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《上海交通大学》 2010年
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大功率空冷汽轮机低压缸进汽口和排汽缸的结构优化

贺小忠  
【摘要】: 汽轮机组性能的优劣主要由其经济性和安全性决定,汽轮机组的经济性可以由其各种损失总和的大小表征。空冷汽轮机由于受其运行参数以及运行方式影响,低压缸结构参数往往设计的比相同等级的湿冷机组小很多,同时空冷汽轮机叶片受强度限制的原因,往往设计的比湿冷机组叶片宽,这些因素综合在一起造成了低压缸进汽口和排汽缸的空间相对狭小,给蒸汽的流动造成不利的因数,造成损失的增加。 汽轮机低压缸进汽口和排汽缸的流道气动性能的优劣,早期工程上往往采用吹风试验来获得。首先对研究对象等比例建模,然后用压缩空气对其进行吹风,测量试验件进口和出口的参数,从而求出其压力损失系数,以此评估设计方案的气动性能。这种方法具有可靠、直观的特点。但是试验只能测得试验件进、出口的性能参数,对流道内部的气体流动过程通常很难测定,对流道的气动性能也只能从试验数据中宏观的反应。而流道内部结构优化往往需要凭借设计者的经验,需要进行不断的尝试,才能达到一个较好的效果,造成设计周期长,成本高。 近年来,从工程实用角度出发,借助先进的CFD技术对汽轮机低压缸进汽口和排汽缸流道内蒸汽流动的细节进行数值模拟,获得整个流场域内的压力、温度、速度等分布云图,据此分析其损失机理,并进行有针对性的结构优化设计。此理论计算具有成本低、设计周期短、效率高等优点,具有现实意义。它可以和传统的吹风试验互相补充,为吹风试验的优化提供理论依据,同时也减小了吹风试验的工作量。 本文应用吹风试验和数值计算的方法,对国内某已投入运行的空冷汽轮机的低压缸进汽口和排汽缸分别展开分析研究,通过试验分析和理论计算得出了原设计中存在的问题,并针对这些问题对其进行了优化设计工作,获得了某些设计规律和改进方法,为今后低压缸进汽口和排汽缸设计计算和深入认识其内部流动损失机理,提供了试验经验和理论计算方法。研究成果对今后低压缸进汽口和排汽缸设计具有重要的参考价值。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TK262

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王永艳;直接空冷与湿冷机组经济性比较[D];华北电力大学(北京);2011年
2 李勇;大功率汽轮机低压排汽缸与末级联合计算及优化改型[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐旭,康顺,蒋洪德;低压蒸汽透平排汽缸内能量损失的数值研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
2 茅声闿,魏雨臻,梅永林;汽轮机排汽缸气动性能优化的正交试验法[J];动力工程;1987年06期
3 黄伟东,孙弼,丰镇平;汽轮机排汽缸扩压管几何形状对气动性能影响的分析[J];动力工程;1998年03期
4 沈国平,王伟,范雪飞,陈洪溪;空冷300MW低压排汽缸吹风试验损失分析[J];发电设备;2003年03期
5 杜占波;王科军;;汽轮机低压排汽缸和末两级流场的联合数值模拟[J];发电设备;2007年01期
6 刘建军;用多块多网格方法数值模拟三维粘性流动[J];工程热物理学报;2002年01期
7 刘建军,蒋洪德;汽轮机低压排汽系统气动性能分析[J];工程热物理学报;2002年04期
8 林军,尚义;燃机排气装置扩压器的设计和试验研究[J];南京航空航天大学学报;1991年03期
9 霍文举;田口方法优化设计透平排汽缸的应用[J];汽轮机技术;1993年01期
10 杜占波,张荻,孙弼;汽轮机低压排汽缸结构优化设计分析系统及其应用[J];汽轮机技术;1999年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 付经伦;刘建军;;来流条件对排汽缸内非轴对称流动的影响[J];动力工程;2007年05期
2 王红涛;竺晓程;阳虹;周代伟;杜朝辉;;汽轮机低压排汽缸的数值优化设计[J];动力工程;2009年01期
3 王红涛;竺晓程;阳虹;周代伟;杜朝辉;;基于iSight平台的汽轮机低压排汽缸气动优化设计[J];动力工程;2009年07期
4 谢伟亮;王红涛;竺晓程;周代伟;杜朝辉;;汽轮机低压排汽缸内导流挡板对其性能影响的分析[J];动力工程学报;2011年05期
5 史立群;杨建道;杨锐;彭泽瑛;;耦合末级叶片的汽轮机排汽缸气动数值模拟[J];动力工程学报;2011年09期
6 杜占波;王科军;;汽轮机低压排汽缸和末两级流场的联合数值模拟[J];发电设备;2007年01期
7 刘建军;多排叶片内部流动以及叶片排与排气系统相互作用研究[J];工程热物理学报;2003年04期
8 刘建军;燃气轮机进气道内部复杂三维流动研究[J];工程热物理学报;2004年06期
9 曾蕴涛;张冬阳;刘建军;蒋洪德;;实验轴流透平级设计及流场分析[J];工程热物理学报;2006年S1期
10 付经伦;陈川;刘建军;;进口漩流对透平排汽缸内部流动的影响[J];工程热物理学报;2007年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 何平;胡丹梅;周鸿强;;汽轮机低压排汽缸优化设计研究[A];2009年中国动力工程学会透平专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
2 史立群;杨建道;杨锐;彭泽瑛;;叶顶间隙对于汽轮机排汽缸气动性能的影响[A];中国动力工程学会透平专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年
