Совершенствование выходных патрубков мощных паровых турбин на основе вариантных расчетов трехмерного течения
Диссертация
Прогресс в численном моделировании трехмерных течений вязкого газа позволил не только анализировать газодинамику патрубка, но и проследить взаимное влияние элементов конструкции, не прибегая к сложным и дорогостоящим испытаниям. Делаются небезуспешные попытки заменить физическое моделирование вычислительным экспериментом. Созданы и развиваются коммерческие пакеты прикладных программ для решения… Читать ещё >
Содержание
- 1. КОНСТРУКЦИИ ВП, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
- 1. 1. Конструкции ВП
- 1. 2. Типы ВП и их характерные участки
- 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСХОДНОГО ВАРИАНТА ВП
- 2. 1. Распределение степени расширения по участкам ВП
- 2. 2. Проектирование начального участка
- 2. 3. Проектирование диффузора
- 2. 3. 1. Выбор эффективной формы диффузора
- 2. 3. 2. Влияние геометрических параметров на потери в диффузоре
- 2. 3. 3. Снижение неравномерности параметров потока при наличии силовых связей
- 2. 4. Проектирование поворотной камеры
- 2. 5. Проектирование переходного патрубка
- 2. 6. Пример проектирования исходного варианта ВП
- 3. РАСЧЕТ ТРЕХМЕРНОГО ТЕЧЕНИЯ В ВП
- 3. 1. Выбор и тестирование метода
- 3. 2. Тестирование ВП с низким коэффициентом потерь
- 3. 3. Тестирование ВП с высоким коэффициентом потерь
- 3. 4. Последовательность трехмерных расчетов
- 4. ВАРИАНТНЫЕ РАСЧЕТЫ ТРЕХМЕРНОГО ТЕЧЕНИЯ В ВП
Список литературы
- Адамсон Д.А. Паровая турбина К-300−23,5 для замены выработавших ресурс К-300−240 ХТГЗ / Н. Н. Гудков и др.// Теплоэнергетика, 2009, № 4. —с.4. .10.
- Адамсон Д.А. Реконструкция ТЭЦ, оснащенных паровыми турбинами Р-50−130 JIM3/ В. В. Ермолаев и др.// Теплоэнергетика, 2009, № 4. — с.18.,.22.
- Александров A.A., Григорьев Б. А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара: Справочник. Рек. Гос. службой стандартных справочных данных. ГСССД Р-776−98 М.: Издательство МЭИ, 1999. — 168 с.
- Амелюшкин В.Н., Уманский М. П. Влияние закрутки потока на эффективность криволинейных диффузоров // Энергомашиностроение, 1963, № 12. — с.18 21.
- Аэродинамика диффузоров и выходных патрубков турбомашин / Дорфман А. Ш., Назарчук М. М., Польский Н. И., Сайковский М. И. — Л.: Изд. АН УССР, I960, —292 с.
- Байков B.C., Васильев Ю. Н., Орлова Т. И. Экспериментальное исследование ступенчатого диффузора// ЦИАМ, Труды № 523. — М., 1972. — с.1 20.
- В.П.Лагун, Л. Л. Симою, Ю. З. Фрумии, Натурные исследования выходного патрубка мощной паровой турбины, Теплоэнергетика, 1975, № 2.
- Васильев Ю.Н. К теории ступенчатого диффузора//В сб. статей: «Лопаточные машины и струйные аппараты», № 4. — М., Машиностроение, 1969. — с.229 -245.
- Веревкин H.H., Лашков Л. О. О способах уменьшения потерь давления в диффузорах с большими углами раскрытия// Промышленная газодинамика, 1956, № 7. — с.81 — 94.
- Вирозуб И.Е. Об оптимальной форме диффузора / И. Е. Вирозуб, А.Ш. Дорф-ман// Теплоэнергетика, 1962, № 6. — с.88 91.
- Влияние кинематики потока на входе в выхлопной патрубок турбины на его характеристики / Л. Л. Симою, В. П. Лагун, Н. Н. Гудков, В. И. Кириллов // Теплоэнергетика. 1997. № 1.С. 25—32.
- Влияние саблевидности сопловых лопаток на работу последней ступени паровой турбины / Л. Л. Симою, Н. И. Гудков, И. С. Индусский и др.// Теплоэнергетика, 1998, № 8. — с. 37−41.
- Выходной патрубок паровых турбин однопоточной компоновки «SKODA POWER», официальный сайт, http://www.skoda.cz/.
