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不同因素对调节级气动性能影响研究

热力透平 2024年第2期53卷 102-107,134页

作者：孙旺陈二云上海汽轮机厂有限公司上海200240 上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

影响汽轮机调节级性能的因素有叶栅型线、栅距、冲角,同时,动静面积比(表征级反动度)、速比和盖度也是重要因素,研究其对气动性能的影响具有重大意义。以高参数小流量工业汽轮机调节级为研究对象,在喷嘴相对叶高分别为0.24和1.0的条件下... 详细信息

影响汽轮机调节级性能的因素有叶栅型线、栅距、冲角,同时,动静面积比(表征级反动度)、速比和盖度也是重要因素,研究其对气动性能的影响具有重大意义。以高参数小流量工业汽轮机调节级为研究对象,在喷嘴相对叶高分别为0.24和1.0的条件下,采用数值方法对不同动静面积比、速比和盖度的调节级流场进行了模拟计算,分析上述3个因素对调节级气动性能的影响规律。研究表明:调节级轮周效率随动静面积比的增加而增大;喷嘴相对叶高为0.24条件下,动静面积比超过1.5之后,轮周效率增速放缓,在面积比为1.65时达到最大值;喷嘴相对叶高增大为1.0后,级轮周效率随动静面积比的变化曲线向坐标轴右上方平移;轮周效率随速比增加而增大,速比为0.6~0.75时轮周效率处于较高水平;保持其他条件不变,相对盖度约0.08时,轮周效率达到最大值。研究成果可为工业汽轮机高性能调节级的设计研发提供参考。

关键词：调节级气动性能数值模拟速比盖度动静面积比

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调节级双胞胎叶片模态阶序的转移

西安交通大学学报 2005年第7期39卷 670-672,680页

作者：徐自力潘永岳肖长江肖晖西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 中国长江动力公司供热汽轮机研究所武汉430074

采用三维8节点非协调单元有限元模型,对50MW汽轮机调节级双胞胎叶片的振动特性进行了计算分析.计算结果表明,在工作状态下,温度的影响和离心力的作用使得轮缘周向尺寸增大,造成了叶根的松动,从而导致振动延伸到叶根部分,振动下传不仅导... 详细信息

采用三维8节点非协调单元有限元模型,对50MW汽轮机调节级双胞胎叶片的振动特性进行了计算分析.计算结果表明,在工作状态下,温度的影响和离心力的作用使得轮缘周向尺寸增大,造成了叶根的松动,从而导致振动延伸到叶根部分,振动下传不仅导致旋转状态下的固有频率小于相应的静频值,而且由于参加振动叶片的结构刚度和质量的重新组合,导致叶片模态阶序发生了转移.在静止时,叶片的第1阶固有振动为切向振动,第2阶固有振动为轴向振动;在旋转态下,第1阶固有振动变成了轴向振动,第2阶固有振动变成了切向振动.

关键词：汽轮机调节级双胞胎叶片振动有限元法

汽轮机调节级动叶栅大负冲角工况下的三维分离流动研究

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动力工程 2004年第2期24卷 189-194页

作者：朱光宇俞茂铮戴丽萍候平利西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室叶轮机械研究所西安710049

对大功率汽轮机组提出的承担调峰任务的要求使得调节级小展弦比动叶栅非设计工况下的二次流与分离流特性受到关注。采用经试验考核的计算方法对一展弦比为0.344的动叶栅在冲角条件下的三维分离流场进行数值模拟,得到了详细的叶栅二次流... 详细信息

对大功率汽轮机组提出的承担调峰任务的要求使得调节级小展弦比动叶栅非设计工况下的二次流与分离流特性受到关注。采用经试验考核的计算方法对一展弦比为0.344的动叶栅在冲角条件下的三维分离流场进行数值模拟,得到了详细的叶栅二次流与分离流的流动图谱,并给出了气流的三维分离模式。计算结果表明:在大负冲角条件下,三维分离流动显著改变了叶栅二次流结构及出口气流参数沿叶高的分布规律。叶栅出口气流在下端壁附近发生明显的欠偏转现象,同时叶栅下部的损失急剧增加,流动的总损失比设计工况增大2倍,二次流损失增大4倍。

