汽轮机低压排汽缸气动性能数值研究

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1、第52卷第5期汽轮机技术Vo1．52No．52010年1O月TURBINETECHN0L0GYOot．2010汽轮机低压排汽缸气动性能的数值研究程云生，全晓军，章任蕾(1江苏双良科技有限公司热电分公司，江苏214400；2上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：汽轮机低压排汽缸的气动性能对汽轮机组效率的影响至关重要。采用CFD软件CFX，对某型号机组的低压排汽缸小尺寸实验模型在不同来流条件下进行数值模拟研究，并进行了具有对称和非对称两种不同结构扩压器的排汽缸性能对比。结果表明不同的进口旋流对排汽缸性能影响很大，扩压器性能是影响排汽缸性能的主要因素，非对称扩压器更有利于排汽缸性

2、能的提高。关键词：非对称扩压器；汽轮机；排汽缸；数值模拟分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1001-5884(2010)05-0359-04TheNumericalInvestigationofSteamTurbineLow—pressureExhaustHoodAerodynamicPerformanceCHENGYun-sheng，QUANXiao-jun，ZHANGRen—lei(1JianghsuShuan~iangTechnologyco．，LTD，ThermoeletricBranceh，Jiangsu214400，China；2SchoolofMechanicaland

3、PowerEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Thesteamturbineeficiencyishighlyinfluencedbytheaerodynamicperformanceoflow—pressureexhausthood．Numericalsimulationsarecarriedoutonascalemodeloflow—pressureexhausthoodatdifferentinflowconditions，andacomparisonismadebetweentwok

4、indsofexhausthoodwithsymmetricandnon—symmetricdiffuserrespectively．Byanalyzingthetotalperformanceofexhausthoodandflowphenomenoninthediffuser，theinfluencesofinflowconditionsandgeometricalshapetoexhausthoodaerodynamicperformancearepresented．Keywords：non-symmetricdifuser；steamturbine；exhausthood；numer

5、icalsimulation法研究排汽缸中不同结构扩压器和不同来流条件对排汽缸0前言气动性能的影响。为了解和掌握排汽缸中气体流动的规律和设计中如何提高排汽缸的气动性能提供了有益的参考。汽轮机低压排汽缸是连接汽轮机低压缸和冷凝器的通道，同时对汽轮机末级排出的汽流扩压，把余速动能转化为1数佰计算压力能，在冷凝器喉部真空度一定的情况下，可以降低汽轮机末级叶片出口处的静压，增加机组的可配置焓降，有利于1．1排汽缸几何模型提高机组热效率。文献指出汽轮机末级余速动能为45kJ／本文以某型号排汽缸的1／10小尺寸实验模型为研究对kg～60kJ／kg，可见排汽损失是相当可观的。文献中提到象。排汽缸模型由扩压

6、器，排汽蜗壳和出口延长段组成，图1排汽缸损失系数降低0．1，可相应使得汽轮机的整机效率提为其几何结构示意图，该模型关于y—z平面(X=0)对称，高0．15％，因此研究如何提高排汽缸的气动性能对于提高汽图中的1、2、3分别代表扩压器进口，排汽蜗壳进口，排汽缸轮机组效率具有十分重大的经济价值和现实意义。排汽缸、出口。排汽缸中扩压器一般为环状对称结构如图2所示。内的流动是典型的扩压流动，压力损失主要受来流条件，排文献进行了不同几何尺寸的排汽缸吹风试验，试验表明导汽缸几何结构等因素的影响。文献研究了排汽缸进流环出口直径适当增大有利于提高排汽缸气动性能，但是过口条件对排汽缸气动性能的影响，研究表明排汽

7、缸的气动性度增大导流环出口直径会使导流环出口与排汽缸侧壁和顶能对入口气流的变化具有很大的敏感性。同时Tindle还研壁之间的空间太小，气流在该流道内被迫加速，从而降低静究了u，s2两种不同形状的导流环对排汽缸性能的影响。压恢复能力，所以导流环的出口直径不能随意扩大，必需考本文借助CFX软件平台，以上海汽轮机有限公司某型号机虑到导流环出口与排汽蜗壳侧壁及顶壁之间的空间。基于组的排汽缸小尺寸试验模型为研究对象，采