16m双柱立车在核电汽轮机低压内缸研制中的必要性分析

本文根据自主型核电汽轮机低压内缸结构、尺寸、重量、精度,加工现状,以及核电汽轮机发展趋势和市场前景,提出了添制16 m双柱立车在核电汽轮机低压内缸研制中的必要性,同时拟定了机床的主要技术参数。

超低负荷工况下汽轮机末级运行特性及其优化机制探索

构建以新能源为主体的新型电力系统,对燃煤发电机组深度调峰和超低负荷运行提出了越来越严苛的要求,进而对汽轮机组低负荷安全运行提出了越来越严峻的挑战。采用数值模拟方法,基于低负荷工况下汽轮机末级运行性能的深入分析,着重研究探索了不同解决方案在超低负荷工况下的工作机理与优化效果。研究发现,当机组从中低负荷下降到超低负荷时,末级叶片附近出现间隙涡、回流涡和分离涡等涡群,其范围随着负荷的减小逐渐扩大。低负荷工况降低机组背压和低压缸切缸运行是弱化汽轮机涡流、提高末级性能的有效途径,二者结合使用效果更佳。例如,在20%热耗率验收(THA)工况条件下,将背压从4.9 k Pa降低到2.5 k Pa,使得末级涡群影响范围明显减小,转子叶片转矩从–38 N·m增加到73N·m,末级运行性能明显改善。在10%THA工况下,采用降低背压和低压缸切缸相结合可使叶顶间隙涡完全消失,回流涡和分离涡的径向长度都减小50%以上;优化后的动叶转矩增加了约130 N·m,末级运行性能改善效果显著。

低压外缸加工前划线的作用、重要性及注意点

在分析汽轮机低压外缸结构特点的基础上,对低压外缸加工前划线的作用和重要性进行了论述,并从水平接合面划线、垂直接合面划线、垂直中心线划线等方面提出划线过程中的注意点。

低压缸零出力供热工况中低压缸连通管内部流动数值模拟

对低压缸零出力技术改造后的某300 MW供热汽轮机组中低压缸连通管、连通管液控蝶阀、采暖抽汽管道、冷却蒸汽旁路、冷却蒸汽流量孔板和冷却蒸汽调节阀等根据实际尺寸建立三维模型,并进行网格划分;并采用Realizable k-ε模型和Scalable壁面函数法进行不同供热工况下中低压缸连通管及冷却蒸汽旁路内部流动数值模拟。模拟结果表明:中低压缸连通管及冷却蒸汽旁路系统复杂结构会使蒸汽流动产生分离,使整个管路系统内流动不稳定,低压缸进汽口流动不均匀;低压缸零出力工况,蒸汽在冷却蒸汽调节阀出口扩张段会产生超音速,并在其后连接的弯头处产生强激波和马赫盘。模拟结果反映了汽轮机抽汽供热及低压缸零出力工况中低压缸连通管内较复杂的蒸汽流场和状态,为后续技术改造的方向提供了理论依据。

船用主汽轮机汽缸静刚度分析研究

针对船用主汽轮机低压缸静刚度的仿真研究考虑温度场和压力场等复杂环境研究较少的现象,为准确计算主汽轮机低压缸结构的静刚度,对考虑温度场、压力场作用的低压缸正车和倒车工况时的静刚度进行研究,并与仅考虑自身重力的设备静刚度进行对比分析.研究表明,温度场、压力场对加载部位结构的响应特性有很大影响,对低压缸整体结构也有一定程度的影响,为更加准确地模拟真实设备,在进行设备的静刚度分析时应该给予考虑.

凝汽式汽轮机低压缸相对内效率的改进算法

根据汽轮机低压缸相对内效率与其影响因素之间的映射关系,提出了一种基于免疫原理的多层径向基函数(RBF)神经网络数学模型来计算汽轮机的低压缸相对内效率,并以某电厂300MW汽轮机低压缸为例,对其相对内效率进行了实际计算分析.结果表明:该模型收敛速度快、计算精度高,并有较好的泛化能力.该神经网络数学模型为汽轮机相对内效率的在线性能监测提供了一种可行的方法.

