Current Status and Prospects of High-Speed Direct-Drive Power Generation Technology

Turbine generators play a pivotal role in efficiently converting gas internal energy into electrical energy,finding extensive applications in diverse green energy and power equipment.The adoption of a high-speed direct-drive structure eliminates mechanical losses associated with the reducer between the turbine and generator,enhancing system efficiency and compactness.However,this configuration introduces challenges in design and manufacturing.This article explores the various application scenarios of high-speed direct-drive power generation systems,examining their roles in organic Rankine cycle power generation,gas turbine power generation,supercritical CO_(2) power generation,vehicle exhaust turbine power generation,and natural gas pressure reduction power generation.Considering the high-speed,high-pressure,high-temperature,and high-efficiency challenges in turbine power generation systems,the key technologies are reviewed including high-speed bearings,rotor dynamics,high-speed motors,high-frequency variable frequency technology,sealing technology,axial force adjustment,thermal management,turbine aerodynamic design,and system control strategies.The article further delves into the current research and development status of high-speed direct-drive power generation systems across different application scenarios.Finally,the article presents prospects for the future development of efficient,reliable and widely adaptable high-speed direct-drive generators,offering valuable insights for researchers and practitioners in the field.

计及高风速和低风速影响的海上风电机组两阶段滚动优化维护策略

针对复杂天气变化影响下海上风电机组维护决策问题,提出了考虑高风速与低风速影响的海上风电机组两阶段滚动优化机会维护策略。首先,提出考虑高风速冲击影响的维护役龄回退模型,量化实际部件退化与及维护成本关系。其次,建立了考虑低风速停机事件维护机会影响的海上风电机组长短期两阶段预防性机会维护模型,滚动更新长期预防性机会维护阈值。最后仿真结果表明,本文所提模型能够有效降低海上风电机组停机成本以及故障损失,提高机组寿命周期内的维护效益。

高水头电站水轮机泥沙磨损评估及抗磨蚀综合措施

对于高水头电站,泥沙磨损的影响在水轮机的设计和参数选择中是一个不可忽视的问题。以科哈拉水电站为例,根据电站的泥沙特性,对水轮机的泥沙磨损进行试验和评估。从水轮机参数选择、水力设计、结构及工艺、材料及表面防护、调度运行等方面提出了针对性的抗泥沙磨蚀综合措施。研究内容可为其他高水头电站水轮机抗磨蚀方案的设计提供参考。

基于单高速相机3D-DIC的涡轮叶片全场振动测量

采用成本较低、结构紧凑且使用便捷的单高速相机三维数字图像相关方法(single-camera high-speed three-dimensional digital image correlation,简称SCHS 3D-DIC)对涡轮叶片的振动特性进行试验研究。首先,介绍了测量装置和原理,以悬臂铝板为对象开展验证试验,结果证明了该测量系统的准确性与有效性;其次,开展了叶片的全场振动特性测量,得到了其三维形貌、模态特性、全场位移与应变分布,获得了叶片在振动载荷作用下的高应变区域位置及应变分布特点。研究表明,SCHS 3D-DIC方法相比常规双高速相机3D-DIC方法具有更高的视场利用率,适合于细长型的涡轮叶片的振动测量试验。

手术刀片铝箔包装纸配合金属吸唾管在阻生齿拔除术中的临床应用

目的观察手术刀片铝箔包装纸配合金属吸唾管在下颌阻生齿的拔除中的临床应用。方法纳入2023年3月至2024年3月于葫芦岛市中心医院口腔科就诊的60例下颌阻生智齿拔除患者,将此60个患者随机分为实验和对照两组,两组均应用高速涡轮手机拔除,其中实验组使用手术刀片铝箔包装纸联合金属吸唾管配合高速涡轮手机,铝箔纸盖住掀起的黏骨膜瓣,保护黏骨膜瓣及周围软组织,金属吸唾管侧方压住铝箔纸,防止铝箔纸移位同时进行吸引。对照组使用传统金属拉钩配合高速涡轮手机。两组患者于术后第7日进行拆线,比较两组患者临床疗效及不良反应的发生率。结果实验组软组织损伤率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);实验组手术时间短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);实验组术后肿胀程度轻于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论手术刀片铝箔包装纸配合金属吸唾管的应用能有效减少周围软组织损伤,缩短手术时间,减轻术后并发症。