- Гаркуша A.B. Особенности совместной работы ступени и выхлопного патрубка турбины при различных радиальных зазорах над рабочим колесом / A.B. Гаркуша, В. Е. Добрынин, A.B. Лапузин, Ю. А. Юдин // Теплоэнергетика, 1988.-№ 8.-С. 33−36.
- Головина Л.Г., Влияние геометрических и режимных параметров на характеристики конических диффузоров: Диссертация кандидата технических наук / Л. Г. Головина, Моск. энерг. ин-т (МЭИ). 1967. — 166 с.
- Голощапов В.Н., Пащенко Н. В., Русанов A.B. Влияние вакуума за последней ступенью на пространственную структуру потока в проточной части паровой турбины// Вестник Национального технического университета «ХПИ». -Харьков: НТУ «ХПИ», 2009, № 3. с. 49 — 55.
- Гольдштейн С. (ред.). Современное состояние гидрогазодинамики вязкой жидкости, т. 1−2. М.:ИЛ, 1948, с. 407.
- Гудков Э.И. Исследование и газодинамическая отработка нагнетательного патрубка газотурбинной установки ГТК—25// Энергомашиностроение, 1973, № 6. — с. 18 -20.
- Дейч М.Е. Газодинамика решеток турбомашин.— М.: Энергоатомиздат, 1996.—528с.
- Дейч М.Е. Техническая газодинамика. — M.-JL: Госэнергоиздат, 1961. — 702с.
- Дейч М.Е., Зарянкин А. Е. Газодинамика диффузоров и выходных патрубков турбомашин. —М.: Энергия, 1970.—384 с.
- Демидов С.А., Исследование течений и определение потерь полного давления в круглых, плоских и кольцевых диффузорах// Институт им. Баранова. Техн. отчет № 116. — Б.м., 1960. — 14 с.
- Довжик С.А., Морозов А. И. Экспериментальное исследование кольцевых диффузоров осевых турбомашин// Промышленная газодинамика. — М., 1961. — Вып.20, —с. 168 -202.
- Дорфман А.Ш., Польский Н. И., М.И. Об отсосе пограничного слоя в кольцевых диффузорах.// Изв. АН СССР. Энергетика и автоматика, 1961, № 6. — с.156 163.
- Дорфман А.Ш., Польский Н. И., Сайковский М. И. Об одной характеристике локального расширения диффузорных каналов// ИФЖ, 1959, № 4 — с. 8 -14.
- Дорфман А.Ш., Сайковский М. И. Определение оптимальной формы диффузора с произвольной средней линией при отрывных течениях// ИФЖ, 1963, Том VI, № 12. — с.88 94.
- Дорфман А.Ш., Сайковский М. И. Приближенные методы расчета потерь в криволинейных диффузорах при отрывных течениях// Промышленная газодинамика, 1966, вып.28 — с.98 121.
- Дыскин JI.M. Исследование влияния геометрических и режимных параметров на характеристики кольцевых диффузоров: Автореф. диссертация к—та техн. наук. — М., 1969. —26 с.
- Ермашов H.H., Терентьев И. К., Маркозов Н. Д., Сорокин H.A. Повышение экономичности последней ступени серии мощных паровых турбин// Труды ЦКТИ, 1972, вып.115. — с.79 85.
- Жилинский В.П. Исследования выходных патрубков паровых турбин при околозвуковых скоростях на входе: Автореф. диссертация канд. техн. наук.— М., 1979.—20 с.
- Зильберштейн С.Л., Тененбойм Л. Г. Английские паровые турбины большой мощности и тенденции развития паротурбостроения в Англии. — М.: ОРГРЭС, 1966. —72 с.
- Зин Еддин Хайссам. Исследование течения в каналах выходного тракта ЦНД паровых турбин: Автореф. диссертация канд. техн. наук.— М., 1995.—20с.
- Идельчик И.Е. Газодинамика потока и потери напора в диффузорах// Труды ЦАГИ, сб. «Промышленная газодинамика», вып. З, 1947.
- Идельчик И.Е. Исследование коротких диффузоров с разделительными стенками // Теплоэнергетика, 1958, № 8. — с. 21 26.
- Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлением /Под ред. М. О. Штейнберга.З-е изд., перераб. и доп.— М.: Машиностроение, 1992.—672 с.
