汽轮机调节级多工况下三维流场数值研究

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1、第52卷第5期汽轮机技术V0l_52No．52010年1O月TURBINETECHNOLOGY0ct．20l0汽轮机调节级多工况下三维流场数值研究屈焕成，张荻，谢永慧，曹守洪，吴其林，王建录(1西安交通大学能源与动力工程学院，西安710049；2东方汽轮机有限公司，德阳618000)摘要：汽轮机调节级的部分进汽特性，不仅影响到机组的气动性能和效率，而且还对其安全性产生一定程度的影响。基于三维黏性可压缩雷诺时均Navier—Stokes(N—S)方程，采用结构化六面体网格，运用有限容积法，构造了带有进汽室和加强筋的300MW汽轮机调节级三维黏性可压缩计算模型

2、，针对不同运行工况下调节级内部复杂流动进行了详细研究。分析发现：调节级进汽室内部流动损失较大；进汽段下游动叶通道静压分布合理，内部流动顺畅，而非进汽段动叶通道内部流动紊乱，熵增明显，部分进汽带来的损失较大；部分进汽度越小，效率降低越快，尤其是一阀进汽时，效率急剧下降。关键词：汽轮机；调节级；多工况；部分进汽；数值模拟分类号：TK263文献标识码：A文章编号：1001．5884(2010J05-0321-04NumericalStudyonComplexFlowPhenomenainControlStagewithPartialAdmissionUnderM

3、ultipleWorkingConditionsQUHuan-cheng，ZHANGDi，XIEYong-hui，CAOShou-hong，WUQi—lin，WANGJian—lu(1SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China；2DongfangTurbineCompanyLimited，Deyang618000，China)Abstract：Theprominentlycomplexeffectofcontrolstagewithpartialad

4、missionofstreamturbineinfluencesnotonlytheaerodynamicperformance，butalsotheeficiencyandsafetyofunit．Basedonthe3DviscouscompressibleNavier—Stokes(N-S)equations，withtheapplicationofstructuralhexahedronmeshandfinitevolumemethod，thenumericalmodelforcontrolstageof300MWsteamturbinewithp

5、artialadmissionroomandreinforcedribwasconstructedandthenatureofcontrolstageflowwasinvestigateddetailed．Muhipleworkingconditionswereperformedbyblockingdifferentvalves．Resultsshowthatlossofflowinadmissionroomiscomparativelylarge．Intheopenchannelinsidecascadepassage，flowissmootherand

6、thestaticpressureisreasonable，however，intheblockedchannelinsidecascadepassage，bladepassageinteriorisfilledwithvortex，resultingintheincreaseofentropyandlossbringingfrompartialadmission．Theeficiencydecreaseswiththepartialadmissionratio；especiallyundertheconditionthatonevMveareopen，t

7、heeficiencydecreasessharply．Keywords：steamturbine；controlstage；multipleworkingconditions；paNiMadmission；numericalsimulation值结果与测试数据吻合良好。同时发现动叶在部分进汽状0前。言态下，承受比全周进汽时大2．5倍的非定常力。DanielJD和LisaWG对火箭引擎单级超音速透平全周进汽和部分进汽电站汽轮机通常采用调节级控制机组负荷，不同工况下进行了三维非定常流动的数值分析，得到部分进汽与全周进的调节级气动性能直接影响到机组的效率和运行

8、经济性。汽动叶出口相对马赫数存在较大差别，分别为亚音速和超音进行调