APl000核电汽轮机中调门流动特性数值模拟

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核电厂汽轮机详细数值建模研究及其瞬态分析

２汽轮机建模
２１汽轮机工作原理．
差作用下向排汽口流动，其焓值逐级降低，部分热能转化为汽轮机转子转动的机械能。做完功的
蒸汽从排汽口排入冷凝器。为了减少热源损失，提高循环热效率，汽轮机都配置有回热加热设备。
岭澳一期核究及其瞬态分析
苏耿，林萌，杨燕华，侯东
（上海交通大学核科学与工程学院，上海，２０４０２０）
摘要：以岭澳一期核电厂汽轮机部件为原型，利用系统程序ＲＬＰ对其进行详细数值建模研究。通过ＥＡ５在１００％功率稳态工况下的计算证明，详细的汽轮机数值建模弥补了简化建模中焓值计算误差较大的缺陷。将详细的汽轮机数值建模整合到全范围核电厂热力系统模型中进行瞬态分析，并与岭澳一期核电厂原始实验
入第一级动叶栅中做功，做功后流出动叶栅的汽
流速度继续降低。由于蒸汽在动叶栅中不发生膨胀，动叶栅后的压力即等于喷嘴后的压力。从第级流出的蒸汽，再依次进入其后的几级，并重复上述做功过程，最后从排汽管排出。来自蒸汽发生器的高温高压蒸汽经过截止阀
一
与调节阀进入汽轮机高压缸（１。由于汽轮图）机排汽口的压力大大低于进汽压力，蒸汽在该压
２３．．汽轮机详细数值建模方法该方法是使２用５级和７级Ｔｒｉ模型分别模拟汽轮机高压ｕｂｅｎ缸与低压缸。以低压缸模型为例，７Ｔｒｉ５级ｕｂｅｎ
模型（编号分别为５、６和７，见图３作为增加）的Ｔｒｎ级，ｕｂｅｉ放置于４个正常抽汽的Ｔｒｉ模ｕｂｅｎ

600MW汽轮机主调节阀流动特性数值分析及配汽优化

出了阀门管理方式的建议。关键词：汽轮机；阀门管理；数值模拟；汽优化配中图分类号：ＴＫ２３５６．文献标识码：Ａ文章编号：６１０６２１）５０１ — ３１７ — ８Ｘ（０１０ — ３４０
大型汽轮机组的高压调节阀压损对机组经
济性具有较大影响，于亚临界参数以对联合汽门沿流程的压损
分布进行了分析。并讨论了不同阀门管理方式
高压调节阀压损每上升１，压缸效率约下降高
（苏大唐国际吕四港发电有限责任公司，启东２６４）江２２６
摘要：０以６０Ｍｗ亚临界凝汽式汽轮机组的主调阀门系统为研究对象，用Ｆｕｎ软件对额定工况时运ｌｅｔ
不同阀门管理方式下的内部流场进行了数值模拟，析了不同阀门管理方式对机组运行经济性的影响，提分并
个调节阀组成，蒸汽通过２根主蒸汽管经由２主个主汽阀送入调节汽室，后由４个调节阀分别然将蒸汽引入汽轮机的４组喷嘴膨胀做功。调节
线、升力曲线、提阀门损失等，不能获得阀门内但
１１几何模型及网格划分．该机组的主调阀门系统是由２个主汽阀和４
汽轮机的主汽调节阀型腔结构复杂，长期以

600MW汽轮机主汽调节阀流动特性的数值研究

ｎｙｓｓａｌｉ
和４个调节阀组成，主蒸汽通过两根主蒸汽管经由２个主汽
０前
言
阀送入调节汽室，然后由４个调节阀分别将蒸汽引入汽轮机
的４组喷嘴膨胀做功。从几何结构上看，个主汽阀带２个调１
大型汽轮机组的高压调节阀压损对机组经济性具有较大影响，于亚临界参数以上机组，压调节阀压损每上升对高ｌ，％高压缸效率约下降０４．％… 。因此，通过结构改进或机组运行中的阀门管理来减小调节阀压损，提高汽轮机组运对
ＰＥＬＣ算法求解压力一速度耦合，动量、能量、动能和湍流湍
行效率具有重要意义。
节阀构成一组，两组之间是对称的。这里取一组为计算对象，阀组的内部几何结构如图１所示，２为其非结构化网格。图采用全三维Ｎ—Ｓ方程和标准的，湍流模型。计算ｃ— 中对控制方程和边界条件采用有限元法进行离散，采用ＳＭ— Ｉ
摘要：对某６００ＭＷ亚临界汽轮机主调阀在全开度下的流动特性进行了数值模拟。给出了阀门内流动总压损、压损
沿流程分布情况以及调节阀门的流量分配。分析了蒸汽在阀门中的流动特点及流动损失产生的机理。为进一步研究阀门的流场特性及结构改进提供了参考。
第５０卷第６期
２００８年ｌ２月
汽
轮
机
技
术
Ｖｏ．０Ｎｏ６１５．Ｄｅ．０８ｃ２０
ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ
６０Ｗ汽轮机主汽调节阀流动特性的数值研究０Ｍ

汽轮机内湿蒸汽流动特性的数值模拟

汽
轮
机
技
术
Ｖ０．２Ｎｏ３Ｉ５．
ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ
Ｊｎ．００ｕ２１
汽轮机内湿蒸汽流动特性的数值模拟
肖玉广徐惠坚，
（１哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，尔滨１０４；尔滨商业大学，尔滨１０２）哈５０６２哈哈５０８
摘要：湿度对蒸汽轮机效率的影响及其对叶片的浸蚀作用极其复杂。为了研究蒸汽凝结对流动的影响，采用商用软件ＣＸ一Ｆ５数值模拟了某大功率凝汽式汽轮机末级的定常流动。虽然定常计算所采用的混合平面法不能精确预测导叶和动叶之间的相对运动而产生的诸如湍流脉动和尾迹涡流等不稳定流动对凝结过程和水滴的生长过程的
ｉｖｓｉａｉｇｔｅｅｆｃｆｓｅｍｏｄｎａｉｎｏｈｏｎｅｔｔｈｆｔｏｔａｃｎｅｓｔｎｔｅｆｗ，ｔｅｓｅｄｏｎｌｒｅｐｗｅｏｄｎｉｇｔｒｉｅｌｓｓａｅｗａｇｎｅｏｌｈｔａｙｆｗｏａｇｏｒｃｎｅｓｂｎａｔｔｇｓｌｎｕｎｍｅｉａｉｌｔｄｗｔｏｕｒｌｍｕａｅｉｃｍｍｅｃａｏｕａｉｎｌｓｆａｅＣＸ一５ｃｓｈｒｉｌｃｍｐｔｔａｏｔｒＦｏｗ．Ａｌｏｇｈｘｎｌｎｐｒａｈｗｉｈａｏｔｄｔｕｈｔｅｍｉｉｇｐａｅａｐｏｃｈｃｄｐｅｈｂｈｔａｙｃｍｐｔｔｎｃｕｄｎｔａｃｒｔｒｄｃｅｈｆｃｆｔｅｔｒｕｅｔｆｃｕｔｎａｄｔｅｗｋｄｙｔａｙｔｅｓｅｄｏｕａｉｏｌｏｃｕａｅｐｅｉｔｄｔｅｅｆｔｏｈｕｂｌｎｕｔａｉｎｈａｅｅｄｈｔｏｅｌｏ

