大功率汽輪機末級與低壓排汽缸聯(lián)合設(shè)計的數(shù)值分析.pdf

1、低壓排汽缸是汽輪機的組成部件,位于汽輪機末端,主要由兩部分組成,即蝸殼與擴壓器。此外,在低壓排汽缸內(nèi)部還設(shè)有用于支撐的加強肋、板等部件,因此結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜。低壓排汽缸主要有兩個作用,一是作為連接末級葉柵與凝汽器的通道,將大致沿軸向排出的乏汽進行90°折轉(zhuǎn)后排入凝汽器,這可以實現(xiàn)汽輪機與凝汽器的分層布置,有利于節(jié)省空間;另一個作用是通過擴壓器提高排汽靜壓,以此來回收排汽的余速動能,起到提高效率的目的。正是由于低壓排汽缸對汽輪機的效率和性能具

2、有十分重要的作用,因此有必要細致地了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu),詳細分析內(nèi)部的流動狀況,為改型設(shè)計做好基礎(chǔ)理論準備。
　　本文對某型號汽輪機低壓排汽缸進行UG建模并進行必要的簡化,然后采用商用軟件ANSYSCFX進行數(shù)值計算。為了使得本次仿真能夠盡量靠近低壓排汽缸的真實流動情況,在計算過程中采用整圈末級葉柵與低壓排汽缸聯(lián)合計算的方式進行,并選用適當?shù)臐裾羝Ｐ妥鳛榱鲃庸べ|(zhì)。計算結(jié)果表明,排汽缸與末級葉柵之間的相互影響很大,造成排汽缸入口氣流不均

3、勻;排汽缸內(nèi)部流動復(fù)雜,所產(chǎn)生的旋渦主要集中在在蝸殼內(nèi)部的氣流折轉(zhuǎn)處和擴壓器附近,其中擴壓器內(nèi)環(huán)附近的旋渦尤其明顯,這些旋渦的產(chǎn)生嚴重影響了低壓排汽缸的氣動性能,造成了很大的能量損失。
　　為降低排汽缸內(nèi)部的流動損失,本文在分析排汽缸原型流動情況的基礎(chǔ)上,對損失較大的蝸殼和擴壓器分別進行了改型設(shè)計。在蝸殼改型過程中,主要考察前壁面傾角對流動的影響;在擴壓段改型過程中,主要考察擴壓器內(nèi)導(dǎo)流環(huán)圓弧段半徑大小對流動的影響。改型后的計算結(jié)