汽轮机静叶除湿缝性能分析及结构改进

基于数值模拟方法,采用双流体模型,分析了汽轮机静叶除湿缝特性对除湿能力和级性能的影响,结果表明:随着除湿缝角度减小或宽度增大,除湿能力逐渐提高,级效率逐渐降低;除湿缝进口倒斜角或圆角,能提高除湿能力,但会略微降低级效率;在吸力面或压力面增加除湿缝数量,能显著提高除湿能力,但会大幅降低级效率。综合考虑除湿能力、级效率、叶片强度和加工可行性,该机组末级静叶除湿缝角度建议取45°,宽度建议取4 mm,进口建议倒斜角。

尾缘缝隙吹扫对静叶流场影响的数值模拟

在某汽轮机空心导叶的尾缘开设宽度不同的缝隙除湿结构,基于真实水蒸汽的热物理性质,针对单个叶栅流道、叶片内腔和除湿缝隙等区域求解定常三维黏性雷诺平均N-S方程。结果表明:同一喷射流量下,缝隙宽度越大,进入的热蒸汽的品质要求越低,且在叶栅槽道效率越高。在同一个缝隙宽度下,有一个最佳的喷射流量,此时能量损失最小。

静叶内弧中部热蒸汽喷射的数值研究

为了使汽轮机更安全运行,在除湿级的静叶内弧中部开设宽度和喷射角度不同的缝隙除湿结构.对流体区域进行定常三维雷诺平均N-S方程的两相数值模拟,分析热蒸汽喷射对流场的影响.引入火用参数的方法进行能量转化过程的经济性评估.结果表明:同一喷射流量下,顺主流喷射且缝隙宽度越大,喷入热蒸汽的火用值越小且与主流的掺混强度越弱,其火用有效效率越高,即流动损失越小.在喷射流量比小于6%时,各方案的火用有效效率均比无热蒸汽喷射的原型要高.