有重要意义。首先，对进口直流和不同旋流情况下某低压排汽缸模型内部流动进行数值模拟，分析内部流动结构。结果表明：排汽缸内汽流动能的回收过程主要在扩压管中完成，另外排汽缸内部复杂的涡系结构是造成总压损失的主要原因，其中通道涡的影响最大。通过对比不同进口旋流程度下的计算结果可发现：一定的汽流旋流角能够提高扩压管的扩压能力

5、，但会使得排汽缸内流动呈非对称性分布，导致排汽缸出口处汽流分布不均匀度增加。为了改善排汽缸的气动性能，使用对扩压管的导流环型线进行重新设计和在蜗壳内部安装导流挡板的方法进行处理。计算结果表明：通过减小外导流环型线初始扩散角的方法有效抑制了扩压通道内汽流在外导流环壁面附近的分离现象，显著提高了扩压管扩压性能；而蜗壳内的挡板会破坏通道涡的结构，抑制通道涡的发展，但导致排汽缸内汽流结构和出口处汽流分布情况更为复杂。为了使排汽缸进121汽流条件更接近真实情况，本文进行了末级叶栅通道和排汽缸的耦合数值模拟。研究结果表明，在末级叶栅和排汽缸之间存在很强的相互作

6、用，排汽缸的非对称结构会导致末级叶栅内流动存在周向不一致性，且距离排汽缸进VI位置越远受到的影响越小；而末级叶栅出口汽流的不均匀分布会显著影响扩压管内汽流分离情况和蜗壳内部的流动结构；但能提高扩压管的静压恢复性能。最后，本文研究了不同排汽缸进口条件下出口汽流流动情况对下游凝汽器喉部内流动结构的影响。数值模拟结果表明：凝汽器喉部进口汽流条件会显著影响内部流动结构和喉部出VI处汽流分布情况，进而会影响凝汽器的换热情况。特别是排汽缸出VI的通道涡结构在凝汽器喉部内流动时，受低压加热器的影响，会形成更加复杂的涡系结构。关键词：排汽缸，数值模拟，末级叶栅，优

7、化改型，凝汽器喉部万方数据AbstractTitle：NumericalResearchonSteamTurbineLowPressureExhaustHoodName：SUNLi—pengSupervisor：XUJian—qunUniversity：SoutheastUniversityText：Thesteamturbinelow．pressureexhausthoodisthemaincomponentpartconnectingthe1aststageandcondenser．Thefirstfunctionisguidingtheste

8、amfromthelaststagetocondenser,thesecondoneisrecoveringkinetic