3 江生科;;600MW空冷两排汽汽轮机低压排汽缸气动设计研究[A];中国动力工程学会透平专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年
4 杜占波;;汽轮机低压排汽缸和末几级流场的联合数值模拟[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
5 李军;李志刚;晏鑫;宋立明;丰镇平;江生科;范小平;李熙斌;王建录;;大功率汽轮机低压排汽缸性能分析和气动设计的研究进展[A];中国动力工程学会透平专业委员会2012年学术研讨会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王红涛;汽轮机低压排汽系统内部流动及其气动优化设计研究[D];上海交通大学;2011年
3 周晓泉;复杂边界条件下的三维紊流数值模拟研究[D];四川大学;2003年
4 付经伦;轴流透平级与非轴对称排汽系统非定常相互作用研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
5 赵宁;汽轮机变工况下流量与压比关系及热力参数应达值研究[D];华北电力大学(河北);2008年
6 曹丽华;汽轮机通流部分的数值分析及热经济性诊断方法研究[D];华北电力大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李铁军;多级除尘器气动性能分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 石涛;600MW机组冷端运行优化研究[D];浙江大学;2011年
3 孙毅;汽轮机变工况下气动性能的数值模拟[D];东北电力大学;2011年
4 曾上将;火力发电机组冷端优化[D];华北电力大学(北京);2011年
5 修国基;基于逆向工程的坐便器三维流动数值模拟及快速制造[D];华南理工大学;2011年
6 兰大辉;非结构网格上求解流场的初步研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 谢伟亮;汽轮机低压排汽缸的实验及数值研究[D];上海交通大学;2011年
8 李勇;大功率汽轮机低压排汽缸与末级联合计算及优化改型[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 刘继男;超临界汽轮机转子热—流耦合问题的数值分析[D];华中科技大学;2011年
10 那薇;基于时域非结构化网格有限体积法的声固耦合数值方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐旭,康顺,蒋洪德;低压蒸汽透平排汽缸内能量损失的数值研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
2 茅声闿,魏雨臻,梅永林;汽轮机排汽缸气动性能优化的正交试验法[J];动力工程;1987年06期
3 陈洪溪,薛沐睿;大型空冷汽轮机低压排汽缸几何尺寸对气动性能的影响[J];动力工程;2003年06期
4 付经伦;刘建军;;来流条件对排汽缸内非轴对称流动的影响[J];动力工程;2007年05期
5 王红涛;竺晓程;阳虹;周代伟;杜朝辉;;汽轮机低压排汽缸的数值优化设计[J];动力工程;2009年01期
6 王红涛;竺晓程;阳虹;周代伟;杜朝辉;;基于iSight平台的汽轮机低压排汽缸气动优化设计[J];动力工程;2009年07期
7 杜占波;王科军;;汽轮机低压排汽缸和末两级流场的联合数值模拟[J];发电设备;2007年01期
8 张贵安;影响凝汽器传热端差的因素及对应措施[J];能源与环境;2004年01期
9 刘建军,蒋洪德;汽轮机低压排汽系统气动性能分析[J];工程热物理学报;2002年04期
10 付经伦;陈川;刘建军;;进口漩流对透平排汽缸内部流动的影响[J];工程热物理学报;2007年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 付经伦;轴流透平级与非轴对称排汽系统非定常相互作用研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 阳虹;空冷低压排汽缸内部流场的实验与数值研究[D];上海交通大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 苏子威;周涛;邹文重;;电厂空冷与湿冷机组的经济性比较分析[J];广东电力;2012年08期
2 兰俊杰;陈海平;仲雅娟;张才;;基于供电标准煤耗率的发电企业对标分析[J];节能;2012年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 初鹏;工业汽轮机低压排汽缸气动性能数值计算及改型优化[D];大连理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐旭,康顺,蒋洪德;低压蒸汽透平排汽缸内能量损失的数值研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
2 茅声闿,魏雨臻,梅永林;汽轮机排汽缸气动性能优化的正交试验法[J];动力工程;1987年06期
3 陈洪溪,薛沐睿;大型空冷汽轮机低压排汽缸几何尺寸对气动性能的影响[J];动力工程;2003年06期
4 沈国平,王伟,范雪飞,陈洪溪;空冷300MW低压排汽缸吹风试验损失分析[J];发电设备;2003年03期
5 刘建军,蒋洪德;汽轮机低压排汽系统气动性能分析[J];工程热物理学报;2002年04期
6 朱军政,范西俊;三维多块结构椭圆型贴体网格的生成[J];空气动力学学报;1997年02期
7 周天孝,白文;CFD多块网格生成新进展[J];力学进展;1999年03期
8 杜占波,张荻,孙弼;汽轮机低压排汽缸结构优化设计分析系统及其应用[J];汽轮机技术;1999年06期