阀门流道流场的数值模拟及阻力特性研究

学术论坛459 阀门流道流场的数值模拟及阻力特性研究蔡幼青，牧剑春，蔡明（浙江锋源仪表有限公司，浙江富阳 311400）摘要：在本研究中使用孔隙率进行流场空间定义，同时采用k-ε二维紊流模式以及有限体积法针对阀门阀道流场开展模拟分析，通过优化阀门阀道体型，以找到合适的阻力系数以及过水断面合理的阀道体型，以期希望能给相关工作人员提供帮助。

关键词：阀门流道；流场；数值模拟；阻力特性在管道工程施工过程中，阀门是重要元部件，目前被广泛用于日常生活和工农业生产中，由于阀门流道结构相对复杂，当流体通过阀道时会存在死水区，水锤，空化等现象，这些就会从一定程度上影响管道的运行，并且使管道局部水头损失的重要原因。

当前国内针对泵的流动特性以及风机特性进行研究并获得一定成果，而对于各类型的阀门，比如旋塞式阀门流道流动特性相关研究较少，在设计中仍采用传统设计方法，只注重结构形态而没有分析流阻损失，进一步导致较大能耗。

在实际管道工程施工中，由于阀门阀道局部水头损失比例较大，因此本研究主要针对WCB 型阀门流道的流场进行特性分析。

1 控制方法及解法整体上来看，阀门阀道的水流流动特性是三维型的，由于流态复杂并且内部轮廓线也相对复杂，为简化计算，需要对阀道对称面二维下的阀道流场进行分析，在处于恒定流条件下，可使用二维直角坐标进行方程求解。

如下公式所示。

φφφφρφρRS YR Y X R X RU Y RU X+∂∂Γ∂∂+∂∂Γ∂∂=∂∂+=∂∂)()())()( 在上述公式中，通用变量用φ表示，广义运输技术用Γ表示，源项用S φ表示，孔隙率用R 表示。

在处于流体空间中R 值为1，而在处于固体空间中R 为0。

采用k-ε模式表示紊流模型，针对流体的控制方程：连续性方程，动量方程分别如下所示。

0=∂∂+∂∂YVX U X P Y U vt v Y X U vt v X UV Y UU X ∂∂-∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂ρ])[(])[()()(YP Y Y vt v Y X V vt v X VV Y UV X ∂∂-∂∂+∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂ρ])[(])[()()( 由于阀门内轮廓线相对复杂，因此可使用CAD 软件绘制时实体阀门，可使用孔隙率来定义流体空间，并将实体嵌入到定义区域中，在固体中孔隙率为零，在含有流体阀道中，孔隙率是1，可使用孔隙率进行的对空间的定义，该方法相对简单，可用于垂直、水平直线边壁。

大型核电汽轮发电机转子通风系统流动特性数值模拟

能对整个机组的运行有着重要的影响。发电机组容量的增大，使得通风冷却成为影响发电机安全可靠运行的最主要因素之一。
大容量发电机内部结构的复杂性和特殊性，发电机的通风冷却系统设计带来诸多困难。当前给发电机的通风计算一般采用简化求解等效流体网络，Ｊ的方法，此方法的优点在于能得到整个
／＼
６５抖
４
－工－［－工－［
＿１
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２１拌
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２
１撑
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（）ＣＤ嵌线槽ｃ／
（）Ａ嵌线槽ａ
（）Ｂ嵌线槽ｂ
图１转子嵌线槽
Ｆｉ．Ｒｏｏｎｉｇｇ１ｔｒｗｉｄｎ
大型核电汽轮发电机转子通风系统流动特性数值模拟
张小虎，袁益超，边缘，胡晓红
（上海理工大学能源与动力工程学院，上海２０９）００３
摘要：核电汽轮发电机是核能发电的主要设备之一，其通风冷却性能是影响核电机组安全
１模型建立
１１物理模型．
本文研究的核电汽轮发电机采用水一氢一氢冷却方式，转子采用轴向一径向通风系统。
该通风方式依靠外加的高压多级风扇维持气体在电机内的流动。却气体由转子汽、两端护冷励
气隙中的冷却气体混合，由气隙汽端出口排出。

汽轮机调节级非定常流动的数值模拟及汽流激振力研究

２ＤｏｇａｇＳｅｍｒｉｏｋｓ．ｎｆｎｔａＴｕｂｎｅＷｒ，Ｄｅａｇ，Ｓｃａ１００，Ｃｈｎ）ｙｎｉｈｕｎ６８０ｉａ

ＡｂｔａｔＴｈｒｍｉｅｔｙｕｓｅｄｆｅｔｏｈｏｔｏｔｇｎａｓｅｍｕｂｎｌｒｓｌｉｓｒｃ：ｅｐｏｎｎｌｎｔａｙｅｆｃｆｔｅｃｎｒｌｓａｅｉｔａｔｒｉｅｗｉｅｕｔｎｌ
屈焕成，张荻，谢永慧，曹守洪，吴其林
（．安交通大学能源与动力工程学院，７０４，１西１０９西安；２东方汽轮机有限公司，６８０，四川德阳）．１００
摘要：针对汽轮机调节级的非定常效应产生汽流激振力的问题，于ＡＮＳＦ基ＹＳＣＸ软件，用采ＲＮＧ湍流模型、时间步法、双滑移界面模型和结构化六面体网格对带有进汽室和加强筋的汽轮机调节级进行了全周三维非定常黏性流场的数值模拟．究发现：节级非定常时均轮周效率低于研调定常轮周效率；叶在进出堵塞区域时存在较大的轴向汽流力和切向汽流力；频汽流激振力的基动低
第４５卷
第１期１
西
安
交
通
大
学学
报
Ｖｏ．５Ｎｏ１１４．１
ＮＯ．２１Ｖ０１
２１年１０１１月
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩＡＮＩＪＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＴＹＩ

