叶顶间隙对于汽轮机排汽缸气动性能的影响.pdf

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1、第4l卷第2期V01．41No．22012年6月Jun．2O12叶顶间隙对于汽轮机排汽缸气动性能的影响史立群，杨建道，杨锐，彭泽瑛(上海电气电站设备有限公司，上海，201108)摘要：介绍了汽轮机末级动叶叶顶间隙对于汽轮机排汽缸性能的影响，通过耦合末级叶片的排汽缸气动数值模拟来考察这一影响，发现排汽缸内的流场情况会随着间隙漏汽量的不同而产生变化，表征气动性能的压力恢复系数也随之变化。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，在以后的排汽缸气动设计及优化工作中需要考虑叶顶漏汽射流关

2、键词：汽轮机排汽缸；气动性能；数值模拟；叶顶间隙中图分类号：TK263．3文献标识码：A文章编号：1672—5549(2012)02—0156—04InfluenceofBladeTipClearanceonTurbineExhaustHoodAerodynamicPerformanceSHILi—qun，YANGJian—dao，YANGRui，PENGZe—ying(ShanghaiElectricPowerGenerationEquipmentCo．，Lld．，Shanghai201108

3、，China)Abstract：Theinfluenceofbladetipclearanceonturbineexhausthoodaerodynamicperformanceisintroducedandthenumericalsimulationmethodcouplingwithbladescanbeusedtoanalyzethisefect．Itisdiscoveredthattheflowfieldintheexhausthoodandpressurecoefficientwill

4、varywiththediferentfluxofleakageflow．Thestudyshowsthattheefectoftipleakageflowisunnegligibleandshallbeconsideredintheexhausthoodaerodynamicdesignandoptimizationinthefuture．Keywords：steamturbineexhausthood；aerodynamicperformance；numericalsimulation；bl

5、adetipclearance汽轮机排汽缸的气动性能直接影响到汽轮流体力学(CFD)和计算机技术的发展，使对汽轮机机组的效率，其气动性能的优劣主要取决于机排汽缸进行大规模的数值模拟计算成为可能。两大因素，其一是排汽缸进口的流场情况；其二利用CFD方法可以快速准确地了解排汽缸内蒸为排汽缸自身的几何结构，包括排汽缸的总体汽的流动情况，分析不同边界条件对其气动性能尺寸、扩压段导流环以及导流锥的型线等。排的影响。汽缸进口的流场情况会随着流量的大小、叶片本文利用CFD方法对某600Mw汽轮机的末结构的不同

6、而发生改变。其中，某些动叶没有级叶片和排汽缸进行了联合建模，其中的末级动围带，在叶顶处会产生漏汽射流，这也会导致排叶没有围带，存在叶顶问隙漏汽，希望通过这一特汽缸进口流场的改变。定模型来研究叶顶漏汽射流的大小对于汽轮机排近年来，许多学者对排汽缸气动性能进行了汽缸气动性能的影响。数值模拟计算¨和吹风试验研究，但大部分研究仅仅对排汽缸进行单独分析，仅仅考虑了上文l研究方法提及的排汽缸自身几何结构的影响，而忽略了另一主要因素：排汽缸进口的流场分布。最近，部大量论文表明，CFD方法可以很好地应用于分研究

7、人士注意到了这点，对汽轮机排汽缸和叶排汽缸气动性能的计算，并对结果进行可视化的片进行了耦合计算分析j，验证了排汽缸进口流处理，最终得出可靠的结论。笔者采用商业CFD场对于其气动性能有着显著的影响。随着计算软件进行了排汽缸气动性能的数值模拟计算。收稿日期：2011—11—11修订日期：2012—03—20作者简介：史立群(1982一)，男，江苏丹阳人，毕业于上海交通大学，硕士，工程师，主要从事汽轮机气动设计工作。固--羹叶顶间隙对于汽轮机排汽缸气动性能的影响热力透平11几何模型与边界条件方程、能量

8、方程以及连续性方程。整个计算区域包括末级叶片和排汽缸，其中离散偏微分方程方法为有限控制容积法，差静叶高度为845mm，动叶高度为905mm，有3个分格式为混合差分。为使控制方程封闭，采用了不同的动叶叶顶问隙，分别为3mm、6．1mm和标准一占模型，对于雷诺数较低的近壁面则采用9mm；排汽缸的三维尺寸分别为3772mm、壁面函数法。动静网格交接面(动叶出口和排汽6680mill和6860mill。计算中忽略了排汽缸内撑缸进口、静叶出口和动叶进口)采用混合平面法管和筋板结构，主要研究叶顶问隙漏汽射流