引进型300MW汽轮机低压内缸中分面泄漏的分析

某电厂3台引进型300MW汽轮机,均存在五、六段抽汽温度偏高的问题。通过对试验数据和低压内缸结构的分析,确定是由于低压1号内缸中分面漏汽造成的。分析了造成低压1号内缸中分面张口变形的主要原因并给出技术对策,利用等效热降局部简化算法计算了这部分漏汽引起的机组效率的变化。

汽轮机低压缸效率的在线计算方法

将低压缸、凝汽器以及与低压缸抽汽相对应的回热加热器视为一开口热力系,根据该开口系的能量平衡提出了一种在线计算排汽焓和低压缸效率计算方法。该方法采用改进型弗留格尔公式计算排汽量,根据高中压缸抽汽参数计算低压缸进汽量,避开了对低压缸湿蒸汽区的计算,计算精度较高。

凝汽式汽轮机低压缸相对内效率在线监测方法

建立整机开口热力系统和低压缸-低压回热开口热力系统,根据两个热力系统列能量方程式,联立求解小汽轮机的实际焓降,即可得到小汽轮机排汽带入凝汽器的热量。对凝汽器进行热平衡计算,求解得到低压缸的排汽焓值,进而得到低压缸相对内效率。该方法所需测点少、累积误差小、方法简单、过程简捷。对某台660MW汽轮机的小汽轮机进行计算,结果表明,该方法可以实时采集和处理数据,并监测低压缸性能变化。

超低负荷工况下大功率汽轮机低压缸内温度场分布特性研究

超低负荷下,汽轮机低压缸内的温度分布情况直接影响汽轮机的安全运行。为了更加清晰地分析蒸汽在低压缸内的温度分布特性,采用非平衡凝结流动模型、SST k-ω湍流模型对某300MW汽轮机极低负荷工况下的低压缸流场进行数值模拟,分析了整个低压缸内蒸汽流动特性、做功能力、温度分布以及近零功率时冷却蒸汽参数变化对温度场的影响。结果表明:汽轮机在30%机组热耗验收工况(turbine heat acceptance,THA)时,末级动叶根部出现了回流。在20%THA左右时,末级已经出现了鼓风现象,动静叶顶部出现漩涡,温度明显上升,且此时末级做功为负功率输出。在近零工况下时,低压缸排汽温度与冷却蒸汽流量和冷却蒸汽温度呈线性变化趋势,与冷却蒸汽流量负相关,与冷却蒸汽温度正相关,因此需设置合理的冷却蒸汽流量和温度来控制末两级叶片的出口温度。研究成果可为超低负荷工况下汽轮机的运行提供参考。

汽轮机简化热力性能试验低压缸效率计算

在汽轮机简化热力性能试验获得的有限试验数据基础上 ,根据有效做功系数和功率平衡方程可算出低压缸排汽焓和低压缸效率。算例表明 ,当机组实际运行状态下的主要参数和回热系统与原设计差别不大时 。

600MW汽轮机使用不同形式汽封改造效果对比

以2台国产600 MW直接空冷亚临界机组为例,对比了高、中压缸不同形式汽封组合和间隙设置下的节能效果,结合实际提出了汽封改造间隙的设定范围,供同类型电厂汽封改造时参考。

冷态紧急启动工况下舰用汽轮机汽缸的动态热力响应

针对某型舰用汽轮机低压缸体的典型冷态紧急启动过程,用有限元方法分别对其瞬态三维温度场和动态热力响应进行计算和分析,计算得到了冷态紧急启动变工况运行过程中应力和变形趋势、应力集中部位及结构薄弱环节,为其运行管理和改进设计提供参考依据。

汽轮机低压进汽结构气动性能分析与优化设计

为设计高性能汽轮机低压进汽系统,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法研究了耦合低压第1级的低压进汽结构的气动性能,并对无叶通道进行了优化设计,同时考虑了不同蒸汽调节阀偏心度对低压进汽系统通流能力的影响。结果表明:原始低压进汽结构会造成较大跨度的静叶进汽攻角和较大的进汽不均匀度,最大汽流角分布在蜗壳的左右两侧;优化的策略在于增大进汽弯管的出流面积和倾角,通过减小滞止涡来减小汽流角跨度并降低进汽不均匀度,这样可以有效地改善第1级静叶进口的汽流组织情况;随着调节阀门偏心度的增加,蒸汽阀通流能力增大,且总压损失降低。研究工作为高性能汽轮机通流设计提供了技术支撑。

