2018年第39卷第7期
东北电力技术
NORTHEASTELECTRICPOWERTECHNOLOGY 汽轮机排汽通道二维数值模拟
李慧，乔春珍，王浩，彭，苏兰青
（北方工业大学，北京100144）
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摘要：以某600MW汽轮机为研究对象，应用Fluent软件对排汽通道复杂的内部结构进行三维数值模拟，通过建立低压加热器、低压抽汽管道、支撑管道、四壁加强筋4个模型，分步模拟其对喉部出口流场的影响。结果表明：当喉部布置低压加热器和低压抽汽管道时，出口平均流速有所降低，由于绕圆柱流动产生的旋涡脱体，使得构件下方形成低速流区，其两侧为高速流区；支撑管道和四壁加强筋会增加流场的复杂性，通过阻断旋涡作用来提高排汽缸的静压恢复能力，降低喉部出口截面流场的不均匀性，总压损增加。
关键词：汽轮机：排汽通道；低压加热器：低压抽汽管道：四壁加强筋；支撑管道
［中图分类号】TK261［文献标志码］A【文章编号］1004-7913(2018)07-0059-04
Research on Three Dimensions Numerical Simulation of Steam Tubine Exhaust Passage
LI Hui，QIAOChunzhen，WANGHao，PENGYe，SULanqing
( North China University of Technology, Beijing 100144, China)
Abstract: Ahstract : Considering 600 MW steam turbine as the research object, it applicates Fluent software to analysis the exhaust channel of 3D numerical simulation of the complex intemal structure. By establishing four models of low-pressure heater, low pressure steam pipeline, holding up pipeline and reinforced walls, it simulates the influence on the throat of the outlet flow field step by step. The results show that when the throat arranged in the low-pressure heater and low pressure gas pipeline, the exit velocity decreases. Because of the flow around a circular cylinder vortex generated by the members formed body which makes low flow area, the two sides are highspeed flow area. The supporting pipe and reinforced walls can increase the complexity of the flow field. It improves the static pressure of the exhaust hood recovery capability by blocking the vortex. It reduces the ununiformity of throat outlet flow and increases total pressure loss.
Key words: steam turbine; exhaust passage; low pessure heater; low pressure steam pipeline; reinforced walls; supporting pipe line
汽轮机排汽通道将汽轮机排汽引人凝汽器，并
把未级出口的蒸汽动能转化为压力能提高排汽通道性能，可有效降低汽轮机排汽压力，提高机组经济性。对大功率汽轮发电机组，排汽缸能量相当于总可用能量的2%以上，约占机组总损失的 0.15%l2]。研究表明，蒸汽流速在50m/s以下时，凝汽器管束局部对流换热系数随人口蒸汽速度上升而增大。因此，研究排汽通道出口蒸汽流场及影响因素，对降低汽轮机排汽压力，提高机组经济性具有重要意义。
汽轮机排汽通道内部结构比较复杂，包含低压加热器、低压抽汽管道、支撑桁架、加强筋板等。这些内部元件势必干扰蒸汽流动，对喉部出口截面蒸汽流场酶数据性和凝汽器管束换热效果产生
影响。
将排汽通道作为整体研究其内部主要元件对出口截面蒸汽流场的影响。曹丽华、周兰欣等人通过三维数值模拟，认为小汽轮机排汽的接人对喉部出口流场均匀性会产生一定影响[4-5]。崔国明、郭玉双研究发现低压加热器影响会对喉部均匀性产生极大破坏6-7：刘晖民研究发现机组排汽通道中存在涡流，会影响凝汽器传热效果及传热端差*。陈涛文对有加强筋板的汽轮机进行优化，发现筋板会对流场有扰动作用”。以上研究对凝汽器喉部设计具有指导意义，但是考虑支撑管道、四壁加强解影响的研究相对较少。
本文在此基础上，建立了4个模型，每个模型单独考虑了低压加热器、低压抽汽管道、支撑管