汽轮机末级三维非定常流动数值模拟_綦蕾

收稿日期:2004-06-20　作者简介:綦　蕾(1981-),女,湖南株洲人,博士生,qileil @ .汽轮机末级三维非定常流动数值模拟綦　蕾郑　宁程洪贵(北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京100083) 摘要:空冷汽轮机组采用空气作为冷却介质,是一种典型的变工况运行机组.深入了解透平叶片在设计状态和高背压条件下的非定常流动机理,能更好设计空冷汽轮机以及提高叶轮机械的性能和稳定性.主要利用三维粘性非定常数值模拟的方法对设计状态和高背压条件下透平叶片内部的流动进行模拟,并分析了设计状态和高背压条件下非定常流动机理.结果表明,在设计状态动静干涉作用是导致非定常现象产生的主要原因;在高背压条件下动静干涉作用很弱,导致非定常现象不明显.关　键　词:透平;非定常流动;动静干涉中图分类号:V 221文献标识码:A 文章编号:1001-5965(2005)02-0206-06Numerical simulation of the 3-D unsteady flo w in the last stage ofthe steam turbineQi Lei Zheng Ning Cheng Honggui(S c hool of Jet Propulsion ,Beijing University of Aeronautics and Astronautics ,Beijing 100083,China )Abstract :Air cooling steam tur bine uses air as working fluid ,and it works in variable -operating condition .It is important for the design of air cooling steam tur bine and the performance and stability of tur bine to study unsteady flow mechanism in design and off -design state .The flow of turbine in design and off -design state was simulated bythe method of numerical simulation of 3-D viscous flow ,and the flow mechanism in design and off -design state was studed .The results sho w r otor -stator interaction causes unsteady flow in design state ,and the rotor -stator interaction in off -design state is weak ,the unsteady phenomena is not obvious in off -design state .Key words :turbine ;unsteady flow ;rotor -stator interaction 空冷汽轮机组与湿冷汽轮机组相比,具有明显的节约水资源的优势,其不利因素在于空冷汽轮机组低压缸末级的出口背压较高,且随着工作环境的变化,出口背压变化范围较大,末级叶片应力会大幅度变化.当背压高于设计状态接近鼓风状态时,汽轮机组在小容积流量下工作,末级动叶进口的流动存在大负攻角,动叶顶部的负攻角更为明显.大负攻角来流在动叶压力面造成大尺度分离流动,而大尺度分离流动和叶片自身的微幅振动,可能导致叶片气动弹性失稳,甚至发生颤振,造成末级叶片损坏.深入了解透平叶片在高背压条件下的非定常流动机理,并有效地在设计中控制叶片排内流动,减小叶片应力,提高工作效率,对于空冷汽轮机极为重要,对提高叶轮机械的性能和稳定性也具有重要意义.叶轮机械内部的流动本质上是三维非定常复杂流动.在一定的负荷水平下,叶轮机械的效率和稳定工作范围等是衡量其性能好坏的重要指标.效率的高低取决于气流流过叶片通道时损失的大小.非定常作用将直接影响到损失的产生、输运和扩散,并在叶片上产生非定常负荷.叶轮机内非定常流动通常包括2层含义,分别对应2类不同的2005年2月第31卷第2期北京航空航天大学学报Journal of Beijing University of Aeronautics and AstronauticsFebruary 2005Vol .31　No .2DOI :10.13700/j .bh .1001-5965.2005.02.022流动现象[1]:一类是所谓流动失稳现象,即设计时希望避开的不稳定工作状态如旋转失速,喘振,颤振以及流场畸变等;另一类则为广义的流动非定常性,反映流场的动态特征.绝大多数非定常流动是由于各叶片排的周向非均匀流动以及转子静子之间的相对运动所引起.其中第二类非定常流动又分为以下几个方面[2]:①位势作用,即由于转子和静子压力场的相对运动所引起的非定常性,表现为无粘作用,它的影响可以向上、下游相邻叶片排传递,一般在一个栅距(或弦长)之内衰减,在其作用范围之内(轴向间距较小时)引起的非定常效应很明显,它会引起叶片排上、下游周向流场非均匀分布;②尾迹和叶片排之间的相互作用,即转子(静子)叶片的尾迹通过下游静子(转子)时,所产生的非定常压力,表面热交换以及与边界层之间的相互作用,它是非定常流动现象的重要来源之一,它的作用距离比位势流大,可以作用到下游几个弦长距离;③叶轮机级中由于二次流、激波、边界层的变形等引起的三维非定常效应,以及多级环境中存在的Clocking现象;另外,由于不稳定的分离,尾迹涡的脱落,进口畸变,转捩等也是引起非定常流动的因素,它们的存在形成了宽频谱的非定常特性.1　数值方法1.1　计算方法本文数值计算采用NUMECA商用软件,控制方程为非定常雷诺平均N-S方程,空间采用中心差分格式,时间采用二阶迎风格式.同时在非定常计算中采用了隐式双重时间步法.湍流模型采用S-A模型.为加速收敛,计算采用全多重网格方法.1.2　计算网格设置设计状态和非设计状态高背压下(非设计状态)的非定常计算均采用同一计算网格,如图1.网格采用HOH型网格.一个周期通道的网格总数约75万,其中静叶进口段的H型网格数17×33×13,环绕静叶叶片的O型网格数21×33×113;动叶进口段的H型网格数25×33×17,环绕动叶叶片的O型网格数19×33×121,动叶出口段的H型网格数为17×33×29.网格近壁区y+值的大小静叶约为20,动叶约为10.1.3　计算参数设定非定常计算采用Domain Scaling方法,它要求上下游叶片的计算域周向尺寸相等,为此,将静叶和动叶数简化为3:5,同时为了保证叶片堵塞度一致,对静子和转子叶片尺寸均按一定比例进行缩放.计算时一个周期内设定60个物理时间步.动静叶交界面采用超限插值.边界条件进口给定总温、总压和气流角的均匀分布,出口按径向平衡原理给定50%动叶叶高处静压值.初始条件是用定常计算收敛结果作为初场.图1　计算网格2　数值模拟结果及分析2.1　设计状态图2和图3分别为160T～2160T时刻的叶中S1流面熵增云图和静压云图(颜色由深至浅数值大小递增,下同),图中标明了叶片的编号.由图看出,随时间的发展,对于同一编号的动叶,相对静叶的周向位置不断改变,同时熵增和静压分布都相应发生变化,流动随时间呈周期性变化.整个周期的流动过程比较直观地体现了设计点流动的非定常效应.这主要是由叶轮机内流动中常见的动静干涉作用引起的非定常效应.这一非定常效应是由于转子叶片相对静子叶片周向位置发生了改变产生的转子与静子之间的位势作用,以及上游静子叶片尾迹与下游转子叶片的相互作用造成的.2.1.1　静子尾迹对转子的非定常作用从图2看出,静叶尾迹(高熵区域)扫过下游区域,并一直延伸到转子通道内,随着动叶相对于静叶的周向位置改变,下游转子通道中的熵分布也随之变化.从静叶尾迹发展的方向来看,由于静叶和动叶之间的间距较远,静叶尾迹进入动叶通道后,分布已经不很集中,扩散到很大范围,这一熵增区域一直延续到下游转子出口.2.1.2　静子对转子的激波和位势场作用非定常流场中各时刻转子周围的压力场主要受到激波和位势场作用影响.观察图2和图3发现(例如在160T时刻2号转子进口前的区域),在熵分布图中,静叶尾迹扫过下游区域时,在转子207第2期綦　蕾等:汽轮机末级三维非定常流动数值模拟图2　设计状态不同时刻叶中S1流面熵增分布图3　设计状态不同时刻叶中S1流面压力系数分布前有一个区域尾迹的发展出现间断,同时在这个区域静压云图显示为明显的高压区,这说明上游静子的位势场对下游转子的非定常作用比较强烈,对流动的影响比尾迹作用要强.