100mw核电汽轮机高压进汽结构分析

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1、圣言汔扮拨lDONGFANGTURBINEl喻刚邱健廖兴宝段增辉陶功新(东方汽轮机有限公司。四JI德阳．618000)摘要：文章从100Mw核电汽轮机高压进汽效率着手，对比传统高压进汽结构及进汽性能，通过切向进汽结构三维建模以及流体计算分析验证了切向进汽方式的优越性。得到最优比下的切向进汽方案，并确定了100MW／~电汽轮机的切向进汽布置方案。关键词：核电汽轮机；高压进汽；切向进汽AnalysisforHPInletStructuresof1OOMWNuclearTurbineYuGang，QiuJian，LiaoXingbao，DuanZenghui，TaoGongx

2、in(DongfangTurbineCo．，Ltd．DeyangSichuan618000)Abstract：ThispapercomparestangentialinletwithtraditionalHPinletstructuresandperformancetopromotetheHPinleteffi—ciencyofIOOMWnuclearturbine．Theoptimizationfortangentialinletisvalidatedandthebesttangentialinletschemeisdeter-minedbythe3Dmodeloft

3、angentialinletstructureandCFD．Keywords：nuclearturbine，HPinlet，tangentialinlet壁面压力和蜗壳流场，减小压损。提高进汽效率。1前言国内外已有相当数量切向进汽机组运行．实现了优秀的业绩提高汽轮机效率是汽轮机发展永恒的主题在切向进汽结构中．汽道蜗壳全周都有同样热力系统参数确定后．改进通流是提高效率的重的截面出口．故蒸汽经过出口在第一级静叶前形要措施．除了提高汽轮机级效率外。通过改变汽成均匀的全周环形汽流。适于采用节流配汽因缸进汽结构以减少进汽压损成为新的发展趋势为我国核电机组基本不参与调峰．一般都是满

4、负对于全周进汽机组．切向进汽方式是一个技术热荷运行，所以都采用节流配汽．适于采用高压切点。切向进汽方式通过旋转蜗壳进汽．能够平衡向进汽结构。但切向进汽汽流方向和汽缸圆筒壁作者简介：喻刚(1971一)，男，硕士研究生，2010年毕业于西安交通大学能动学院热力1二程专业，现从事技术、营销管理T作。2ING言FA怎T扮URB相切，进汽管道沿汽缸圆筒壁布置．与传统进汽管道相比，切向进汽管道更偏离中心(见图1)．会加大汽缸尺寸。且大功率核电机组蒸汽容积流量过大，导致汽缸体积已经很庞大．而工程配合空间有限，致使切向进汽管道布置有很大的难度但在100MW／Jx型核电机组中，蒸汽容积流

5、量小、汽缸尺寸小的特点使得切向进汽技术在核电中的应用成为可能100MW核电堆型具有很高的安全性：机组体积小、占地少、_T期短；拥有供热、供电、工业抽汽、海水淡化功能：环境负面影响小．经济性好，属于迅猛发展的分布式能源技术的一种．因图2传统高压进汽示意图此100MW核电小机组有很好的前景为了进一步提高100MW核电小机组的经济性．根据某超超临界火电四管进汽模型数值分析．得到更好的汽轮机进汽效率．本文将具体研究切其进汽室总压损失为0．61％左右．且三维流线比较向进汽方式对100MW核电汽轮机经济性的作用紊乱，部分区域出现涡流。由汽轮机热力循环理论可知，进汽参数比火电低很多、

6、而进汽结构相似的核电四管进汽．其总压损失比例必将更大．效率相对更低。因此．核电高压进汽效率有很大的提升空间．为确定切向进汽结构气动性能的好坏．在进行机组方案设计过程中有必要对进汽室气动性能图1切向进汽示意图及其内部流场进行计算流体力学(CFD)分析II-2l。3．1数值模拟计算方法计算中湍流模型选用SST模型．方程的离散采为验证切向进汽结构能提高机组经济性的优用二阶差分格式。边界条件按设计数据给定，进点．首先需要了解对比其与传统高压进汽方式的口边界条件给定进口总压P0和总温，出口边界条气动性能。传统高压进汽方式以四管为主．汽缸件为流量G。，壁面按绝热处理，壁面附近粘性支

7、上四个管道上下、左右对称布置，管口朝向天地层的处理采用标准壁面函数法方向。其进汽外形见图2。但根据机组常见运行工通过不同进汽室结构的三维流场特性的数值况不同．其进汽方式有些许不同：带基本负荷的模拟．得到了各方案的总压损失系数．并找出总大功率汽轮机目前倾向于采用节流配汽方式．优压损失系数最低的方案。点在于没有调节级．不存在调节级中的部分进汽总压损失系数定义为：损失．另外，它的第一级的余速可被下一级利用；PPⅫ一而在部分负荷下的汽轮机倾向于采用喷嘴配汽方式．优点在于节流损失较小。式中：圣言浇粉拨lDONGFANGTURBINEIV一进13总压