汽轮机调节阀气流低频脉动机理研究

作     者：侯章瑛 何峥梁 殷海东 黄典贵 

作者机构：上海理工大学能源与动力工程学院 

出 版 物：《热能动力工程》 (Journal of Engineering for Thermal Energy and Power)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：94-101+176页

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：上海市科学技术委员会项目(22010503100)~~ 

主　　题：核电汽轮机 调节阀 流场 压力脉动 频率特性 

摘      要：为了解某核电站汽轮机主调阀在小开度下大幅震颤的机理，通过瞬态数值模拟计算，分析在小开度下阀门压比逐渐降低时阀腔内气流流动结构变化以及阀芯和管道处压力波动脉动频谱的特性。结果表明：阀门小开度大压比工况下，蒸汽为附壁流动，壁面气流脉动幅值极低，阀芯与管道壁面处气流脉动力最大幅值小于100 N。当压比降低到临界分离压比以下时，蒸汽射流呈现出一侧分离、另一侧附壁的流动状态，且两侧射流均在附壁和分离状态之间不断交替，这种流动状态极不稳定；斯特劳哈尔数在0.6～0.8区间时，阀芯气流脉动力存在幅值达2 500 N的宽频脉动；脉动频率在400～600 Hz区间时，管道气流脉动力存在幅值达9 000 N的宽频脉动。当压比继续降低到一定程度后，气流经过阀芯喉部后可以形成相对稳定的分离射流状态，阀芯气流脉动力最大幅值仅为临界分离状态的30%左右，而管道气流脉动力主频从宽频向单一频率变化，且幅值迅速增大至临界分离状态的2倍以上。