此外从图4设计状态动叶叶中压力系数分布对应图3可以发现,转子1的吸、压力面在受静叶位势场作用比较强烈的位置压力梯度相应增加.从图中不同时刻静叶叶中表面压力系数分布图中可以看到,静子叶片后部吸、压力面之间的压力差明显比叶片前部大,静叶是明显的后加载叶型.因为静子叶片后部负荷较大,所以它的位势场对下游转子的非定常作用比较强烈.另外,从图5非定常计算结果160T时刻的叶片根、中、尖相对马赫数分布图可看出,由于汽208北京航空航天大学学报 2005年 a 设计状态静叶叶中b 设计状态动叶叶中图4　设计状态叶中表面压力系数分布流在静子通道内加速程度较大,到静叶出口处已达到超音,同时在静叶尾缘出口处产生了燕尾型的斜激波.燕尾波朝向下游叶栅的分支外尾波作用在下游转子叶片前缘也能产生强烈的非定常气动力.本算例中静叶尾缘出口激波以及静叶位势场是产生转子通道内非定常现象最主要的因素.2.1.3　转子对静子的非定常位势作用从图4的静叶叶中表面压力系数分布看出,只在静叶吸力面尾缘处能够看到较微弱的非定常压力波动,这说明动叶对静叶的位势作用不明显.如图4b 所示,动叶叶片前部的负荷相对较小,转子通道的前部区域周向压力梯度较小,使得转子叶片对上游静子产生的位势作用较小.对非定常流场的分析初步认定,在设计状态非定常流动中,动静干涉的非定常效应较强,其中静叶对动叶的势干扰起主导作用.这是由于设计状态静叶后部的负荷较大,且出口汽流超音造成的.2.2　非设计状态流动分析非设计状态计算结果与设计状态的结果差别较大,计算结果总效率已由设计状态的约0.9降低到接近于零.主要是由于出口背压明显增高,汽a 叶根(10%叶高)b 叶中(50%叶高)c 叶尖(90%叶高)图5　设计状态1 60T 时刻S1流面相对马赫数分布流通过末级通道时膨胀比急剧减小,流动接近鼓风工况,汽流几乎不对叶片做功.另外高背压导致末级动叶进口产生大负攻角,使得动叶靠近压力面处出现大的分离区,给流动带来很大损失.在透平机械内部,转子相对静子叶片的旋转使得转静子叶片之间的相互干涉作用成为导致非定常效应的重要因素.转子叶片中的各个时刻压力场结构受动静干涉中2个非定常作用的影响:一是位势作用,即转、静子之间的压力波的相互作用,二是静叶尾迹作用.转、静子之间的位势作用以及上游静子的尾迹对下游转子通道内流动的影响是引起叶栅通道内部流动非定常效应的一个主要驱动源.以下从动静干涉这几个方面着重分析有大分离情况下的非定常流动.209第2期綦　蕾等:汽轮机末级三维非定常流动数值模拟2.2.1　转子通道内的旋涡流动当背压升高,末级的落压比减小,轴流速度减小时,动叶处于大负攻角工作状态,汽流在动叶的压力面发生强烈分离.从图6a ～图6c 的流线分布可以看出,在动叶通道中,靠近动叶压力面处有一个顺时针旋转的大分离涡.从动叶通道三维流线可以看出,这个分离涡是一个三维的涡系结构,几乎占据了整个叶高通道.从图6b 和图6c 可以看出,动叶压力面在大负攻角下形成的大的分离涡是在叶片前缘处形成的,分离涡中的汽流沿顺时针方向旋转并向叶尖迁移,并与叶尖处壁面附近的流体掺混后沿主流方向流出.从图7b 动叶叶中表面压力系数分布可以看出,转子通道内的大分离涡已经严重改变了动叶表面的压力分布形式,在压力面受分离涡影响的区域,压力值急剧减小,甚至小于吸力面的压力值,这导致了动叶做功能力减小甚至不做功.a 动叶通道三维流线b动叶压力面流线c 叶中S1流面流线图6　非设计状态流线从计算结果的S1流面流场动画来看,随着动、静叶之间相对位置发生变化,流场的参数分布几乎不变;在S1流面分离区内也没有明显的非定常现象.从图7不同时刻动静叶叶中表面压力系数分布也能明显看到,1 60T ～21 60T 各时刻的压力几乎没有任何波动.在动叶通道中有如此大的分离涡,但在非定常流场中却看不出涡有任何的波动,几乎是原地不动.由于计算中使用的网格数有限,难以捕捉到分离涡的非定常运动.在鼓风状态下,末级的流动分离会向上游发展,波及次末级的流动,末级静子入口来流受上游流动的影响,在径向和周向也会有一定的畸变,而且非定常流动会在多个通道中波动,流动的周期性差.这些对于流动的非定常性都会有一定的影响,其影响的量级还不能准确估计.由于计算区域只包括末级单级的3个静叶通道和下游的5个动叶通道,不是多级整圈的全部叶片通道,可能非定常流动的波动受到限制,没有捕捉到分离涡的非定常现象.a 非设计状态静叶叶中b 非设计状态动叶叶中图7　非设计状态叶中表面压力系数分布2.2.2　静子对转子的势干扰图7a 显示,与设计状态的流动相比,静叶的负荷分布已经发生了明显变化,叶片压力面和吸力面之间的压力差变小,静叶负荷减小,且静叶尾缘处的负荷减小得更加明显,直接导致静叶尾缘处和静叶出口处的压力分布的周向梯度减小,如图8所示.图8显示静叶的出口压力在周向的梯度很小,从压力面到吸力面的周向压力系数的落差最大约为0.1,而图8中在设计状态这个值高210北京航空航天大学学报 2005年达3.另外,由于汽流在静子通道内减压加速程度大大降低,静叶出口汽流为亚音,静叶尾缘出口没有燕尾波产生,因此对下游转子叶片的非定常作用进一步减弱.一般认为,叶轮机械内的动静干涉现象是由于动、静叶相对运动导致的相邻叶片排周向非均匀流场的相互作用引起的.静叶出口的周向压力梯度很小,则动叶旋转掠过静叶出口的周向不均匀压力场所受到的非定常力相应比较弱.据此分析可以理解,为什么在设计状态观察到的由于动静之间相互位置转动引起的较强的静叶对动叶的压力干扰在大负攻角状态变得很小,事实上是由于大负攻角状态下静子叶片的负荷减小造成的.b 非设计状态图8设计状态和非设计状态叶中静叶出口静压沿周向分布a 设计状态综合以上几方面的因素,可以判断在给定的计算条件下,计算结果所得到的流场是基本合理的.透平叶片在高出口背压下,动叶进口存在大的负攻角,在动叶靠近压力面处造成大尺度分离流动.通过对流动的分析认为,在鼓风状态下,由于静叶载荷较小,动静干涉较弱,在设计状态中表现明显的动静之间相互的压力干涉变得较弱.3　结　论1)通过对低压缸末级的全三维非定常数值模拟,分析了动静干涉对非定常效应的影响,在设计点上,静叶对动叶的势干扰强于动叶对静叶的势干扰动.动、静干涉作用直接导致叶片表面负荷分布的变化,对透平的应力和效率有不可忽视的影响.2)透平叶片排在高出口背压条件下,动叶进口存在大的负攻角,在叶型内部造成大尺度分离流动,这种分离流动几乎占据了整个转子通道,且具有强三维特性,对透平叶片排的负荷分布和级效率都有很大影响,必须加以控制.3)通过对分离流动非定常数值模拟结果的分析认为,由于在高背压条件下载荷减小,静叶出口的周向压力梯度很小,因此动叶旋转掠过静叶出口的周向不均匀压力场所产生的非定常动静干涉作用较弱.受计算条件的限制,分离涡比较稳定,没有体现出流动的非定常效应.4)非设计状态下特殊的非定常现象,给出一种启发,如果能进一步深入理解这种状态下非定常流动产生的条件和机理,对通道中大分离涡的形成和发展加以控制,这对于提高整个叶轮机械的效率,加强流动稳定性都将产生很深远的影响.参考文献(References )[1]徐力平.叶轮机内非定常流动和叶轮机气动力学的实验手段[A ].气动热力学发展战略研讨会专题报告汇编[C ].北京,1989Xu Liping .The experi ment met hod of uns teady flow and aerodynam -ics in turbine [A ].The Special Report Compile of Aerothermodyna -mics Development Strategy Proseminar [C ].Beijing ,1989(in Chi -nese )[2]Eulitz F ,Engel K ,Gebing H .Numerical invers tigation of the clock -ing effects in a multis tage turbine [R ].ASME 96-GT -26,1996[3]Hodson H P ,Dawes W N .On t he interpretation of meas ured profileloss er in uns teady wake -turbine blade interaction studies [R ].ASME 96-GT -494,1996211第2期綦　蕾等:汽轮机末级三维非定常流动数值模拟。

