第５２卷第２期２０１０年４月
汽轮机技术
ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖ０１．５２Ｎｏ．２
Ａｐｒ．２０１０
回热抽汽对上游级气动性能影响的数值研究
杨少国，张红艳，任贵龙
（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨，１５００４６）
摘要：针对某型机组高压缸带有抽汽结构的两级叶栅流道，进行了考虑全周叶片通道的数值模拟，研究了抽汽系统对汽轮机内流动特性的影响。结果表明，抽汽对于上游级静叶流动的影响较弱，气动参数没有出现明显的周向不均匀性，但是对上游级的动叶气动参数沿周向分布的均匀性产生了明显影响，并降低了上游级的气动性能。
关键词：汽轮机；回热；抽汽；数值模拟
分类号：ＴＫ２６２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５８８４（２０１０）０２－００９９－０２
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ＹＡＮＧＳｈａｏ－ｇｕｏ，ＺＨＡＮＧＨｏｎｇ－ｙａｎ，ＲＥＮＧｕｉ?ｌｏｎｇ
（ＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｗｏｓｔａｇｅｃａｓｃａｄｅｐａｓｓａｇｅｓｗｉｔｈｓｔｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎａＨＰｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｕｎｉｔ，ｎｕｍｅｆｉｃＭｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｕｌｌｃｉｒｃｌｅｂｌａｄｅｐａｓｓａｇｅｓｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｔｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍＯｉｌｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｉｓｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｓｔｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｈａｓｍｕｃｈｌｅｓｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｆｌｏｗｏｆｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍｓｔａｔｏｒ，ａｎｄａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｐａｒａ／ｎｅｔｅｒ￥ｄｏｎｔｔａｋｅＯｉｌｏｂｖｉｏｕｓｃｉｍｔｍｆｆｅｒｅｎｃｉａｌａｓｙｍｍｅｔｒｙ．Ｗｈｉｌｅｉｔｈａｓｏｂｖｉｏｍｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅａｓｙｍｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍｒｏｔｏｒａｎｄｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｕｐｓｔｒｅａｍｓｔａｇｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔｅ８１ｌｉｔｕｒｂｉｎｅ；ｈｅａｔｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；￥ｔ圈ｌｎｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
０前言
现代电站用大型蒸汽轮机普遍采用回热和再热循环系统。回热抽汽会引起抽汽口附近透平通流部分、抽汽缝隙及集汽室内流动参数在径向和周向分布不均匀¨Ｊ。最近几年在汽轮机设计中都有增大抽汽量的趋势。抽汽量的增大会进一步加剧流动参数分布的不均匀，而通常透平设计中并未充分考虑抽汽所引起的流动不均匀性旧。１。另外，据一些相关资料介绍，汽轮机叶片事故多发生在抽汽口附近的透平级中，这些事故的发生显然与抽汽口附近流动的不均匀性有直接关系‘５’６１。
本文对抽汽口附近透平通流部分（抽汽口前ｌ级、抽汽口后ｌ级、抽汽缝、集汽室和抽汽管道）进行整周全三维数值模拟，分析抽汽对透平级通流部分以及抽汽系统内部流动的影响，着重分析抽汽所引起的周向和径向不均匀对前１级动叶流动效率和气动性能的影响。
１物理模型
选取了机组高压缸抽汽结构进行计算。抽汽缝位于高压第６级（上游级）动叶出口与第７级（下游级）静叶进口之间，缝隙宽度为２５ｒａｍ。图１表示计算所选取的网格区域。全部吐扭囤格都采用△盥曼竖卫ｔｄ的Ｇｒｉｄ１１完成，抽汽系统首收稿日期：２００９－０８．１７先由ＵＧＮＸ５进行几何实体生成工作，然后应用ＡＮＳＹＳＩＣＥＭＣＦＤ１１完成几何体网格生成。叶栅流道内的网格由Ｈ型和０型网格组成。计算的总网格数为１０００万。选用ＣＦＸ提供的干蒸汽介质进行计算。图２表示各列叶片的几何。表１、表２分别列出了详细的进口、出口边界条件，采用ｋ一占湍流模型进行计算。
图１计算区域图２各列叶栅叶片
表１进口边界条件
边界位置出口静压，ＭＰａ出口流量，ｋｓ／ｓ
作者简介：杨少国（１９７３－），男，工程师，在读工程硕士，从事汽轮机设计工作。万方数据