汽轮机切向进汽蜗壳设计方法研究

于 哲，杨 锐

(上海汽轮机厂有限公司，上海 200240)

随着非化石能源的蓬勃发展，传统火电机组将不得不长期运行于低负荷或者部分负荷工况，其在能源结构中所扮演的角色正在逐渐发生变化。为了应对这种变化，传统火电汽轮机需要在多个方面做出调整，例如通流优化、结构优化以及配汽方式的选择。而通流优化通常涉及无叶流道与叶片通流2部分。叶片通流优化已经接近成熟，而无叶流道的优化还存在很大的提升空间，因此，本文将选择汽轮机进汽无叶流道(汽轮机进汽腔)进行优化分析。

目前，针对汽轮机进汽腔的研究主要集中在传统进汽腔的改造优化上，而对切向进汽蜗壳的研究则相对较少。钟主海等[1]采用CFD方法研究了双进口切向进汽蜗壳的流动特点与气动性能，作者认为切向进汽蜗壳气动性能优异，并发现蜗壳截面形状、截面收缩比等参数会影响切向进汽室的气动特性。王健等[2]将传统的单进口垂直进汽腔室改造为双进口切向进汽，结果表明切向进汽的气动性能更好，出口流场更均匀。工程领域对汽轮机切向进汽蜗壳的研究重心更偏于对传统进汽腔的改造，优化手段主要是局部结构改进、截面面积比的调整等，对于切向进汽的流动控制理论的研究较少。本文将借鉴水轮机、离心压缩机领域对切向蜗壳的研究成果，以汽轮机单流、单进口切向进汽结构作为研究对象，结合理论分析和数值仿真技术进行切向蜗壳设计方法的研究，旨在对比不同设计方法所获得蜗壳的性能差异，为切向蜗壳的工程应用提供理论依据。……