【核电调门油动机AP及KAP值的整定方法】

【核电调门油动机AP及KAP值的整定方法】在调门油动机中，伺服阀可以说是其电液控制最核心的部件了。

它不断的接收来自TCS控制系统的电流大小及方向的变化，精确控制着阀门开度，在汽轮机的调功调速过程中发挥着巨大作用。

众所周知，伺服阀往往都存在机械零偏，在实际的控制过程中，给定的输入电流只有在大于机械零偏时，伺服阀才会开启阀门。

上汽厂设计制造的核电高压调门油动机采用的是伺服阀，核电控制系统中采用的是比例控制的阀位控制器。

这也就意味着在实际的阀位控制中，需要在控制器里设置一个平衡电流来克服机械零偏，这个值我们称其为AP值。

下面我们将介绍核电高压调门油动机伺服阀AP值的整定方法。

以一号高压调门GRE0122EL (SERVO VALVE MAIN STEAM CONTROL VALVE 1)为例：1，打开逻辑页GRE0122EL_P，将初始AP值FD1AP设置为0；2，打开逻辑页GRE0150NH_P，将参数SFD1R(BO)设置为1。

使阀位控制器的输出听从强制信号VAP的动作执行，即手动输入目标阀位。

3，将逻辑页GRE0150NH_P内的参数VAP设置成10（即目标阀位设置为10%）；并观察逻辑页GRE0122EL_M内模块RSUE0F的X 引脚的值（蒸汽需求指令与实际阀位反馈的偏差乘以比例系数），稳定后取最大值记录。

4，将逻辑页GRE0150NH_P内的参数VAP分别再设置为20，30，40，50；重复第3步，最后取X最大值写入FD1AP中完成AP 的标定。

以上即核电调门油动机伺服阀AP值的整定方法，不同的伺服阀存在不同的机械零偏，因此要对所有的伺服阀分别进行整定。

提到AP值，我们再介绍一个与之相关的比例系数——KAP。

汽轮机升转速过程中，对于蒸汽需求量与阀门开度的关系必须要精准的监视且反馈，避免出现阀门卡涩的现象。

在1000MW核电汽轮机升转速过程中，当阀门开度反馈无法跟上蒸汽需求指令时，就会出现FAP报警，该报警的物理含义即阀位反馈跟不上指令，意味着阀门存在着机械卡涩的隐患。

汽轮机再热主汽门工作性能的虚拟样机分析的开题报告

汽轮机再热主汽门工作性能的虚拟样机分析的开题报告一、选题背景汽轮机是一种重要的能源转换设备，在现代工业生产中得到广泛的应用。

汽轮机的燃烧室燃烧油气，产生高温高压汽体，通过汽轮机进行工作，从而将化学能转化为电能和机械能。

汽轮机的运行状态对于工业生产具有重要的影响，因此需要对汽轮机的工作性能进行深入研究。

在汽轮机的工作中，再热主汽门是一个非常重要的部件，它可以调整汽轮机内部的压力和流量，保证汽轮机的正常运行。

然而，由于汽轮机内部温度高、压力大，再热主汽门的工作环境十分恶劣，需要进行精密的设计和制造。

因此，对再热主汽门的工作性能进行虚拟样机分析是非常必要的，可以帮助优化设计和制造流程，提高汽轮机的整体性能。

本文选取汽轮机再热主汽门工作性能的虚拟样机分析作为研究课题，旨在深入探究再热主汽门的工作原理和性能特点，通过虚拟样机分析方法进行汽轮机的仿真实验，研究再热主汽门在不同工况下的工作性能，并探讨其对汽轮机整体性能的影响。

二、研究内容1. 再热主汽门的工作原理和性能特点。

对再热主汽门的结构、工作原理和主要参数进行介绍，分析其在汽轮机工作中的作用和重要性。

2. 虚拟样机分析方法及其应用。

对虚拟样机分析方法进行详细介绍，着重阐述其在汽轮机领域中的应用。

同时，对虚拟样机分析的仿真实验过程进行说明。

3. 汽轮机再热主汽门的虚拟样机分析。

以某型号汽轮机为例，利用虚拟样机分析方法进行仿真实验，分析再热主汽门在不同工况下的工作性能，评估其对汽轮机整体性能的影响。

并结合实验结果，提出改善再热主汽门性能的对策建议。

4. 结论与展望。

总结研究成果，归纳虚拟样机分析方法在汽轮机领域中的应用前景，展望进一步研究方向。

三、研究意义本研究的意义在于：1. 深入探究再热主汽门的工作原理和性能特点，促进汽轮机技术的进步和发展。

2. 探索虚拟样机分析方法在汽轮机领域中的应用，拓宽汽轮机研究的视野和思路。

3. 通过实验数据的分析，评估再热主汽门在汽轮机工作中的影响，提出改善性能的对策建议，为汽轮机研制和制造提供参考。

在役核电厂测温旁路阀门阻力特性数值模拟分析

Science &Technology Vision科技视界0引言国内近几年完成建造并投入商运的在役核电厂,其反应堆冷却剂系统(简称主系统)测温旁路的数十台安全1级手动截止阀(测温旁路示意图见图1)的结构均为阀体和阀盖采用螺纹连接。

