冲动式复速级轮周功率分配特性分析

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1、第54卷第3期汽轮机技术Vo1．54No．32012年6月TURBINETECHNOLOGYJun．2012冲动式复速级轮周功率分配特性分析李一兴(中国船舶重工集团公司第704研究所，上海200031)摘要：对汽轮机冲动式双列复速级的功率分配特性进行了分析，通过计算比较了速比、喷嘴和叶片汽流角对功率分配特性的影响规律。实例计算结果表明，双列复速级中前后两级功率的分配很不均匀，第一级与第二级功率分配比可以达到5倍以上。功率分配比随复速级速比和喷嘴出口角增大而增大，而在喷嘴汽流角小角度时变化较慢。此外，各叶片汽流出口

2、角对功率分配比改变的权重比例不同。对于带小反动度的冲动式复速级，可改善内部功率分配特性。关键词：汽轮机；复速级；轮周功分类号：TK47文献标识码：A文章编号：1001-5884【2012)03-0180-03AnalysisofWheelWorkDistributioninPulseCurtisStageUYi．xing(No．704ResearchInstitute，CSIC，Shanghai200031，China)Abstract：ThecharacteristicofWheelworkdistributi

3、oninthepulseCurtisstageinsteamturbineisdescribedinthispaper．Theefectsofthespeedratio，anglesofnozzleandbladestocapacitydistributionareanalyzedcomparatively．Theresuhsshowthatthewheelworkdistributionintwostagesisextremelyasymmetric，thatmeansthepoweroffirststagei

4、squintuplethanthatofsecondstage．Theratioofpowerincreaseswiththespeedratioandoutletangleofnozzle，whilethechangerateisslowinsmallangle．Itdecreaseswithoutletanglesofblades，whiletheproportionisdiferent．Alittlereactioncallimprovethecharacteristicofpowerdistributio

5、ninpulseCurtisstage．Keywords：steamturbine；curtisstage；wheelwork符号说明为汽流绝对出口角，(。)；下标：21为第一级动叶参数；为汽流相对出口角，(。)；U为圆周方向参数；12为转向导叶参数；P为功率，W；11为喷嘴参数；22为第二级动叶参数C为速度，m／s；功率分配特性也与叶片强度校核和轴承特性计算有非常大0前言的关联，因此本文通过建立计算模型，详细分析了冲动式双列复速级的内部功率分配特性的变化规律。汽轮机是动力行业的重要设备之一，作为原动机驱动发电机

6、、各型泵组和船用螺旋桨等设备运行。复速级又称寇蒂1计算模型斯级，不仅具有焓降大的特点，可以有效减小设备的尺寸和重量，而且在一定程度上可以改善机组在低负荷时效率剧烈图1显示了双列复速级的速度三角形示意图，根据其中下降的不良情况¨]。因此针对以上特点，在工业汽轮机和船的速度关系，第一级的轮周功表达式为：用汽轮机通流设计中广泛采用了双列复速级与压力级组合P，=U(Cm—C2。)(1)的形式。第二级的轮周功表达式为：双列复速级的运行特性与单列级差异较大，之前有许多P=“(C。一C2z)(2)文献和资料也进行了研究，得出了

7、最佳速比和各级叶高等的式中，为轮周速度，c为汽流绝对速度的轮周矢向分量。变化规律，同时指出了在复速级中功率分配不均匀的特将上两式转化为标量值表达式为：性I4，但对其变化规律未进行研究。由于复速级的速比、P-=u(C-，+C2t)(3)厦动度盆配笠缱性轮扭的性能产生影响，并且两级的P=／t(Cz+C22)(4)收稿日期：201183·作者简介：李一兴(1976一)，山西大同人，男，博士研究生，工程师，主要从事汽轮辅机设计。第3期李一兴：冲动式复速级轮周功率分配特性分析181系式：’ell。=(2。)式中，妒。为喷嘴

8、的速度系数。将式(19)和式(20)代入第一．===，级功率分配比式(18)后，可以得到：alcosau-btx／q~o-一(。1+血2)cos11一(61+627(21)通过第一级功率分配比的公式(21)可以看出，功率分配比由复速级速l：l~x、叶型参数(汽流角、卢和速度系数妒)决定。根据瓦格列尔曲线，速度系数是随汽流转折角(180。一(卢-+))而变化，在实际工程初步