考虑气动和湿汽损失综合影响的低压多级透平优化

李亮,薛太旭,李森

1.西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;2.西安航天动力技术研究所,710025,西安)



考虑气动和湿汽损失综合影响的低压多级透平优化

李亮1,薛太旭2,李森1

1.西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;2.西安航天动力技术研究所,710025,西安)

针对叶轮机械多级透平优化的问题,在考虑湿蒸汽透平中气动损失和湿汽损失的综合影响的基础上,采用响应面方法对某300 MW汽轮机低压缸末三级透平进行了优化。优化变量为末三级静叶的安装角和型线沿叶高的积叠规律,安装角优化通过改变多级透平级之间的压力平衡,来改变湿蒸汽透平级内过冷度的分布,降低非平衡热力学损失和水滴的直径,使得末三级的湿汽损失减小了20.71%,由此获得了通过调整低压透平静叶安装角从而减小湿汽损失的方法。静叶积叠规律的优化中通过改善反动度沿叶高的分布、减小叶根边界层分离和降低二次流损失提高了气动效率,同时引起级内过冷度和出口流速沿叶高变化,使一次水滴和二次水滴的直径减小,导致气动损失降低了0.52%,湿汽损失进一步降低了9.48%。该结果可为多级透平优化提供参考。

低压多级透平;气动损失;湿汽损失;响应面方法;优化

火电和核电汽轮机低压缸做功能力大,对整个机组的性能有重要影响。低压缸的末几级透平工作于湿蒸汽区,这样不仅存在气动损失,还存在由于湿蒸汽流动导致的湿汽损失,并对低压透平的性能产生重要影响[1]。……