传统锤凿法、高速涡轮手机和超声骨刀用于颌骨囊肿治疗的手术效果比较

目的:探讨传统锤凿法、高速涡轮手机及超声骨刀用于颌骨囊肿治疗的临床效果。方法:选取2022年8月—2023年8月合肥市口腔医院口腔颌面外科收治的180例颌骨囊肿患者作为研究对象。按随机分组法将患者分为传统锤凿组、高速涡轮手机组、超声骨刀组,各60例。其中传统锤凿组采用传统锤凿法去骨,高速涡轮手机组采用高速涡轮手机去骨,超声骨刀组采用超声骨刀去骨。观察三组手术时间、术中出血量、术后24 h、48 h、72 h疼痛程度、肿胀程度及并发症发生率。结果:高速涡轮手机组手术时间短于传统锤凿组、超声骨刀组,且超声骨刀组手术时间短于传统锤凿组,差异有统计学意义(P<0.05);超声骨刀组出血量少于高速涡轮手机组、传统锤凿组,且高速涡轮手机组出血量少于传统锤凿组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后24 h、48 h、72 h,超声骨刀组疼痛评分、肿胀程度评分均低于传统锤凿组和高速涡轮手机组,差异有统计学意义(P<0.05)。三组并发症总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:超声骨刀应用于颌骨囊肿治疗中,可有效减少术中出血量、缩短手术时间,缓解术后疼痛和肿胀,但在降低术后并发症上有待进一步提高。

航空发动机动力涡轮叶片断裂试验

为研究航空发动机动力涡轮叶片的断裂转速随弯曲应力占比的变化规律,基于等效原则设计加工了4种不同弯曲应力占比、共32件模拟叶片,采用有限元法分别计算得到模拟叶片的断裂转速。对模拟叶片进行分组并开展了断裂转速测量试验,获取了模拟叶片的实际断裂转速和断裂形式,采用高速摄像技术录取了模拟叶片断裂过程,得到了叶片断裂转速随弯曲应力占比的变化规律。研究表明,模拟叶片实际断裂转速与计算转速误差不大于1.10%;在一定范围内,随着弯曲应力的降低,叶片的断裂转速大体呈现下降趋势,并且随着叶片的弯曲应力占比越大,叶片的断裂转速下降越快。研究为动力涡轮叶片的强度设计和叶片断裂试验方法提供了参考,具有重要的工程应用价值。

高转速动力涡轮盘间螺栓连接结构稳健性分析

针对动力涡轮间螺栓连接结构在实际工作载荷环境中可能出现的稳健性问题,提出了螺栓连接结构稳健性评估方法,分别从有效接触面状态系数、接触应力等方面评估连接界面在外载荷作用下的接触特性变化。以大功率涡轴发动机动力涡轮转子多级轮盘间螺栓连接结构为例,应用提出的连接结构稳健性评估方法,发现工作载荷环境下界面有效接触面积小于20%且最大接触应力超过500 MPa,稳健性较差。在此基础上,深入分析了3种典型几何构形对连接界面径向变形、角向变形、接触面状态及损伤的影响,总结了不同构形盘间螺栓连接结构的力学特性随转速的变化规律,凝练出盘间−螺栓连接结构在高转速下其连接稳健性更具优势。应用提出的稳健设计方案,对大功率涡轴发动机动力涡轮转子间螺栓连接结构进行优化设计及稳健性评估。结果表明:工作状态下界面有效接触面积占比超过65%,最大接触应力265 MPa仅为原始方案的1/2左右,验证了该方案在提高接触面状态系数和降低接触应力具有显著效果。

涡轮发电系统发电机热管理优化

涡轮发电系统作为混合动力系统中的重要部分,其温升问题将影响到发电机的运行安全,导致整个混合动力系统停止运转,而发电机绝大部分热量集中在定子部分。本文基于混合动力背景,对某高速永磁发电机进行热分析研究,发现主要发热部位绕组和定子铁心各处温度分布存在一定不均匀性。基于此,分析两种冷却优化方向的效果。在水平双进口方案和轭部开孔孔径增大方案中,分别观察到各处温差明显减小以及电机整体温度明显降低,冷却效果十分优异。

拔牙时车针断入软腭内1例报告并文献复习

高速涡轮手机联合外科专用切割车针拔除阻生牙时,器械分离发生较为少见,而断针断入软腭内则更为罕见。本文报告1例拔牙时车针断入软腭内的罕见病例,断针在影像学及三维可视化技术辅助定位下,局麻下顺利取出。结合文献复习,总结该并发症发生的原因以及相应的处理方式,探讨如何减少该并发症的发生。

基于循环参数分析的涡轮基组合动力系统用高速涡轮发动机构型方案

在涡轮基组合动力系统的使用场景中,高速涡轮发动机为了实现起飞、跨声速、模态转换等状态下的性能指标,需要扩展使用速域范围,兼顾多状态推力性能,对于发动机构型和循环参数选取提出了特殊的要求。开展基于循环参数分析的高速涡轮发动机构型方案设计,通过分析高速涡轮发动机在不同速域下的使用需求,明确发动机的技术特征,并从性能、结构、技术发展趋势等多角度对高速涡轮发动机构型进行分析,针对双转子涡扇构型的高速涡轮发动机开展循环参数分析,明确压比、涵道比和涡轮前温度对发动机不同工况性能的影响。结果表明:变循环是高速涡轮发动机的理想构型方案。现阶段应基于双转子涡扇构型逐步集成变循环特征部件,并通过合理的循环参数匹配,实现高低速性能的兼顾。