- Использование суперсверхкритических параметров водяного пара — перспектива развития угольных электростанций Украины / О. Ю. Майстренко, О. Ф. Буляндра, С. М. Василенко // Экотехнологии и ресурсосбережение, 2007, № 5. —с. 11−15.
- Исследование выхлопного патрубка ЦНД паровой турбины./ В. Ф. Касилов,
- B.Н. Галацан, В. А. Конев, В.Н. Денисов// Теплоэнергетика, 1990, № 5. —1. C.35.39.
- История техники / А. А. Зворыкин, Н. И. Осьмова, В. И. Чернышев, С.В. Шу-хардин. — М.: Соцакгиз, 1962. — 772с.
- История энергетической техники, Л. Д. Белькинд, О. Н. Веселовский, И. Я. Конфедератов, Я. А. Шнейберг — М.: Госэрнергоиздат, 1960. — 665 с.
- Касилов В.Ф., Денисов В.И, Зин Еддин X. Исследование средств стабилизации течения в каналах выходных патрубков ЦНД паровых турбин// Вестник МЭИ.- М.: МЭИ, 1994, № 3. — с.30−33.
- Касилов В.Ф., Денисов В. И. Эффект запирания выходных патрубков ЦНД паровых турбин. // Теплоэнергетика, 1993, № 2. —с.46. .49.
- Кафедра турбиностроения Национального технического университета «ХПИ», официальный сайт, http://www.kpi.kharkiv.edu/turbine/glavnajhtm.
- Кондак Н.М. О применении кольцевых поворотов в выходных патрубках турбомашин// Труды института Теплоэнергетики АН УССР, К., 1956, № 13, Вып. 2.— с. 57 63.
- Косяк Ю.Ф. Паровая турбина К-300−240 ХТГЗ. — М.: Энергоиздат, 1982, — 272 с.
- Л.Л. Симою и др. Разработка мероприятий по усовершенствованию выхлопного патрубка // Отчет ВТИ — М., 1996, 24 с.
- Л.Л.Симою, В. П. Лагун, И. В. Гарькавенко, Модернизация выходного патрубка турбины К-160−130 ХТГЗ, Электрические станции, 1985, № 2.
- Лагун В.П., Симою Л. Л. Методика и некоторые обобщенные результаты исследований выходных патрубков паровых турбин // Теплоэнергетика. —1991. —№ 2, —с. 28—33.
- Лаптева З.А., Таушканова В. Б. Испытания выходных патрубков турбин и осевых компрессоров // Исследования элементов паровых и газовых турбин и осевых компрессоров. Л., Машгиз, 1960. — с. 107−116.
- Лапшин К.Л. Оптимизация проточных частей многоступенчатых турбин. — СПб.: Изд.-во С-Петерб.университета, 1992. — 196 с.
- Дедовская H.H. Управление отрывом потока в диффузорных каналах. Экспериментальное исследование: Автореф. диссертация канд. техн. наук.—М., 2005,—31с.
- Ленинградский металлический завод им. Сталина (История завода в иллюстрациях) / Воронцов К. И., Кузнецов С. С., Роловец Н. Т., Хлавно А.А.и др. / / ЛМЗ Отдел технической информации, Таллин-Тарту: типография «Окто-обер», 1957.- 198 с.
- Летопись важнейших событий истории Металлического завода, официальный сайт, http://lmz-150.ru/.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Изд. 6-е, М.: Наука, 1987.
- Мазуренко A.C., Арсирий В. А. Повышение эффективности турбинных установок за счет совершенствования проточных частей патрубка// Вестник Национального технического университета «ХПИ». — Харьков: НТУ «ХПИ», 2005, № 6. —с. 39−43.
- Методика и некоторые результаты исследований выхлопных патрубков натурных паровых турбин / В. П. Лагун, Л. Л. Симою, Э. А. Бойцова и др.// Теплоэнергетика, 1991, № 2. — с. 28 33.
- Мигай В.К., Гудков Э. И. Некоторые способы уменьшения потерь в элементах котельных газовоздухопроводов.//Труды ЦКТИ, 1971, вып.110. —с.78 82.
- Мигай В.К., Гудков Э. И. Проектирование и расчет выходных диффузоров турбомашин.—Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1981. — 272 с.
- Монин A.C., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика, т. 1−2. М.: Наука, 1965, 1967 с. ч. 1−640, ч.2−720.
- Морозов Д.И. Повышение эффективности выхлопных патрубков турбин.// Энергомашиностроение, 1965, № 5. — с.35 38.