经福清1、2号核电厂运行经验反馈,该类型的多台手动截止阀在热试阶段均出现了唇边焊失效的情况,从而导致了冷却剂在该处的泄漏,且经打磨补焊等缺陷处理后,少量阀门仍存在唇边焊再次失效泄漏现象。

图1测温旁路示意图Fig.1Sketch of Resistance TemperatureDetector (RTD )Bypass Mainfold主系统测温旁路的安全1级手动截止阀作为一回路承压边界,若在机组运行期间发生不可控的唇边焊泄漏,可能带来一回路不可识别泄漏率超标及测温旁路不可用导致的核安全风险,影响核电厂的安全性与经济性。

为避免该类阀门运行期间唇边焊泄漏,提高机组的可靠性和安全稳定性,根据核电厂要求,对此类型手动截止阀进行替代。

新的截止阀需满足在役核电厂主系统测温旁路安全1级手动截止阀的特性要求外,还需满足测温旁路系统的流阻要求。

因此本文将通过使用CFD 建模分析研究,分析所采用替换阀门对测温旁路系统流阻要求的适应性。

1替代阀门特性要求在役核电厂主系统测温旁路安全1级手动截止阀的设备选型原则如下:1)新阀门满足设备规格书中的技术指标要求,以便满足主系统安全性与功能性要求;2)新阀门应在结构上避免唇边焊泄漏问题,且有良好的运行反馈。

3)新阀门的流动阻力足够低,以便满足主回路测温旁路中冷却剂传输时间的要求;4)新阀门的尺寸、重量、重心应与原阀门相似,确保满足安装空间以及力学评价要求。

根据阀门选型调研,法国VELAN 生产的RAMA 手动截止阀能够满足主系统测温旁路手动截止阀阀体在役核电厂测温旁路阀门阻力特性数值模拟分析张文其曹思民叶竹沈云海王保平(核反应堆系统设计技术重点实验室,四川成都610213)【摘要】根据国内在役核电厂运行反馈,主系统测温旁路安全1级手动截止阀的阀体阀盖若采用分体式锻造,则阀体与阀盖连接处的唇边焊会发生泄漏或存在泄漏风险,因此需选用阀体阀盖一体化铸造的截止阀进行替代。

核电汽轮机再热调门特性曲线典型异常分析与处理

核电汽轮机再热调门特性曲线典型异常分析与处理摘要:本文结合某核电厂百万级汽轮机再热进汽调节阀门的结构特点，介绍了机组大修期间再热调门冷态特性曲线中出现典型异常模式与处理方法，固化了相关异常的分析与处理经验，可快速、及时、有效地定位设备故障点与解决设备缺陷，保证了机组大修工期也提高了重要设备的可靠性，在安全与经济上取得了较大的收益。

关键词:汽轮机；阀门；特性曲线；大修；分析；处理0.引言某核电厂百万级汽轮机是一种饱和蒸汽、中间再热、冲动式汽轮机组，该机组属于中压机组，由一个双流道高压缸和三个双流道、双排汽低压缸组成。

从核岛反应堆产生的饱和新蒸汽通过四根主导汽管进入汽轮机高压缸，上缸与下缸各有两根，每根主导汽管上均设计安装了一台新蒸汽进汽调节阀门，用以控制高压缸的进汽量，新蒸汽在高压缸中膨胀做功后湿度增加，通过八根排汽管送入两台汽水分离再热器中去除排汽中约98%的水分并提高温度使之成为过热蒸汽，每个低压缸上部有两根进汽管，从两台汽水分离再热器中排出的再热蒸汽分别通过六根再热导汽管进入到三个低压缸再次膨胀做功，每根再热导汽管上均设计安装了一台再热进汽调节阀门（再热调门），用以控制低压缸的进汽量，两种进汽调节阀门共同保证蒸汽以安全和受控方式进入汽轮机。

进汽调节阀门的工作特性直接决定了汽轮机的安全稳定运行，阀门则是通过与其配套安装的液压驱动机构控制来实现开关与调节的功能。

该核电厂汽轮机的再热调门只在机组冲转、空载以及功率低于50%额定负荷下参与调节，以上均是机组状态变化较快的工况，对再热调门的调节响应要求高，从历史统计数据结果看，再热调门误关等异常引起机组瞬态事件多，因此在机组每次停机大修中，不管再热阀门（包括其配套的液压驱动机构）是否有检修工作，均需对其进行冷态特性试验，绘制特性曲线，分析特性曲线上表现出的各种异常，对应处理包括阀门本体、液压驱动机构、连接机构等设备的相关部件，另在机组冲转并网前模拟上游控制信号，进行阀门开关与调节特性训练验证，使再热汽门保持在良好的工作状态。

A P1000核电汽轮机中调门流动特性数值模拟

A P1000核电汽轮机中调门流动特性数值模拟
佚名
【期刊名称】《汽轮机技术》
【年(卷),期】2015(000)004
【摘要】利用FLUENT对某AP 1000核电汽轮机中压进汽蝶阀内的流动特性进行数值模拟。

分别对调节阀在100％、60％、30％3种开度下的速度场与压力场进
行分析并讨论阀门压损随调节阀开度的变化。

结果表明：调节阀在100％开度时，压力分布均匀对称、流动稳定简单，当调节阀开度变为60％与30％时压力分布不再对称，流速变化大，流动变得复杂且有涡流产生。

随调节阀开度的减小，调节阀处的压损所占阀门总压损的比例升高。

【总页数】4页(P270-272,306)
【正文语种】中文
【中图分类】TK264.9
【相关文献】
1.某核电汽轮机主调门流量特性曲线对DEH控制系统的影响分析 [J], 徐辛酉;宋凯;陈璞洁;李元林
2.AP1000核电汽轮机中调门内两相流动特性数值模拟 [J], 贺惠民;张晓毅
3.基于滑移网格的某1000MW核电汽轮机中调阀动态特性数值模拟 [J], 方立军;
边岩;杨亚利;刘玉东
4.核电汽轮机侧齿汽封流动特性的数值研究 [J], 李子超;周涛;马栋梁;刘亮;盛伟
5.湿蒸汽对AP1000核电汽轮机中调门气动力矩的影响 [J], 刘彦丰;张旭瑞;霍玉恒
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汽轮机调节阀全工况三维流场特性的数值研究

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汽轮机调节阀全工况三维流场特性的数值研究
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机组的安全经济运行有重要的影响9 迄今为止! 人们认为出现上述问题是由于阀体结构在某些流动工况下产生的不稳定汽流而诱发的结构动力响应! 即流固耦合现象! 它是流体力学和固体力学的交叉问题9 然而! 由于汽轮机调节阀结构" 阀组及其配汽系统的随机性和复杂性! 至今还不能对调节阀不稳定工作机理成因做出详尽合理的解释! 更谈不上给制造业和用户提供完整的理论和可
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超超临界汽轮机汽封漏汽流动特性的数值模拟研究