9 李欣,徐星仲,严明,蔡虎,徐克鹏;汽轮机排汽缸模型的数值模拟与结果分析[J];汽轮机技术;2003年06期
10 张荻,杜占波,孙弼;大功率汽轮机低压排汽缸的数值分析系统[J];汽轮机技术;1999年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石可重,李延波,武新华,方媛媛;排汽缸刚度有限元分析[J];汽轮机技术;2001年06期
2 茅声闿,魏雨臻,梅永林;汽轮机排汽缸气动性能优化的正交试验法[J];动力工程;1987年06期
3 丁兆海;为新一代电厂开发的新型汽轮机(续)[J];山东电力技术;1999年01期
4 石可重,汪洋,赵彤军,任贵龙,武新华;汽轮机低压缸刚度分析[J];汽轮机技术;2001年04期
5 徐旭,康顺,蒋洪德;低压蒸汽透平排汽缸内三维粘性流动的数值模拟[J];工程热物理学报;2000年04期
6 李欣,徐星仲,严明,蔡虎,徐克鹏;汽轮机排汽缸模型的数值模拟与结果分析[J];汽轮机技术;2003年06期
7 杜占波;CFD技术在汽轮机设计研究中的应用实践及展望[J];热力透平;2005年02期
8 关仲春;;降低汽机排汽缸温度的措施[J];电力建设;1992年06期
9 宋世遥;;低压缸排汽口与凝汽器喉部连接的焊接工艺[J];电力建设;1986年11期
10 任家福,潘家成;大型汽轮机排汽缸喷水系统分析[J];东方电气评论;1995年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 卢平;李熇;刘东旗;;CAP1400半转速核电汽轮机低压缸支撑方式分析[A];中国动力工程学会透平专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年
2 管继伟;刘云锋;姜晓霞;祝海义;;600MW超临界汽轮机低压缸通流优化[A];中国动力工程学会透平专业委员会2011年学术研讨会论文集[C];2011年
3 刘艳;李宇峰;冀春俊;;60万千瓦空冷汽轮机组低压排汽缸流场模拟和结构优化[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 何平;胡丹梅;周鸿强;;汽轮机低压排汽缸优化设计研究[A];2009年中国动力工程学会透平专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
5 杜占波;;汽轮机低压排汽缸和末几级流场的联合数值模拟[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
6 史立群;杨建道;杨锐;彭泽瑛;;300MW汽轮机高排气动分析及优化设计[A];2009年中国动力工程学会透平专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
7 ;Recovered Paper Markets-Global Supply and Chinese Demand[A];2003中国造纸学会学术报告会论文集[C];2003年
8 黄文虎;郑光启;蔡承万;;轮船发动机汽缸裂纹粘接修复技术[A];第十一次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集[C];2005年
9 ;Antibiotic biosynthetic pathways and pathway engineering-a growing research field in China[A];第二届中国青年学者微生物遗传学学术研讨会论文集[C];2006年
10 潘月鸯;;脉动真空蒸汽灭菌器单向调故障三例分析[A];中华医学会医学工程学分会第四次学术年会浙江医学会医学工程分会98年学术年会论文集[C];1998年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 李永宏;对洋机组动大手术[N];华北电力报;2000年
2 钱剑秋;秦山三期重水堆核电站的主要特点[N];大众科技报;2005年
3 张晓健;二重铸造分厂全力“铸”新品[N];厂长经理日报;2002年
4 韦瑞生;电建壮士威赫赫[N];广西日报;2004年
5 石峰 朱春阳 李宁;技术创新促腾飞[N];中国石化报;2002年
6 刘岭梅;反应器热水自循环技术能效高[N];中国化工报;2010年
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1 王玮;火电机组冷端系统建模与节能优化研究[D];华北电力大学(北京);2011年
2 林振娴;热电联产系统冷源领域节能及耦合机理研究[D];华北电力大学(北京);2011年
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1 贺小忠;大功率空冷汽轮机低压缸进汽口和排汽缸的结构优化[D];上海交通大学;2010年
2 初鹏;工业汽轮机低压排汽缸气动性能数值计算及改型优化[D];大连理工大学;2012年
3 申如国;超临界600MW汽轮机低压缸装配误差分析[D];上海交通大学;2010年
4 王世超;汽轮机低压缸进汽道气动性能改进研究[D];上海交通大学;2010年
5 程通锐;排汽缸流场数值模拟及压损计算方法研究[D];华北电力大学(河北);2009年
6 韩飞;汽轮机排汽湿度在线监测系统的研究[D];东北电力大学;2010年
7 杨建;汽轮机中高压缸进口斜置导叶流场的数值研究[D];上海交通大学;2010年
8 杜华峰;潮州电厂600MW超临界机组冷端设备故障分析及改造[D];华北电力大学(河北);2010年
9 童晓凡;海水淡化多方案及联合使用的技术经济比较[D];华北电力大学(北京);2011年
10 乔海朋;基于特征通流面积的汽轮机通流性能精确定量计算[D];长沙理工大学;2012年
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