- Морозов Д.И., Щекалкин В. М. Результаты улучшения выходного патрубка тазовой турбины // Теплоэнергетика, 1964, № 1. — с.57 60.
- Носова М.М. Сопротивление входных и выходных раструбов с экраном // Промышленная газодинамика/ БНИ МАП. М., 1956, № 7. — с.95 100.
- Особенности обтекания опорного венца кольцевого диффузора ГТД при входной закрутки потока, В. Г. Солодов, Ю. В. Стародубцев, Б. В. Исаков, В.Т.
- Федан // Вестник Национального технического университета «ХПИ». — Харьков: НТУ «ХПИ», 2005, № 6. — с.31 38.
- Открытое акционерноеобщество «Научно—производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова» (НПО ЦКТИ), официальный сайт, http://www.ckti.ru.
- Паровая турбина К-500−240 ХТГЗ/ Под ред. В. Н. Саввина — М.: Энергоатомиздат, 1984.—264 с.
- Паровые турбины и турбоустановки/ И. И. Кириллов, В. А. Иванов, А. И. Кириллов. — JI. Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1978.—276с.
- Паровые турбины сверхкритических параметров J1M3 / В. И. Волчков, А. Г. Вольфовский, И. А. Ковалев и др.- Под ред. А. П. Огурцова, В. К. Рыжкова -М.: Энергоатомиздат, 1991. —384.с.
- Паротурбинные энергетические установки. Отраслевой каталог. — М.: ЦНИИ-ТЭИтяжмаш, 1994, 95 с.
- Результаты натурных газодинамических исследований модернизированного ЦНД и выходного патрубка турбины К-300−240 JIM3 / ВТИ, Руководитель А. Г. Тумановский, Ю. В. Ржезников, В. П. Лагун, Л. Л. Симою — М., 1980.- 57 с.
- РТМ 108.020.120−77. Газодинамическое профилирование и расчет выхлопных патрубков цилиндров низкого давления паровых турбин.
- Санкт-Петербургский Государственный Морской технический университет, кафедра судовых турбин и турбинных установок, официальный сайт, http://www.smtu.ru/turbo-ing/index.html.
- Смирнов Е.М., Зайцев Д. К. Метод конечных объемов в приложении к задачам гидрогазодинамики и теплообмена в областях сложной геометрии // Научно-технические ведомости СПбГПУ, № 2, 2004, с.70−81.
- Соболев С.П., Паровая турбина К-160−130 ХТГЗ. — М.: Энергия, 1980. — 92с.
- Совершенствование одноступенчатой газовой турбины, В. Т. Буглаев, И. Г. Гоголев, A.M. Дроконов, А.Д. Николаев// Вестник Брянского государственного технического университета, 2006, № 1(9). — с.41 48.
- Сорокин А.И., Краснов В. Н. Корабли проходят испытания, —Л.: Судостроение, 1985. —232 с.
- Степанов Ю.Г., Цветков И. Ф. Эскадренный миноносец «Новик». — Л.: Судостроение, 1981.—224 с.
- Тарасов В.Н. Разработка рациональных методов проектирования парциаль-но—импульсных турбин: Диссертация канд. техн. наук.— С-Пб., 2009. — 34с.
- Таушканова В.Б. Испытание выходных патрубков мощных паровых турбин// Исследование элементов паровых и газовых турбин и осевых компрессоров. Сборник ЛМЗ, Машгиз, 1960, № 6 — с. 123−132.
- Теплицкий М.Г. Исследование экономичности турбоустановки К-1000−60/1500 ХТЗ и энергоблока 1000МВт Южноукраинской АЭС // Теплоэнергетика. 1986. № 12. —с. 10−17.
- Тепловые испытания турбоустановки ХТЗ К-500−60/1500 / Г. М. Коновалов, В. Д. Канаев, Ф. М. Сухарев и др. // Теплоэнергетика. 1984. № 4. с. 4−9.
- Трояновский Б.М. Турбины для атомных электростанций. — М.: Энергетика, 1978. —232с.
- Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины// 2-е изд., перераб. и доп.-М.:Энергоатомиздат, 1990. — с.640.
- Тубянский Л.И., Френкель Л. Д. Паровые турбины высокого давления ЛМЗ им. Сталина. Конструкция и обслуживание — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1953. -326с.
- Уваров В.В., Шкурихин И. Б., Моляков В. Д. Исследование совместной работы ступени турбины и радиальнокольцевого диффузора с управляемым пограничным слоем.// Теплоэнергетика, 1976, № 5. — с. 18 20.
