Численное исследование неравномерности потока в регулирующем отсеке нового типа цилиндра высокого давления паровой турбины
Ключевые слова:
численное моделирование, пространственное течение, паровая турбина, регулирующий отсек, цилиндр высокого давленияАннотация
Для совершенствования проточной части регулирующего отсека и улучшения энергетических показателей в ИПМаш НАН Украины разработан трехступенчатый регулирующий отсек цилиндра высокого давления (ЦВД) паровой турбины К-325-23,5, в котором отсутствует уравнительная камера. Для определения эффективности газодинамического усовершенствования регулирующего отсека возникла задача изучения пространственной структуры турбулентного потока. Для этого было проведено численное моделирование течения пара в режиме с учетом парциальности подвода и в номинальном режиме. Основной задачей проведенного численного моделирования было выявление степени окружной неравномерности газодинамических параметров в первых ступенях отсека и на выходе из него. Пространственные расчеты течения пара в исследуемых проточных частях проводились с помощью программного комплекса IPMFlow моделирования пространственного турбулентного течения в турбомашинах, разработанного в ИПМаш НАН Украины. Проведено исследование неравномерности потока пара по кругу для режимов 100, 70 и 50% массового расхода пара. Режимы 70 и 50% характеризуются двумя закрытыми регулирующими клапанами из четырех, что соответствует 37% открытых межлопастных каналов. Представлены результаты и анализ расчетов трех режимов в виде распределений массовых расходов и давлений в межвенцовых зазорах и на выходе из отсека. На графиках хорошо видно, что неравномерность удельного расхода сохраняется до последней ступени, в то же время неравномерность давления оказывается незначительной для всех рассмотренных режимов. Анализ результатов моделирования показывает довольно низкую неравномерность газодинамических параметров пара на выходе из регулирующего отсека в режимах с парциальностью и незначительную неравномерность в номинальном режиме. Исходя из полученных результатов анализа сделан вывод о эффективности применения нового регулирующего отсека ЦВД при модернизации паровой турбины К-325-23,5. Для внедрения новой конструкции регулирующего отсека целесообразно дальнейшее исследование уровня нестационарных нагрузок на лопатки ЦВД.Библиографические ссылки
Shcheglyayev, A. V. (1993). Parovyye turbiny. Teoriya teplovogo protsessa i konstruktsii turbin [Steam turbines. Theory of the thermal process and turbine design]. Moscow: Energoatomizdat, 416 p. (in Russian).
Boyko, A. V., Usatyy, A. P., & Avdeyeva, Ye. P. (2014). Chislennoye issledovaniye effektivnosti uravnitelnoy kamery za reguliruyushchey stupenyu na raznykh rezhimakh raboty [A numerical study of the efficiency of the equalization chamber behind the control stage at different operating modes]. Vestnik NTU «KhPI». Seriya: Energeticheskiye i teplotekhnicheskiye protsessy i oborudovaniye − Bulletin of the NTU "KhPI". Series: Power and Heat Engineering Processes and Equipment, no. 1 (1044), pp. 6–11 (in Russian).
Rusanov, A. V., Kosyanova, A. I., & Kosyanov, D. Yu. (2015) Issledovaniye struktury potoka v reguliruyushchem otseke TSVD parovoy turbiny K-325-23.5 na rezhime partsialnosti 0,4 [Study of the flow structure in the control section of the HP module of a steam turbine K-325-23.5 at a partial mode of 0.4]. Aviatsionno-kosmicheskaya tekhnika i tekhnologiya − Aerospace Technic and Technology, no. 9, pp. 75–80 (in Russian).
Boyko, A. V., Govorushchenko, Yu. N., & Usatyy, A. P. (2012). Otsenka vliyaniya mezhventsovogo zazora na effektivnost reguliruyushchey stupeni na peremennom rezhime [Evaluation of the effect of the inter-row gap on the effectiveness of the control stage in alternating mode]. Vestnik NTU «KhPI». Seriya: Energeticheskiye i teplotekhnicheskiye protsessy i oborudovaniye − Bulletin of the NTU "KhPI". Series: Power and Heat Engineering Processes and Equipment, no. 7, pp. 49−53 (in Russian).
Rusanov, A. V. & Yershov, S. V. (2008). Matematicheskoye modelirovaniye nestatsionarnykh gazodinamicheskikh protsessov v protochnykh chastyakh turbomashin: monografiya [Mathematical modeling of unsteady gas-dynamic processes in flow parts of turbomachines: monograph]. Kharkov: IPMash NAN Ukrainy, 275 p. (in Russian).
Menter, F. R. (1994). Two-equation eddy viscosity turbulence models for engineering applications. AIAA Journal, vol. 32, no. 8, pp. 1598–1605. https://doi.org/10.2514/3.12149.
Godunov, S. K., Zabrodin, A. V., & Ivanov, M. Ya. (1976) Chislennoye resheniye mnogomernykh zadach gazovoy dinamiki [Numerical solution of multidimensional problems of gas dynamics].Moscow: Nauka, 400 p. (in Russian).
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2020 Yurii A. Bykov, Andrii V. Rusanov, Viktor L. Shvetsov
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