关键词：动力机械工程汽轮机调节级动叶栅分离流二次流数值分析

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小展弦比调节级三维多目标气动优化设计

工程热物理学报 2013年第3期34卷 431-434页

作者：宋立明郭振东李军丰镇平西安交通大学叶轮机械研究所陕西西安710049

大功率汽轮机调节级动叶是典型小展弦比叶片。动叶通道内上下通道涡交汇,流动呈现强烈的三维特性,其设计优化本质上是一个三维优化问题。结合自适应多目标差分进化算法、基于能量法的三维叶片造型方法和RANS方程求解技术,发展了轴流式... 详细信息

大功率汽轮机调节级动叶是典型小展弦比叶片。动叶通道内上下通道涡交汇,流动呈现强烈的三维特性,其设计优化本质上是一个三维优化问题。结合自适应多目标差分进化算法、基于能量法的三维叶片造型方法和RANS方程求解技术,发展了轴流式叶栅三维多目标气动优化设计方法。利用该方法,完成了某典型大功率汽轮机调节级多目标气动优化设计。优化后小展弦比调节级气动性能明显提高,表明该方法具有良好的优化性能和应用前景。

关键词：小展弦比调节级多目标

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基于量纲分析的汽轮机调节级变工况特性研究

中国电机工程学报 2014年第5期34卷 778-783页

作者：马琳胥建群曹祖庆能源热转换及其过程测控教育部重点实验室(东南大学) 江苏省南京市210096

基于APROS支撑平台,对喷嘴配汽方式的汽轮机调节级进行变工况热力计算,通过文献提供的实验台实验数据进行对比验证;并研究分析了部分进汽对调节级内压比的影响,确定了不同部分进汽度下调节级效率变化曲线。结果表明,部分进汽不仅造成部... 详细信息

基于APROS支撑平台,对喷嘴配汽方式的汽轮机调节级进行变工况热力计算,通过文献提供的实验台实验数据进行对比验证;并研究分析了部分进汽对调节级内压比的影响,确定了不同部分进汽度下调节级效率变化曲线。结果表明,部分进汽不仅造成部分进汽损失,还对调节级内压比产生影响,致使焓降与反动度发生变化,进而引起调节级效率改变。同时,以600 MW汽轮机组为例,建立了考虑部分进汽对压比影响后的调节级效率简化数学模型。在此基础之上,基于量纲分析理论,分别将全开调节阀及半开调节阀后喷嘴组压比简化表示为流量比的函数,提出一种适用于喷嘴配汽的调节级变工况热力计算方法;将计算结果与借助支撑平台的热力计算结果对比,并探讨了喷嘴调节过程中压比与反动度的变化趋势。分析表明,所提出计算方法不仅准确反映部分进汽对级内压比的影响,还对现有的调节级变工况热力计算工作做了进一步完善。

关键词：调节级部分进汽变工况量纲分析压比

端壁边界层抽吸技术在汽轮机调节级静叶栅中的应用

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工程热物理学报 2000年第3期21卷 298-301页

作者：郭绪垚俞茂铮毛靖儒西安交通大学热力叶轮机械研究所陕西西安710049

提出一种在调节级静叶栅叶片吸力面侧端壁处抽吸低能流体至轴封漏汽腔室，以降低静叶栅二次流损失的方法。采用三维稳态时均Ｎ－Ｓ方程组的有限容积差分法数值求解技术，对不考虑栅后漏汽工况、存在吸力面侧端壁抽吸工况及存在栅后蒸汽... 详细信息

提出一种在调节级静叶栅叶片吸力面侧端壁处抽吸低能流体至轴封漏汽腔室，以降低静叶栅二次流损失的方法。采用三维稳态时均Ｎ－Ｓ方程组的有限容积差分法数值求解技术，对不考虑栅后漏汽工况、存在吸力面侧端壁抽吸工况及存在栅后蒸汽泄漏工况下的二次流的发展进行了模拟。计算结果表明，所提出的方法可以有效地提高静叶栅效率。