超超临界汽轮机汽封漏汽流动特性的数值模拟研究李洋;马振杰;文萃萃;肖增弘【摘要】The numerical simulation of internal vapor flow characteristics of the comb-type steam seal,side tooth steam vapor seal and honeycomb seal with ANSYS software shows that the outlet pressure of comb-type seal is the highest while the pressure of honeycomb seal outlet is the lowest under the same feature size,the same boundary con-ditions. In the comb type seal,airflow formed vortex in the steam room between the glandtooth and the convex plat-form. Due to the added lateral teeth,the vortex intensity in the lateral teeth gland is increased. For the honeycomb seal,the throttling effect is obvious each because each small cellular produces spiral. It can thus be seen that the steam leak-age from the cellular steam seal is minimum while that from comb-type steam seal is the largest. With the increasing steam inlet pressure,the steam leakage of all three seals increases under same outlet pressure and different inlet pres-sure. And with the increasing steam seal length,the steam leakage of all three seals decreases under same outlet and in-let pressure.%利用ANSYS软件对梳齿型、侧齿型和蜂窝型汽封的内部气体流动特性进行数值模拟分析，其结果表明：在相同的特征尺寸和边界条件下，梳齿型汽封出口压力最高，蜂窝型汽封出口压力最低。

汽轮机内湿蒸汽流动特性的数值模拟

第５２卷第３期２０１０年６月汽轮机技术ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶ０１．５２Ｎｏ．３Ｊｕｎ．２０ｌＯ汽轮机内湿蒸汽流动特性的数值模拟肖玉广１，徐惠坚２（１哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨１５００４６；２哈尔滨商业大学，哈尔滨１５００２８）摘要：湿度对蒸汽轮机效率的影响及其对叶片的浸蚀作用极其复杂。

为了研究蒸汽凝结对流动的影响，采用商用软件ＣＦＸ一５数值模拟了某大功率凝汽式汽轮机末级的定常流动。

虽然定常计算所采用的混合平面法不能精确预测导叶和动叶之间的相对运动而产生的诸如湍流脉动和尾迹涡流等不稳定流动对凝结过程和水滴的生长过程的影响，但是对这一过程的近似模拟是很必要的。

关键词：汽轮机；湿蒸汽：流动特性；数值模拟分类号：ＴＫ２６２文献标识码：Ａ文章编号：１００１－５８８４（２０１０）０３－０１９９－０３ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＷｅｔＳｔｅａｍＦ１０ＷＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎＴｕｒｂｉｎｅＸＩＡ０Ｙｕ－ｇｕａｎ９１，ＸＵＨｕｉ－ｊｉａｎ２（１ＨａｒｂｉｎＴｕｒｂｉｎｅＣｏｍｐａｎｙＬｉｍｉｔｅｄ，Ｈａｒｂｉｎ１５００４６，Ｃｈｉｎａ；２ＨａｒｂｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｏｍｍｅｒｃｅ．Ｈａｒｂｉｎ１５００２８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｗｅｔｎｅｓｓｏｎｓｔｅａｍｔｕｒｂｉｎｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｅｔｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｂｌａｄｅｗｅｒｅｖｅｒｙｃｏｍｐｌｅｘ．Ｆｏｒｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｔｅａｍｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｆｌｏｗ，ｔｈｅｓｔｅａｄｙｆｌｏｗｏｎｌａｒｇｅｐｏｗｅｒｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇｔｕｒｂｉｎｅｌａｓｔｓｔａｇｅＷａｓｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｓｏｆｔｗａｒｅＣＦＸ一５．Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｍｉｘｉｎｇｐｌａｎｅａｐｐｒｏａｃｈｗｈｉｃｈａｄｏｐｔｅｄｂｙｔｈｅｓｔｅａｄｙｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｎｏｔａｃｃｕｒａｔｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｗａｋｅｅｄｄｙｔｈａｔｇｅｎｅｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｍｏｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｕｉｄｅｖａｎｅａｎｄｔｈｅｒｏｔｏｒｂｌａｄｅｏｎｔｈｅｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｄｒｏｐｇｒｏｗｔｈｐｒｏｃｅｓｓ，ｂｕｔｉｔＷａｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｓｅｐｒｏｃｅｓｓａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｒｂｉｎｅ；ｗｅｔｓｔｅａｍ；ｆｌｏｗｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉ加１计算条件静叶进口总压为３１１７１Ｐａ，进口总温为３４３．４５Ｋ，进口气流角为轴向进气，进Ｉ＝１湿蒸汽的干度为０．９９（所谓干度，是指每千克湿蒸汽中含有干蒸汽的质量百分数）；此透平末级湿蒸汽流动为跨音速流动，动叶出口给出背压为５８６０Ｐａ，动叶转速为３０００ｒ／ｒａｉｎ。

AP1000核电汽轮机中压调节阀气动力矩数值模拟

AP1000核电汽轮机中压调节阀气动力矩数值模拟
刘雄伟;马文静;付晓俊;刘彦丰
【期刊名称】《汽轮机技术》
【年(卷),期】2016(058)006
【摘要】利用FLUENT对AP1000核电汽轮机中压调节阀所受气动力矩进行数值模拟求解,并用工程计算对模拟结果进行验证.保持中压主汽阀全开,对调节阀不同开度下得到的数值模拟结果进行比较分析,并讨论气动力矩随调节阀开度的变化规律.结果表明:气动力矩的数值模拟求解方便简单,模拟结果虽与工程计算得到的结果有些许偏差,但在合理范围之内,所以数值模拟求解结果可信.从模拟结果得到的数据可以看出,调节阀由闭合逐渐开启过程中,气动力矩先逐渐增大,当开度开至40°左右达到最大值,之后气动力矩随开度增大而逐渐减小至0.
【总页数】3页(P424-426)
【作者】刘雄伟;马文静;付晓俊;刘彦丰
【作者单位】华北电力大学能源动力与机械工程学院,保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,保定071003;华北电力大学能源动力与机械工程学院,保定071003
【正文语种】中文
【中图分类】TK113
【相关文献】
1.AP1000核电汽轮机中调门内两相流动特性数值模拟 [J], 贺惠民;张晓毅
2.AP1000核电汽轮机中压调节阀气动力矩数值模拟 [J], 饶宛;边岩;张旭瑞;方立军;高建强
3.百万核电汽轮机再热蝶阀阀板气动力矩分析 [J], 胡志强;王鹏
4.湿蒸汽对AP1000核电汽轮机中调门气动力矩的影响 [J], 刘彦丰;张旭瑞;霍玉恒
5.核2级气动薄膜单座调节阀流场数值模拟 [J], 钟云;张继革;王德忠;施建中
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汽轮机GX1型调节阀流动特性的试验与数值研究

