汽轮机调节级喷嘴组气动优化设计

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1、第57卷第4期汽轮机技术Vo】．57No．42015年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2015汽轮机调节级喷嘴组气动优化设计陈远东(北京龙威发电技术有限公司，北京100044)摘要：采用叶轮机械优化设计平台FINE／Design3D对调节级喷嘴组汽道进行全三维气动性能优化设计，在保证工作点不发生偏离的前提下，提高其等熵效率。经过分析，优化后喷嘴组叶片由于采用加载叶型，有效的抑制叶片表面的附面层厚度，降低叶型损失；喷嘴组外端壁型线更加平缓，端壁损失和二次流损失得到了有效地抑制。额定工况下，调节级等熵效率提高了1．8％，并且在其它工况下调节级气动性能都有明显提高。关键

2、词：调节级喷嘴组；气动性能；优化设计分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1001-5884(2015)04-0251-04AerodynamicOptimizationDesignofGoverningStageNozzleforSteamTurbineCHENYuan．dong(BeringLongweiPowerGenerationTechnologyCompanyLimited，Bering100044，China)Abstract：UsingtheimpellermechanicaloptimizationdesignplatformFINE／Design3D，o

3、ptimizedthewholethree-dimensionalaerodynamicperformanceofgoverningstagenozzlesteampassageofsteamturbine．Undertheconditionofensuringtheworkingpointnottodeflect，boostitsisentropiceficiency．Beingusedtheloadedprofileinoptimizedblade，theanalysisindicatedthatitreducedthethicknessofboundarylayeroft

4、hebladesurfaceandtheprofileloss，meanwhile，theoutsidewalllinesofnozzlewillbemoresmooth，andtheendwalllossandthesecondaryflowlosshasbeenefectivelysuppressed．Underratedconditions，governingstageisentropieeficiencywillbeboostedby1．8％，andunderotherconditions，theaerodynamicperformanceofgoverningstag

5、ehasimprovedobviously．Keywords：governingstagenozzle；aerodynamicperformance；optimizationdesign级喷嘴组汽道以及叶片型线进行全三维气动性能优化设计，0前言以达到提高汽轮机调节级气动性能的目的。电厂汽轮机调节级喷嘴组叶片一般展弦比较小，存在大1调节级喷嘴组叶片数优化量的叶型损失和端壁损失，叶型损失和端壁损失是调节级重大损失源。不改变调节级喷嘴组部分进汽度，对调节级喷嘴文献[6]指出，叶栅的相对节距是影响叶型损失的一个组叶片进行气动优化设计，降低其叶型损失及端壁损失，具主要参数，而且存在一个最

6、佳节距，在此最佳节距下，叶型损有重要意义。失系数达到最小值。实验表明，当叶栅节距小于最佳节距叶片气动优化设计技术一直是国内外叶轮机械气动热时，叶型压力面和吸力面上的附面层厚度在流道中所占的比力学领域研究的重点，结合优化算法和CFD方法对叶片进重增加，而势流区则相对减小，因而摩擦损失系数和尾迹损行气动优化是当前研究的热点．2J。Dulikravich应用进化算失系数增加。对于调节级为冲动式的叶栅，其最佳节距的变法结合CFD技术进行了透平通流部分和透平叶片的优化设化范围为topt=0．5～0．7，如图1所示。表1所示，在不改变计；Oyama~利用实数型遗传算法结合Navier—St

7、okes方程调节级喷嘴组部分进气度e的前提下，减少喷嘴组叶片数求解技术，以熵损失最小为目标函数，对轴流透平叶片进行目，调整相对节距，把叶栅相对节距尽量调整到比较好的范的优化设计，设计结果得到了很好的验证；希腊国立Athen围内。本调节级喷嘴组叶片原始相对节距i=0．34，远低于大学叶轮机械研究所应用遗传算法与CFD结合进行了叶轮最佳节距，将喷嘴组的汽道数调整为8O个，全周当量叶片数机械叶栅的三维气动设计优化，在优化过程中还结合人工神调整为92个，此时相对节距i=0．51，处于工程推荐较好范经