- Уманский М.П., Амелюшкин В. Н. Сопротивление диффузорных патрубков турбомашин при изменении втулочного отношения // Энергомашиностроение, 1967, № 1, —с. 41 -43.
- Уфлянд Г. Б., Экспертная программа для сравнительной оценки потерь в выходных диффузорах энергетических установок// Энергетические машины иустановки. Научно-технический производственный журнал, 2009, № 1 с.35−37.
- Франкфурт М.О. Экспериментальное исследование диффузоров с щелевым отсасыванием воздуха из пограничного слоя.// Промышленная газодинамика, 1973, вып.30. — с.41 -50.
- Численное моделирование процессов течения в выхлопном патрубке паровой турбины: сопоставление результатов расчета с данными натурного эксперимента / В. В. Рис и др.// Теплоэнергетика, 2009, № 4. —c.l 1. 18.
- Шубенко-Шубин J1.A., Особенности конструкций новейших паровых турбин большой мощности. —M-JL: Госэнергоиздат, 1961. — 136 с.
- Энергетические характеристики выхлопа модернизированного ЦНД турбин К-300−240, К-800−240 / В. П. Лагун, Л. Л. Симою, Ю. В. Нахман,. В. А. Пахомов //Теплоэнергетика. 1984. № 4. С. 26—31.
- Юдин Ю.А., Лапузин А. В. Влияние формы широкорежимного дефлектора на потери в диффузоре выходного патрубка ЦНД турбины// Вестник Национального технического университета «ХПИ». Харьков: НТУ «ХПИ», 2007, № 2. — с.44 — 47.
- Юдин Ю.А., Лапузин А. В. Повышение эффективности выходных патрубков ЦНД паровых турбин с помощью широкорежимного дефлектора// Вестник Национального технического университета «ХПИ». Харьков: НТУ «ХПИ», 2005, № 6. — с.60 — 64.
- Юдин Ю.А., Совершенствование выхлопных патрубков мощных паровых турбин. Автореф. диссертация канд. техн. наук// Харьковский политехи, инст. им. В. И. Ленина. —Харьков, 1986. —18 с.
- Albring W., Wasserkrafltmaschinen, 3, Lehrburch, ТН, Dresden, 1967.
- Breuer M., Jovicic N. and Mazaev K. Comparison of DES, RANS and LES for the separated flow around a flat plate at high incidence. Int. J. Numer. Meth. Fluids, 2003, v. 41, pp. 357−388.
- F. Menter, M. Kuntz, R. Langtry Ten Years of Experience with the SST Turbulence Model // In: Turbulence, Heat and Mass Transfer 4 (Editors K. Hanjalic, Y. Nagano, M. Tummers), Begell House Inc., 2003, P. 625−632.
- Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Comp. Methods in Appl. Mech. and Eng. 1974. — Vol 3. — P. 269−289.
- Menter F.R. Zonal Two-Equction k-co Turbulence Models for Aerodynamic Flows. AIAA Paper 93−2306, Jun. 1993.103.RU 2 278 278 CI, 04.04.2005
- Sothern J.W. The Marine Steam Turbine. A parctical description of the parsons marine turbine//New York, D. van Nostran Company, 23 murray and 27 Warren Streets, London, Crosby Lockwood and son.-1909.
- Spalart P.R. Strategies for turbulence modelling and simulation. Intern. Journal of Heat and Fluid Flow 2000 — V. 21 — pp. 252−263.
- Spalart P.R., Allmaras S.R. A One-Equation Turbulence Model for Aerodynamic 34 Flows. AIAA Paper 92−0439, Jan. 1992.
- Spalart P.R., Jou W.H., Strelets M. and Allmaras S.R. Comments on the feasibility of LES for wings and on a hybrid RANS/LES approach. In Liu C. and Liu Z. (eds) Advances in DNS/LES, Procce-dings of 1st AFOSR International Conference on
- DNS/LES, Ruston, LA, August, 4−8, Grey den Press, Columbus, OH, 1997. p. 137 147.
- The Westinghouse-Parsons Steam Turbine. A description, With suggestions and instructions for its installation care and operation// Instruction Book WM 103, East Pittsburg. PA., April 1910.
- W. Wagner, A. Kruse The Industrial Standard IAPWS-IF97: Properties of Water and Steam, Springer, Berlin, 1998.