Числове дослідження нерівномірності потоку в регулюючому відсіку нового типу циліндра високого тиску парової турбіни
Ключові слова:
числове моделювання, просторова течія, парова турбіна, регулювальний відсік, циліндр високого тискуАнотація
Для удосконалення проточної частини регулюючого відсіку та поліпшення енергетичних показників в ІПМаш НАН України розроблено триступеневий регулювальний відсік нового типу для циліндра високого тиску (ЦВТ) парової турбіни К-325-23,5, у якому відсутня камера вирівнювання тиску. Для визначення ефективності газодинамічного удосконалення регулювального відсіку постала задача вивчення просторової структури турбулентного потоку. Для цього було проведено числове моделювання течії пари у режимі з урахуванням парціальності підведення та у номінальному режимі. Основною задачею проведеного числового моделювання було виявлення рівня колової нерівномірності газодинамічних параметрів у перших ступенях відсіку та на виході з нього. Просторові розрахунки течії пари в досліджуваних проточних частинах проводилися за допомогою програмного комплексу IPMFlow моделювання просторової турбулентної течії в турбомашинах, розробленого в ІПМаш НАН України. Проведено дослідження нерівномірності потоку пари за колом для режимів 100, 70 і 50% масової витрати пари. Режими 70 і 50% характеризуються двома закритими регулювальними клапанами з чотирьох, що відповідає 37% відкритих міжлопатевих каналів. Наведені результати і аналіз розрахунків трьох режимів у вигляді розподілів масової витрати і тиску в міжвінцевих зазорах і на виході з відсіку. На графіках добре видно, що нерівномірність питомої масової витрати зберігається до останнього ступеня, водночас нерівномірність тиску виявляється незначною для усіх розглянутих режимів. Аналіз результатів моделювання демонструє досить низьку нерівномірність газодинамічних параметрів пари на виході з регулюючого відсіку в режимах з парціальністю та незначну нерівномірність у номінальному режимі. Виходячи з отриманих результатів аналізу зроблено висновок щодо ефективності застосування нового регулювального відсіку ЦВТ під час модернізації парової турбіни К-325-23,5. Для впровадження нової конструкції регулювального відсіку доцільно подальше дослідження рівня нестаціонарних навантажень на лопатки ЦВТ.Посилання
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).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Yurii A. Bykov, Andrii V. Rusanov, Viktor L. Shvetsov
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
