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超超临界汽轮机涡流冷却与抽汽系统的数值研究

作　者: 闫怀喜
导　师: 杜朝辉
学　校: 上海交通大学
专　业: 工程热物理
关键词: 汽轮机涡流冷却抽汽 CFD
分类号: TK261
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 57次
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内容摘要

节能环保是未来新能源技术的发展方向,超超临界汽轮机作为该技术的典型代表,具有广阔的应用前景。在超超临界汽轮机技术中,高温部件的冷却是一种关键技术,将会对机组的安全运行与寿命产生影响,涡流冷却作为一种简单高效的冷却方式,值得进一步研究应用。另外,在冷却高温部件的同时,还需要提高汽轮机的热效率,抽汽技术不仅提高了汽轮机的热效率,还降低了末级叶片的水蚀,对此进行研究是非常有意义的。本文对某型号超超临界汽轮机中压缸涡流冷却技术与抽汽系统的流场进行了相关的研究分析。在研究过程中,首先建立四种不同进汽管形状的冷却模型,通过对比分析上述不同模型的典型的流场数据等参数说明冷却情况。另外,通过对比分析最大温差,降低单位温度需要的流量,研究分析冷却效果与冷却效率,从而找到最优的冷却模型。最后,在上述最优的进汽管形状模型的基础上,通过改变进汽角度,进一步研究进汽角度对冷却效果的影响,研究发现45°进汽角度有最优的冷却效率与均匀的冷却效果,值得在以后的研究设计中应用。在提高汽轮机热效率方面,本文研究分析了某型号超超临界汽轮机中压缸抽汽的相关流场。通过分析典型截面的流场数据,给出了不同抽汽小管的流量与压力损失分布,找出总压损失最大的区域,并将CFD计算结果与依据工程手册计算的结果进行对比分析,两者基本一致,从而对工程应用提供一定的参考。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
符号说明  10-11
第一章绪论  11-21
  1.1 研究背景  11
  1.2 研究现状  11-17
  1.3 研究方法  17-19
  1.4 主要研究内容  19-21
第二章基本概念和数值方法  21-29
  2.1 网格技术  21-24
  2.2 控制方程  24
  2.3 湍流模型  24-26
  2.4 离散方法  26-27
  2.5 动静交接面  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第三章中压涡流冷却数值模拟  29-51
  3.1 中压涡流冷却模型  29-30
  3.2 网格划分与边界条件设置  30-31
    3.2.1 网格划分  30
    3.2.2 边界条件设置  30-31
  3.3 涡流冷却计算结果分析  31-49
    3.3.1 典型特征面  31
    3.3.2 涡流冷却三维流线图  31-32
    3.3.3 典型截面计算结果分析  32-35
    3.3.4 不同冷却管形状对冷却效果的影响  35-44
    3.3.5 不同进汽角度对冷却效果的影响  44-49
  3.4 本章小结  49-51
第四章中压缸抽汽数值模拟  51-66
  4.1 中压缸抽汽腔及抽汽模型  51-52
  4.2 网格划分及边界条件  52-55
    4.2.1 计算网格  52-55
    4.2.2 边界条件  55
  4.3 中压抽汽数值模拟的结果分析  55-65
    4.3.1 模型分析对象选取及编号  55-56
    4.3.2 流动分析  56-57
    4.3.3 不同特征平面的流动情况分析  57-64
    4.3.4 工程总压损失计算结果与CFD 结果的对比  64-65
  4.4 本章小结  65-66
第五章结论与展望  66-68
参考文献  68-72
致谢  72-73
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  73

超超临界汽轮机涡流冷却与抽汽系统的数值研究

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