汽轮机GX1型调节阀流动特性的试验与数值研究汽轮机的启停和功率的变化是通过调节阀开度的变化，从而改变进入汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数来实现的，所以调节阀内的流动特性和工作可靠性对整个汽轮机的安全经济运行有重要的影响。

尤其在部分负荷工况下，不仅有较大的能量损失，而且可能引起阀门的振动。

本文对GX-1型调节阀的流动特性和工作性能进行了试验和数值研究[1~3]。

长期以来，我国针对阀门流动特性进行系统研究的并不多，其主要原因是由于缺乏先进的测试仪器和手段而很难测试出阀门内部的流场。

近十几年来，国内做过一些简单的试验并结合理论分析来推测阀内的流动情况[4，5]。

目前，国内外的研究者在三维湍流流动、非定常流动及流体激振等方面都做了大量的研究工作，但是应用于汽轮机调节阀的并不多[6，7]。

调节阀的结构十分复杂，阀内气体的流动是典型的非定常内流问题。

本文针对汽轮机常用的GX-1型调节阀进行模型试验，采用高频动态采集系统及微小型压力传感器等先进测试设备和技术进行试验研究，并且结合数值计算和理论分析，深入研究阀门内气体的流动特性。

1 试验模型的测点布置和计算截面位置本文采用空气作为工质进行模型试验。

为了提高来流的均匀性，在模型阀前装置了扩压段、丝网层、稳压筒和收敛段。

由高压气源来的气流进入调节阀的阀碟和阀座间的环形通道流出后转折90°流入阀座，经阀座渐扩段扩压后排出，如图1所示。

实际的阀腔形状多样，试验采用矩形剖面，阀腔的长、宽、高分别在X、Y、Z方向(其中长、宽相等)，相应的速度分量为u、v、w。

为全面认识阀体内复杂结构形成的复杂流动特性，在阀门各关键部位设置了测点，如阀腔进口、阀腔顶端、阀座进口、阀座收缩段、阀座喉部、阀座渐扩段、阀座出口、阀碟头部等。

动态压力采用直径为1.6mm 的超微型压力传感器及其高频动态采集系统来测定。

同时，本文对GX-1型调节阀在全开和非全开工况下的流场进行了计算，详细分析讨论了调节阀内气体的流动特点和结构。

核电机组汽轮机本体动态仿真模型研究的开题报告

核电机组汽轮机本体动态仿真模型研究的开题报告一、研究背景核电机组汽轮机本体动态仿真模型是核电站运行管理、安全控制和自动化控制系统的重要组成部分。

随着技术的不断发展，核电厂的要求也越来越高，对安全的保障也要求越来越高。

而汽轮机本体动态仿真模型则是保障高可靠性、安全性的重要手段之一。

二、研究目的本研究的目的是针对核电机组汽轮机本体动态仿真模型进行研究，建立汽轮机本体动态仿真模型，实现对核电机组运行管理、安全控制和自动化控制系统的支持。

三、研究内容1. 针对核电机组汽轮机本体动态仿真模型建立的需求及其模型建立原理进行深入研究；2. 对于汽轮机本体动态仿真模型的模型算法进行分析、研究；3. 建立核电机组汽轮机本体动态仿真模型的数学模型，并基于MATLAB、Simulink等工具进行仿真实验的实现；4. 对仿真模型进行适配和校正，通过实际运用的反馈不断完善和改进模型；5. 开展汽轮机本体动态仿真模型在核电机组运行管理、安全控制和自动化控制系统中的应用研究。

四、研究意义研究核电机组汽轮机本体动态仿真模型，可以提升核电机组的稳定性和安全性，支撑极端事故的应对和处理，并且可以最大限度地保证核电机组在正常运行时的性能和效率。

同时，研究还可以为其他电力系统提供借鉴和参考。

五、研究方法1. 查阅相关文献及资料，了解国内外核电机组汽轮机本体动态仿真模型的研究现状，并进行综合分析；2. 运用MATLAB、Simulink等工具建立核电机组汽轮机本体动态仿真模型，编写仿真程序；3. 对仿真模型进行适配和校正，通过实际运用的反馈不断完善和改进模型；4. 开展汽轮机本体动态仿真模型在核电机组运行管理、安全控制和自动化控制系统中的应用研究。

六、研究进度安排第一年：1. 搜集介绍核电机组汽轮机本体动态仿真模型建立原理及其模型算法的相关文献物资；2. 运用MATLAB、Simulink等工具建立核电机组汽轮机本体动态仿真模型；3. 建立汽轮机本体动态仿真模型的适配和校正，通过实际运用的反馈不断完善和改进模型。

船用汽轮机调节阀箱数值模拟的开题报告

船用汽轮机调节阀箱数值模拟的开题报告一、研究背景与意义船用汽轮机作为船舶主要动力装置，在船舶工业中占有重要地位。

调节阀箱作为汽轮机控制系统中的重要部分，主要用于调节汽轮机的负荷及稳定运行。

因此，对调节阀箱进行数值模拟研究，能够有效提高汽轮机的运行效率和稳定性，对于保障船舶的运输安全和经济性具有重要意义。

二、研究内容和目标本研究旨在针对船用汽轮机调节阀箱进行数值模拟研究，具体内容包括以下几个方面：1. 基于流体动力学理论，建立船用汽轮机调节阀箱的数值计算模型，对阀箱内的流场及压力场进行模拟分析。

2. 通过数值模拟数据的分析，探究调节阀箱内不同参数（如开度、流量等）变化对汽轮机性能的影响规律。

3. 在数值模拟的基础上，设计阀箱控制系统参数的优化方案，提高汽轮机的运行效率和稳定性。

三、研究方法本研究主要采用数值模拟方法，具体流程如下：1. 建立船用汽轮机调节阀箱的数值计算模型，通过CFD（计算流体动力学）软件对阀箱内的流场进行模拟分析。

2. 根据模拟结果，统计分析阀箱内不同参数（如开度、流量等）变化对流场及压力场的影响规律，分析阀箱内流体运动的特征。

3. 在数值模拟的基础上，针对阀箱控制系统参数的不同组合，通过优化算法进行参数调整，以提高汽轮机的运行效率和稳定性。

四、研究进度安排本研究的进度安排如下：1. 第一季度：梳理相关文献，了解船用汽轮机调节阀箱的基本原理和流体动力学模拟方法；2. 第二季度：建立船用汽轮机调节阀箱的数值计算模型，进行初步模拟分析；3. 第三季度：根据模拟结果，分析阀箱内流体运动特征，总结影响阀箱性能的主要因素；4. 第四季度：设计阀箱控制系统参数的优化方案，进行参数调整，并进行运行效率和稳定性测试。

五、预期研究成果通过本研究，预计可以获得以下成果：1. 建立船用汽轮机调节阀箱的数值计算模型，并对阀箱内的流场及压力场进行模拟分析；2. 分析阀箱内不同参数（如开度、流量等）变化对汽轮机性能的影响规律；3. 提出阀箱控制系统参数的优化方案，提高汽轮机的运行效率和稳定性。