高速纸机真空系统改造与节能实践

本研究以文化用纸生产线为例,对高速纸机真空系统进行改造,用磁悬浮透平真空泵替代水环式真空泵,对相应的工艺流程进行了优化,在确保纸机运行稳定的前提下,对高速纸机网部、压榨部真空分布及节能效果进行了分析。结果表明,经改造后纸机真空系统能耗降低30%,吨纸能耗下降21 kWh。

高速涡轮钻微创手术治疗阻生智齿患者的临床疗效及对术后疼痛程度的影响

目的观察高速涡轮钻微创手术对阻生智齿患者的临床疗效及术后疼痛程度影响。方法选取萍乡市妇幼保健院2019年3月至2021年11月收治的84例阻生智齿患者作为研究对象,按照随机数字表法分为观察组与对照组,每组42例。对照组采取传统拔牙术治疗,观察组采取高速涡轮钻微创手术治疗。比较两组手术相关指标、手术部位疼痛程度、术后张口受限度、炎症因子水平、术后并发症发生率。结果观察组手术时间短于对照组,术中出血量少于对照组,术后面部肿胀程度小于对照组,拔牙完整率、牙窝完整率均高于对照组,术后断根率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后第1、3、7天,两组视觉模拟评分法(VAS)评分均低于术后前一时间点,且观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组术后张口首受限Ⅱ度比较差异无统计学意义;观察组术后张口受限Ⅰ度高于对照组,Ⅲ度低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05),治疗后,两组白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、细胞间黏附细胞因子1(ICAM1)、过氧化物酶(MPO)水平均高于治疗前,但观察组IL-6、TNF-α、ICM1、MPO水平均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组术后并发症发生率比较低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论低度直机联合高速涡轮钻微创手术阻生智齿疗效显著,能有效减轻患者疼痛程度,张口受限程度较小,对炎症因子影响较小,值得临床推广应用。

高速同轴对流式湿蒸汽汽轮机的设计

以某金属材料公司10MW等级余热蒸汽利用改造项目为研究对象,提出一种高速同轴对流式湿蒸汽汽轮机,用来替代原进口分缸多轴、缸外除湿型式的汽轮机。将这种新型汽轮机结构与传统湿蒸汽汽轮机结构进行对比,在汽轮机的结构特点、性能优势以及实际应用中的优点等方面进行深入探讨。

高速涡轮牙钻法在阻生智齿拔除术中的应用研究

目的探究高速涡轮牙钻法在阻生智齿拔除术中的应用效果。方法前瞻性选择2022年1月至2023年12月淄博市中西医结合医院收治的行阻生智齿拔除术患者102例,按随机数表法将其分为两组,每组各51例。对照组给予传统拔牙法,研究组给予高速涡轮牙钻法。观察两组的手术指标(手术时间、术中出血量、术后肿胀程度、术后张口受限度及拔牙完整性),比较两组手术前后的炎症指标[肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、细胞间黏附分子1(ICAM-1)]、应激指标[丙二醛、超氧化物歧化酶(SOD)]、疼痛指标[降钙素基因相关肽(CGRP)、前列腺素E2(PGE2)]水平,并比较两组术后并发症发生情况。结果研究组患者的手术时间为(17.13±3.09)min,短于对照组[(24.07±4.81)min],术中出血量为(4.06±0.75)mL,少于对照组[(5.39±0.98)mL],术后肿胀程度评分、术后张口受限度及拔牙完整性评分分别为(1.81±0.39)分、(4.85±1.17)mm、(1.69±0.38)分,均低于对照组[(3.19±1.01)分、(7.62±2.05)mm、(3.28±1.03)分],差异均有统计学意义(P<0.05)。术后,两组TNF-α、IL-6、ICAM-1水平均较术前升高,但研究组TNF-α、IL-6、ICAM-1水平分别为(31.34±5.25)pg/mL、(26.35±3.71)pg/mL、(148.15±15.26)ng/mL,均低于对照组[(40.19±6.71)pg/mL、(37.02±4.58)pg/mL、(181.04±18.66)ng/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。术后,两组丙二醛水平均较术前升高,SOD水平均较术前降低,但研究组丙二醛水平为(11.47±2.82)mmol/L,低于对照组[(15.61±3.14)mmol/L],SOD水平为(59.13±3.98)U/mL,高于对照组[(43.85±3.06)U/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。术后,两组CGRP、PGE2水平均较术前升高,但研究组CGRP、PGE2水平分别为(2.29±0.47)ng/mL、(140.71±11.82)pg/mL,均低于对照组[(3.31±0.69)ng/mL、(205.29±18.15)pg/mL],差异均有统计学意义(P<0.05)。研究组术后并发症总发生率7.84%,比对照组的23.53%低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论高速涡轮牙钻法在阻生智齿拔除术中的应用效果确切,可明显改善患者术后炎症应激反应,减轻疼痛,减少术后并发症发生。

