轴流排汽缸气动性能数值研究与改型优化-论文.pdf

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第31卷第8期机电工程Vo1．31No．82014年8月JournalofMechanical&ElectricalEngineeringAug．2014DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2014．08．015轴流排汽缸气动性能数值研究与改型优化初鹏，刘龙海，辛小鹏，马鑫磊，隋永枫(1．杭州汽轮机股份有限公司工业透平研究院，浙江杭州310022；2．浙江省工业汽轮机转子动力学研究重点实验室，浙江杭州310022；3．浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州310014)摘要：为减小轴流排汽缸内部损失，提高排汽缸的气动性能，以杭州汽轮机股份有限公司新开发的轴流排汽缸为研究对象，考虑末级动叶出口径向速度不均匀性对排汽缸的影响，联合末两级整圈低压级组和排缸进行了数值计算。分析了轴流排汽缸内部流动特点，并根据流场对其进行了改型优化。计算结果表明，轴流排汽缸与低压级叶片之间存在相互作用，排汽缸后部出现两个旋流方向相反的涡，并随着气流向下游扩展；通过对轴流排汽缸结构改型，静压恢复系数提高了40．7％，总压损失系数减少了31．4％。通过优化通油管道的截面形状，使静压恢复系数提高了0．13％，总压损失系数减少了2．2％，改善了排汽缸内部流动，显著提高了轴流排汽缸的气动性能。关键词：汽轮机；轴流排汽缸；联合计算；改型优化中图分类号：TH122；TK26文献标志码：A文章编号：1001—4551(2014)08—1031-04lT‘l●l·‘1·-■·-●■1■●‘umericalsimulati0nand0Dtimizationol-aeroOynamicpertormancet一-oraXl●a■leX1naUStJ■n00n1CHUPeng，LIULong—hai，XINXiao—peng，MAXin—lei，SUIYong—feng''(1．IndustrialTurbineAcademyTurbomechanicalInstitute，HangzhouSteamTurbineCo．，Ltd．，Hangzhou310022，China，2．ZhejiangIndustrialSteamTurbineRotorDynamicsResearchKeyLaboratory，Hangzhou310022，China3．CollegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，Hangzhou310014，China)Abstract：Aimingatreducingtheleavingvelocitylossoftheaxialexhausthood，improvingtheaerodynamicperformanceoftheexhausthood，numericalsimulationwasusedtoanalysistheflowfieldoftheaxialexhausthoodwhichwasdesignedbyHangzhouSteamTurbineCorporationconsideringabouttheinfluenceofnon—uniformityradialvelocityfieldatthelastbladeexit．Theaxialexhausthoodwasalsomodifiedforoptimization．Theresultsindicatethatthereareflowinteractionsbetweentheexhaustsystemandlowpressureturbinestages．Therearetwovortexesatthebackoftheexhausthood．Bychangingthestructureoftheexhausthood，staticpressurerecoverycoeficientincreases40．68％，totalpressurelosscoeficientreduces31．43％，bychangingthecrosssectionoftheoilpipe，staticpressurerecoverycoeficientincreases0．13％．totalpressurelosscoeficientreduces2_2％．alsoflowconditioninexhausthoodoutletisimproved．Keywords：steamturbine；axialexhausthood；combinednumericalsimulation；optimizationo71言呈警羔排汽缸连接末级动叶和凝汽器，将水蒸汽从末级的深入，静止部件的效率也越来越得到重视。文献叶片中导流到凝汽器，同时将末级动叶出口湿蒸汽的[4]指出汽轮机末级出口余速损失比较大，其余速动收稿日期：2014—03—14作者简介：初鹏(1988一)，男，山东烟台人，主要从事叶轮机械热力设计、流动与强度方面研究通信联系人：隋永枫，男，博士后，高级工程师，E-mail：saiyf@htc．cn