330MW东方汽轮机低压缸零出力改造案例研究

分析东方汽轮机低压缸零出力运行时特性,为后续制订低压缸零出力运行方式切换控制方案及运行指导提供依据。采集汽轮机低压缸零出力时的运行参数,通过调整机组的热负荷、低压缸冷却蒸汽流量、机组背压和低压缸减温水流量等参数来确定机组稳定运行的边界条件,确定机组低压缸零出力时的操作指导和技术参数的控制。经试验证明:机组在供热期间切除低压缸零出力改造成功,机组在低压缸零出力状态安全、稳定运行,已具备随时进入低压缸零出力状态的条件,同时试验过程中也发现了机组未来供热的发展方向,为日后技术的进步提出了新的要求。

性能考核试验中凝汽式汽轮机低压缸相对内效率确定方法

低压缸排汽处于湿蒸汽区,排汽焓值不能够由压力和温度查得,低压缸的相对内效率亦无法准确计算。分析了目前凝汽式汽轮机低压缸相对内效率的求取方法,结合考虑低压缸内效率受排汽流量和机组背压影响较为突出,提出了通过变背压试验的方法找到低压缸相对内效率的最佳值,以此来作为低压缸相对内效率评价指标。

600MW大抽汽量汽轮机低压缸结构优化

随着热电矛盾加剧,600MW汽轮机中低压缸连通管抽汽量增大,对低压内缸的强度和气密性的要求更高,尤其低负荷下,强度和气密性问题更加严重。为了解决这个问题,对低压缸原蜗壳结构的铸铁内缸进行了结构优化,解决了抽汽量增加后低压缸进口温度升高带来的强度和汽密性问题,以及低压蜗壳流速偏低问题。采用有限元方法核算了优化后汽缸的的强度、汽密性等各项指标,均满足设计要求。

汽轮机中低压缸连通管变形分析与优化设计

汽轮机中低压缸连通管在运行时会产生很大的应力直接传递到汽缸上,引起汽缸变形,造成低压缸漏汽。针对这一问题,利用有限元技术对现有连通管的应力分布及变形情况进行了模拟分析,模拟的结果与电厂低压缸连通管测量的变形实验数据有较好的一致性,验证了有限元分析结果的有效性。重新对连通管的结构进行优化设计,取消了膨胀节,并进行了有限元分析。研究结果表明,改进后的连通管在设计工况下的应力及变形量相较于改进前的连通管大大减少了,这为大型高温高压设备的优化设计提供了一种新思路。

汽轮机中低压缸连通管变形分析与优化设计

汽轮机中低压缸连通管在运行时会产生很大的应力直接传递到汽缸上,引起汽缸变形,造成低压缸漏汽。针对这一问题,利用有限元技术对现有连通管的应力分布及变形情况进行了模拟分析,模拟的结果与电厂低压缸连通管测量的变形实验数据有较好的一致性,验证了有限元分析结果的有效性。重新对连通管的结构进行优化设计,取消了膨胀节,并进行了有限元分析。研究结果表明,改进后的连通管在设计工况下的应力及变形量相较于改进前的连通管大大减少了,这为大型高温高压设备的优化设计提供了一种新思路。

光热汽轮机低压进汽结构气动性能分析与优化设计

为满足新能源汽轮机低压进汽系统的开发,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程研究了耦合第一级的光热汽轮机低压进汽结构的气动性能,并对无叶通道进行了优化设计,同时考虑了不同蒸汽调节阀结构对低压进汽系统通流能力的影响。结果表明:原始低压进汽结构会造成较宽跨度的静叶进汽攻角和较大的进汽不均匀度,最大汽流角分布在蜗壳的左右两侧;优化的策略在于增大进汽弯管的出流面积和倾角,通过减小滞止涡来降低汽流角跨度和进汽不均匀度,这样可以有效地改善第一级静叶进口的汽流组织;随着调节阀门偏心度的增加,蒸汽阀通流能力增大,且总压损失降低。研究方法和结果为高性能光热汽轮机通流设计提供了技术支撑。