CVN静叶透平级气动性能的数值计算与试验结果的比较及优化.pdf

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1、第56卷第4期汽轮机技术Vo1．56No．42014年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2014CVN静叶透平级气动性能的数值计算与试验结果的比较及优化刘传亮，刘网扣，范雪飞(上海发电设备成套设计研究院，上海200240)摘要：以某600MW汽轮机高压缸内的CVN(顶部反扭)静叶透平级为计算对象，以Fine／Turbo软件为模拟工具，计算了不同速比下的透平级的气动性能，并与试验结果进行对比，分析比较了级效率、反动度、流量系数等技术指标。结果表明数值计算结果与试验吻合较好，气动性能指标的变化趋势一致；最佳速比均介于0．52—0．53之间；该静叶叶型并不是最佳，静

2、、动叶损失偏大，造成级效率偏低。通过改进静叶成型，提出了3种透平级的改进设计方案，经计算和比较得出正弯静叶透平级为最佳方案，其静、动叶损失最小，比原模型级可提高透平级效率1．2％。关键词：透平；叶栅；气动性能；优化；数值模拟分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1001-5884【2014)04-0253-05NumericalSimulationandOptimizationoftheAerodynamicPerformanceoftheCVNVaneTurbineStageandComparisonwithExperimentalResultsUUChuan．1i

3、ang．LIUWang．kou，FANXue．fei(ShanghaiPowerEquipmentResearchInstitute，Shanghai200240，China)Abstract：ThenumericalsimulationstudybasedonFine／TurbosoftwarewsscarriedoutforaCVN(topanti-twist)vaneturbinestageina600MWsteamturbinehighpressurecylinder，calculatingtheaerodynamicperformanceoftheturbine

4、stagesunderdifferentspeedratiosandcomparingwithtestresults，analysisandcomparisonofthestageeff~ciency，reactiondegree，flowcoeficientandothertechnicalperformance．Theresultsshowthatthenumericalresultsagreewellwiththeexperimentalandindicatetheconsistenttrendofaerodynamicperformance；theoptimals

5、peedratioisamong0．52to0．53；theCVNvanetypeisnotthebestbecausethevaneandbladeenergylossistoolargeandresultinginlow—levelstageeficiency．Byimprovingthevaneshape，thispaperproposedthreeturbinestagesofdesignimprovementsandanalyzedtheirperformancethroughnumericalsimulationandcomparison，andconclus

6、ionshowthatthepositivebowedvaneturbinestageisthebestoption，whichhastheminimalamountofvaneandbladeenergylossandcanbeincreasedturbinestageeficiencyof1．2％thantheoriginalstage．Keywords：turbine；cascade；aerodynamicperformance；optimization；numericalsimulation在大功率汽轮机通流部分的现代化改进设计及旧机通0前言流部分改造中，普遍采用

7、叶型的优化及叶片成型新技术来减小叶栅损失J，提高效率。计算机性能的提高和计算技术的汽轮机作为电站的核心动力装置，正向着大容量、高参进步为汽轮机通流部分的优化提供了强有力基础，也为人们数、高效率方向发展。提高汽轮机的运行效率，对能源利用在静、动叶片的设计中创造了较大的自由空间。NUMECA公的经济性和环保性具有双重意义。汽轮机的内部效率与其司的Fine／Turbo软件是旋转机械领域公认的高级别计算流通流部分的流动效率紧密相关，由于通流部分几何形状复体力学(CFD)软件，是一款应用成熟的三维黏性流场计算软杂，流体与壁面作用强烈，从