中压进汽腔体内部流场数值研究

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1、第57卷第1期V01．57No．1汽轮机技术2015年2月TURBINETECHN0L0GYFeb．2015中压进汽腔体内部流场的数值研究贾凯，郭晓杰，阳虹，竺晓程，杜朝辉(1上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240；2上海汽轮机厂有限公司，上海200240)摘要：实际运行环境中汽轮机对称通流部件产生的非对称流场将导致叶片排内部流场发生变化。针对某超超临界机组的中压缸进汽腔体进行了详细的数值模拟，结果显示左右对称的中压缸进汽腔体，其流场呈现左右不对称特点；数值计算中曾出现的左右对称结构为不稳定形态，容易进入非对称流场结构，这在前期的模型实验中也得到了验证。主要通过增加

2、壁面的粗糙度和改变壳体的进El收缩结构，来进一步分析腔体内部流场的特征，为优化中压进汽腔体提供参考。关键词：进汽腔体；非对称；超超临界机组；数值计算分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1001—5884(2015)ol-0029-04NumericalResearehoftheInnerFl0wFieldofanIntermediatePressureSteamTurbineInletChamberJIAKai，GuoXiao—jie，YANGHong，ZHUXiao-cheng，DUZhao—hui(1InstituteofEngineeringThermophysi

3、es，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China；2ShanghaiTurbineWorksCompanyLimited，Shanghai200240，China)Abstract：Underpracticaloperatingcondition，theflowfieldofthebladepassageinteriorisaffectedbythenon—axisymmetricflowfieldcreatedbytheaxisymmetriccomponents．ConductthenumericMsimulationo

4、nthesteamadmissionvoluteintheintermediatepressurecylinderofanultrasupercriticalunit．Theresultsindicatedthattheflowfieldofthesymmetricmodelisasymmetrica1．Thesymmetricstructureoftheflowfieldduringthenumericalcalculationisanunstableform，easilygoingintothestableasymmetricstructure．Byincreasingt

5、hewallroughnessandchangingthestructureofthecasingtoanalyzethechamberinternalflowfieldcharacteristics．Thisresearchprovidesreferencefortheinletchamberdesign．Keywords：inletchamber；non—axisymmetric；ultrasupercriticalunit；numericalcalculation0前言超临界、超超临界火电汽轮机组和百万等级机组是我国日前主要的发电机组。电厂汽轮机的一个主要设计指标就是提

6、高机组的工作效率，这样可以提高能源的利用率和减原始模型改变后模型小对空气的污染。中压进汽腔体是将蒸汽引入叶片通道的重要部件，中压进汽系统的设计，除了考虑流动损失外，还需图1不同模型结构及流场l2J要考虑腔体出口平面上的流动分布特性，使得腔体变形合没有给出具体的算例。其中在改变壳体结构时，使蜗壳顶部理，出口流动角均匀分布，以确保高的气动效率。和底部向内收缩，从而抑制旋转流动，得到对称的流场结构。通过对进汽腔体内部流场的数值分析，在优化设计中减郭晓杰通过实验验证了SimonHecker所谓的“左右对称的少腔体的流动损失和改进出口流动角的分布，提高整个机组流动结构，但对应原型的数值

7、计算出现非对称流场结构”的的工作效率。SimonHecker等在2012年对某超超临界汽准确性，在实验的基础上通过数值模拟对增加粗糙度和改变轮机组的中压进汽腔体模型进行了数值计算和改进设计，文壳体结构能否实现流场的对称性作进一步研究。中指出左右完全对称的壳体结构，其数值计算却出现了非对本文在郭晓杰的研究基础之上，采用数值计算的方法称的流场结构(如图1(a)所示)，认为这是由于大雷诺数导进一步验证通过增加壁面粗糙度和改变壳体结构能否改变致惯性力远远大于黏性阻力，而增加阻力可以获得对称的流流场结构的不对称性