运维管理中汽轮机组转子振动问题的标准解决方法

大型化工装置中汽轮机组在实际运行维护中总会面临诸多转子振动问题,相关API标准提供有全面细致的技术指导文件,讲解了有关转子振动检查修理的径向测振带检查和动平衡试验校正方法,指明了有关专业过程步骤和技术要求。用户应与专业修理厂家搞好技术合作,正确运用标准推荐方法,管控好转子检查修理工作质量,杜绝不专业管理导致的错误,解决汽轮机组运行过程中存在的振动问题。

反动式工业汽轮机超高转速大流量低压级组优化

杭汽轮引进的西门子反动式工业汽轮机低压扭叶级组在转速和热力性能方面已经无法满足现有市场的需求。针对上述问题,采用优化算法对该系列叶型进行优化,同时,引入了斜T型叶根和枞树型叶根,改进了T型末叶根骑缝螺杆锁紧结构,提高了叶片和转子的材料等级,此外,还通过分析已运行的同类型低压级组的运行数据,推算出优化后级组的最大许用质量流量。综上,优化后的级组子午面尺寸未发生改变,总总效率较优化前最高提高了2.5%,最高连续转速提高了20%,且通流能力保持不变。

微创拔牙手术在阻生牙拔除中的应用效果分析

目的:分析微创拔牙手术在阻生牙拔除中的应用效果。方法:选取2022年1—12月应城市人民医院收治的200例阻生牙患者作为研究对象,随机分为常规组和微创组,各100例。常规组实施常规拔牙手术,微创组实施微创拔牙手术。比较两组手术相关指标、不良事件发生情况、疼痛情况、并发症发生情况、治疗满意度。结果:微创组手术时间短于常规组,术中出血量少于常规组,创口愈合时间早于常规组(P<0.001)。微创组断根、牙龈撕裂、牙槽窝不完全发生率均低于常规组(P<0.05)。术后1、3 d,两组疼痛评分逐渐降低,且微创组低于常规组(P<0.05)。微创组并发症总发生率低于常规组(P=0.018)。微创组治疗方法、操作过程、工作态度、治疗能力评分均高于常规组(P<0.001)。结论:微创拔牙手术在阻生牙拔除中的应用效果显著,可缩短手术时间,减少术中出血量,降低不良事件及并发症发生率,促进预后,提高满意度。

高速涡轮机联合微创拔牙刀治疗阻生智齿患者的效果

目的:观察高速涡轮机联合微创拔牙刀治疗阻生智齿患者的效果。方法:回顾性分析2020年5月至2023年2月该院收治的126例阻生智齿患者的临床资料,按照治疗方法不同将其分为对照组和观察组各63例。对照组采用凿骨劈冠法治疗,观察组采用高速涡轮机联合微创拔牙刀治疗。比较两组拔牙相关指标(拔牙时间、牙窝损伤评分、张口受限度、面颊肿胀度)水平、拔牙后不同时间疼痛[视觉模拟评分法(VAS)]评分、拔牙前后龈沟液指标[前列腺素E_(2)(PGE_(2))、5-羟色胺(5-HT)、白细胞介素-6(IL-6)]水平,并发症发生率和伤口愈合优良率。结果:观察组拔牙时间短于对照组,牙窝损伤评分、张口受限度、面颊肿胀度均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);拔牙后24、48、72 h,观察组VAS评分均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);拔牙后,两组龈沟液PGE_(2)、5-HT、IL-6水平均高于拔牙前,但观察组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组并发症发生率为7.94%(5/63),低于对照组的25.40%(16/63),差异有统计学意义(P<0.05);观察组伤口愈合优良率为93.65%(59/63),高于对照组的80.95%(51/63),差异有统计学意义(P<0.05)。结论:高速涡轮机联合微创拔牙刀治疗阻生智齿患者可改善拔牙相关指标水平,降低疼痛评分、龈沟液指标水平和并发症发生率,提高伤口愈合优良率,效果优于凿骨劈冠法治疗。

GE航改型透平发电机组高速动力透平轮间温度监测及异常排除方法

某海上油田平台配备2台美国通用电气公司(GE)的双燃料航改型PGT25+透平发电机,是油田电站的主力机组。针对机组交换后轮间温度异常,分析轮间温度影响因素,阐述该航改型透平发电机组轮间温度探头分布情况、保护逻辑、安装要求,提出更加合理可行的安装方法,为后续航改型机组核心机交换后安装轮间温度探头提供参考。