汽轮机低压进汽腔室气动优化设计

发布时间：2025-03-30 01:04

　　 进汽腔室通过压力损失及出口流场特性影响汽轮机机组的经济性。采用数值仿真方法,对日立进口的某350 MW亚临界机型的低压进汽腔室气动性能进行分析。根据原始腔室流场特性,确定腔室入口结构优化方向,并从横向和子午向两个方向进行优化设计。通过对比腔室总压损失系数和流场特性,确定了低压进汽腔室气动优化方案。

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【部分图文】：

图1 原始低压进汽腔室模型

采用三维建模软件，建立原始进汽腔室及中低压连通管1:1几何模型，如图1所示。为减小后续优化计算时间，未对两侧第1级静叶进行耦合计算。采用商用软件AnsysMeshing对整个计算域进行非结构网格划分，并对网格数量和网格质量进行网格独立性检验，最终第1层网格高度0.01mm，总网....

图2 进汽腔室表面网格

采用商用软件AnsysMeshing对整个计算域进行非结构网格划分，并对网格数量和网格质量进行网格独立性检验，最终第1层网格高度0.01mm，总网格数约800万，其表面网格如图2所示。采用商用软件ANSYSCFX进行整个计算域的雷诺时均NS方程定常求解，选择ShearStr....

图3 原始模型横向截面总压云图及速度云图

图3腔室横向截面云图显示，蒸汽经连通管进入进汽腔室后，沿小扩张角进入腔室主体，在入口部分与壁面扩张段出现明显的流动分离现象，形成总压低、速度小的涡流区，流动损失增大。腔室底部由于两侧汽流流动方向相反，形成对冲低速区，损失提高，流动稳定性降低。图4子午截面云图中，汽流在连通管弯头到....

图4 原始模型子午向截面总压云图及速度云图

图4子午截面云图中，汽流在连通管弯头到腔室入口连接区域，壁面存在明显流动分离区。汽流在连通管90°转弯后进入腔室入口，又遇通道收缩，且连通管转弯半径较小，而进汽腔室入口收缩角较大，汽流偏转角度过大，使其无法贴壁流动，导致分离，形成涡流区。图5一侧出口汽流角绝对值分布云图显示，出口....

本文编号：4037942