汽轮机高压缸进汽蜗壳的数值研究.pdf

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1、第2期NO.22016年6月DONGFANGTURBINEJun.2016DOI:10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2016.02.005汽轮机高压缸进汽蜗壳的数值研究钟主海，江生科（东方汽轮机有限公司，四川德阳，618000）摘要：文章采用商用计算流体动力学软件CFX，针对某高压缸进汽蜗壳进行了详细的数值研究，并对影响切向进汽蜗壳气动特性的因素进行了研究，结果表明：切向进汽方式具有优越的气动特性，其进汽蜗壳截面的收缩比、截面形状以及进口管横向间距均对切向进汽室气动特性影响较大。湍动能和总压损失系数随截面

2、收缩比的增加逐渐减小并趋于平缓。截面形状和进口管横向间距对切向进汽室总压损失系数影响较小，但对出口处湍动能影响较大。关键词：进汽蜗壳，切向进汽，气动特性，湍动能中图分类号：TK236文献标识码：A文章编号：1674-9987（2016）02-0017-06NumericalInvestigationonSteamAdmissionVoluteofTurbineHighPressureCylinderZhongZhuhai，JiangShengke（DongfangTurbineCo.,Ltd.,DeyangSichuan,6180

3、00）Abstract:Anumericalinvestigationonthesteamadmissionvoluteofturbinehighpressurecylinderwasconductedbyusingthecom⁃mercialcomputationalflowdynamicssoftwareCFX,andaffectingfactorsofaerodynamiccharacteristicinthetangentialsteamadmis⁃sionvoluteweresimulated.Theresultshow

4、edthattangentialinlethadsuperioraerodynamiccharacteristic.Theturbulentkineticener⁃gyandtotalpressurelosscoefficientoftangentialsteamadmissionvolutedecreasedgraduallytoarelativestablevaluewhenthecon⁃tractratioincreased.Thesectionshapeofsteamadmissionvoluteandtransverse

5、spaceofhighpressureinletaffectedseriouslyontheturbulentkineticenergyofoutlet,butslightlyonthetotalpressurelosscoefficient.Keywords:steamadmissionvolute,tangentialinlet,aerodynamiccharacteristic,turbulentkineticenergy汽的结构也可降低压损。传统高压进汽为四管进0前言汽方式，其进汽模型如图1所示。通常机组根据运行工况不同，

6、其进汽方式也不同。调峰机组宜随着汽轮机行业竞争日益加剧，提高机组效采用喷嘴配汽方式，优点在于节流损失较小；带率成为汽轮机厂商所追求的目标。通流优化是提基本负荷的大功率汽轮机目前倾向于采用节流配高机组效率的途径之一，除此之外，改变进、排汽方式，优点在于无调节级，不存在调节级中的作者简介：钟主海（1985-），男，硕士，2012年毕业于西安交通大学热能工程专业，主要从事汽轮机的设计研发工作。·17·第2期NO.22016年6月DONGFANGTURBINEJun.2016部分进汽损失，而且调节级的余速可被利用。到目前为止，虽然已经有许

7、多关于传统高压进汽方式方面的研究，但不同学者针对性不同，所采用[1]的手段不一。Jens等人对部分进汽的调节级进行了试验研究和数值计算，结果表明：在部分进汽状态下，动叶承受的非定常力是全周进汽时的2.5[2]倍，严重威胁机组安全运行。Sakai等人采用准三维数值模型研究了进汽弧段位置对部分进汽汽轮机级效率的影响，结果表明：进汽弧段位置对级效率的影响是通过进汽弧段位置的改变影响到切向方向级压力分布进而导致鼓风损失变化。图2切向进汽模型[3]Zaryankin等人的研究表明：喷嘴配汽方式的汽轮机，其调节级后流体不均匀可导致压力级级效率

8、降低1.5%~2.0%，而在调节级后安装冲孔板筛可使调节级后流体更均匀，并能明显提升压力级级效率。为克服喷嘴配汽方式的上述缺点，对于全周进汽机组来说，出现了切向进汽，其进汽模型如图2所示。研究表明：采用蜗壳形切向进汽方式时，蜗壳内流场均匀，明显克服