关键词：静叶栅端壁汽轮机调节级边界层抽吸

超临界汽轮机调节级叶片固体颗粒冲蚀特性的研究

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热能动力工程 2005年第3期20卷 230-233页

作者：戴丽萍俞茂铮王贤钢西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

建立了高温条件下氧化铁颗粒撞击12Cr材料的冲蚀模型,并将此模型与透平级三维气固两相流运动特性的数值计算相结合,计算和分析了一台超临界汽轮机调节级在设计工况下喷嘴与动叶表面上的冲蚀量分布。计算结果表明,喷嘴压力面接近出口边... 详细信息

建立了高温条件下氧化铁颗粒撞击12Cr材料的冲蚀模型,并将此模型与透平级三维气固两相流运动特性的数值计算相结合,计算和分析了一台超临界汽轮机调节级在设计工况下喷嘴与动叶表面上的冲蚀量分布。计算结果表明,喷嘴压力面接近出口边缘的区域以及动叶压力面中后部区域是最容易受到固体颗粒冲蚀的部位,并且动叶易受冲蚀部位最大冲蚀量约为喷嘴易受冲蚀部位最大冲蚀量的1.5倍。

关键词：超临界汽轮机调节级固体颗粒冲蚀数值计算

微粒撞击高参数汽轮机调节级喷嘴壁面特性研究

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工程热物理学报 2007年第2期28卷 265-267页

作者：王顺森刘观伟毛靖儒丰镇平西安交通大学叶轮机械研究所陕西西安710049

固体颗粒冲蚀严重影响超常参数汽轮机调节级喷嘴寿命．本文根据相似理论并借助PIV技术,进行了三种喷嘴内固体微粒运动特性及其材料抗冲蚀特性的试验研究,并通过三维数值模拟进一步研究了单一参数变化对粒子运动特性的影响．发现同一粒... 详细信息

固体颗粒冲蚀严重影响超常参数汽轮机调节级喷嘴寿命．本文根据相似理论并借助PIV技术,进行了三种喷嘴内固体微粒运动特性及其材料抗冲蚀特性的试验研究,并通过三维数值模拟进一步研究了单一参数变化对粒子运动特性的影响．发现同一粒子再次撞击角度比初次撞击角度平均小5°～15°；约45%～80%的粒子撞击在离喷嘴出口边约15%的区域；粒子对前加载型线喷嘴有更严重的冲蚀,可以预测采用合适型线的后加载喷嘴或缩短喷嘴宽度能有效降低粒子冲蚀．

关键词：汽轮机调节级固体微粒冲蚀试验研究数值模拟

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基于运行数据的汽轮机调节级变工况特性建模

动力工程学报 2019年第7期39卷 541-547页

作者：余建希刘培刘少杰李政清华大学能源与动力工程系电力系统及发电设备控制与仿真国家重点实验室

通过忽略汽轮机调节级的反动度,提出一种推算调节阀后压力和温度的方法,为利用汽轮机实际运行数据建立调节级变工况特性的数学模型奠定了基础。针对某电厂330 MW汽轮机,根据阀门的开闭状态进行分组,利用所提出的方法建立并验证了在顺序... 详细信息

通过忽略汽轮机调节级的反动度,提出一种推算调节阀后压力和温度的方法,为利用汽轮机实际运行数据建立调节级变工况特性的数学模型奠定了基础。针对某电厂330 MW汽轮机,根据阀门的开闭状态进行分组,利用所提出的方法建立并验证了在顺序阀运行方式下调节级的主导因素模型,在全工况范围内计算了调节级变工况的流量特性参数和效率特性参数。结果表明:模型能够准确计算调节级后的压力和温度,验证了所提出方法的可靠性。

关键词：调节级变工况顺序阀主导因素