АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИХЛОПНОГО ВІДСІКУ ЦИЛІНДРА НИЗЬКОГО ТИСКУ З РОЗРІЗНИМ ДИФУЗОРОМ В ДІАПАЗОНІ РЕЖИМІВ

Бічна панель сторінки статті

PDF
DOI: https://doi.org/10.20998/2411-3441.2019.2.07
Ключові слова:
циліндр низького тиску, проточна частина, чисельна модель, відбори, ущільнення, розрізний дифузор

Основний зміст сторінки статті

Valerii Solodov
https://orcid.org/0000-0001-9607-8184
Vladimir Konev
https://orcid.org/0000-0001-8728-6491

Анотація

Розроблено та досліджено чисельну модель варіанту вихлопного відсіку, що включає міжступеневий канал, відбір пари перед діафрагмою останнього ступеня, два відсмоктування пари з міжвінцевого зазору із камерою видалення вологи, надбандажне протікання, інжекцію пари з камери видалення вологи в канал дифузора. Представлено результати чисельного дослідження газодинамічних і енергетичних характеристик вихлопного відсіку циліндра низького тиску, що включає останній ступінь з робочою лопаткою довжиною 1100 мм та вихлопной тракт, на часткових режимах. Течія в кожній розрахунковій підобласті описується повною системою нестаціонарних рівнянь Нав'є-Стокса, усереднених за Рейнольдсом-Фавром. Турбулентні ефекти описані на основі моделі SST Ментера в ступені, і модифікованої диференційної моделі турбулентності Спаларта-Аллмараса в тракті. Інтегрування системи рівнянь Нав'є-Стокса і асоційованих рівнянь здійснюється за допомогою авторського програмного комплексу MTFS®. Розрахункові підобласті апроксимуються неструктурованими гексагональними сітками. В даних розрахунках солвер використовує неявну різницеву TVD схему скінченних об'ємів 2-го порядку точності на основі рішення задачі Рімана на гранях елементарних об'ємів. Організація обчислень використовує варіант алгоритму, заснованого на розщепленні обчислювального процесу для багатопроцесорних платформ. Модель ступеня заснована на усередненні потоків маси, імпульсу і енергії в окружному напрямку. Передача параметрів від ступеня до патрубку і назад здійснювалася на основі усереднення по масовій витраті. Всі розрахунки виконані на основі моделі вологої пари, заданої таблицями. Використано наближення рівноважної конденсації. Досліджується робота варіанту вихлопного відсіку для часткових режимів турбіни К-220-44-2М АЕС «Ловііса». Обговорюється ефективність організації виходу надлишкової пари з камери видалення вологи через тангенціальні щілини в нижній половині опуклої оболонки дифузора.

Блок інформації про статтю

Номер
№ 2 (2019): Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Гідравлічні машини та гідроагрегати
Розділ
Статті

Посилання

Shvetsov V. L. Opyt OAO "Turboatom" v sozdanii i sovershenstvovanii energosberegayushchego oborudovaniya dlya teplovykh i atomnykh elektrostantsiy [The experience of "Turboatom" in creation and development of power equipment for heat and nuclear plants]. Visnyk Nats. tekhn. un-ta "KhPI". Seriya: Enerhetychni i teplotekhnichni protsesy i ustatkuvannya [Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy and heat engineering processes and equipment]. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2006, no. 5, pp. 6–11.

Migay V. K., Gudkov E. I. Proektirovanie i raschet vykhodnykh diffuzorov turbomashin [Design and Calculation of Output Diffusers of Turbomachines]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1981. 272 p.

Deych M. E., Zaryankin A. E. Gazodinamika diffuzorov i vykhlopnykh patrubkov turbomashin [The Gasdynamics of Diffusers and Exhaust Hoods of Turbomachines]. Moscow, Energiya Publ.,

384 p.

Zaryankin A. E., Simonov B. P. Vykhlopnye patrubki parovykh i gazovykh turbin [Exhaust Hoods of Steam and Gas Turbines]. Moscow, MEI Publ., 2002. 273 p.

Gogolev I. G., Drokonov A. M. Aerodinamicheskie kharakteristiki stupeney i patrubkov teplovykh turbin [Aerodynamical characteristics of Stages and pipes of Heat Turbines]. Bryansk, Grani Publ., 1995. 258 p.

Yudin Yu. A., Kosyak Yu. F., Konev V. A., Garkusha A. V., Galatsan V. N., Gudkov E. I., Tarasenko V. V., Sarabun V. N. Vykhlopnaya chast' parovoy turbiny [Exhaust Part of Steam Turbine]. Patent USSR, no. SU1724903A1, 1992.

Solodov V. G., Konev V. A. Analiz effektivnosti variantov vykhlopnogo otseka parovoy turbiny. Energetika [Analysis of Efficiency of Variants of Steam Turbine Exhaust Compartment. Energetika]. Izvestiya vuzov BNTU. 2019.

Deych M. E. Gazodinamika reshetok turbomashin [The Gasdynamics of Turbines Grids]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1996. 527 p.

Solodov V. G., Starodubtsev Yu. V. Nauchno-prikladnoy programmnyy kompleks MTFS® dlya rascheta trekhmernykh vyazkikh turbulentnykh techeniy zhidkostey i gazov v oblastyakh proizvol'noy formy [Scientific Application Software MTFS® for Calculation of 3D Viscous Turbulent Flows of Liquids and Gases in the Regions of Arbitrary Form]. Patent UGAASP, no. 5921, 2002.

Vykhlopnaya chast' osevoy turbomashiny [Exhaust Part of Axial Turbine]. Patent USSR, no. SU1839520A1, 1989.

RTM 108.020.120-77 Aerodinamicheskoe profilirovanie i raschet vykhlopnykh patrubkov tsilindrov nizkogo davleniya parovykh turbin [Aerodynamic Profiling and Calculation of Exhaust Hoods of Low-pressure Cylinders of Steam turbines].

Kasilov V. F., Galatsan V. N., Konev V. A., Denisov V. N. Issledovanie vykhlopnogo patrubka TsND parovoy turbiny [The Study of L.P.C. Exhaust Hood of Steam Turbine]. Teploenergetika. 1990, no. 5, pp. 35–39.

Kasilov V. F. Issledovanie sredstv aktivnogo vozdeystviya na zakruchennoe techenie v sbornoy kamere vykhodnykh patrubkov tsilindrov nizkogo davleniya parovykh turbin [The Study of Active Impact on the Swirled Flow in hoods of Outlet Pipes of LPC of Steam Turbines]. Teploenergetika. 2000, no. 11, pp. 28–33.

Samoylovich G. S., Troyanovskiy B. M. Peremennye i perekhodnye rezhimy v parovykh turbinakh [Variable and Transfer Regimes in Steam Turbines]. Moscow, Energoizdat Publ., 1982. 496 p.

Vargaftik V. B. Handbook of thermophysical properties of gases and liquids. Moscow, Nauka Publ., 1972. 720 p.

Chernikov V. A., ed. Aerodinamicheskie kharakteristiki stupeney teplovykh turbin [Aerodynamic Characteristics of Heat Turbine Stages]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1980. 263 p.

Starodubtsev Yu. V., Gogolev I. G., Solodov V. G. Numerical 3D Model of Viscous Turbulent Flow in One Stage Gas Turbine and Its Experimental Validation. Journal of Thermal Science. 2005, vol. 14, no. 2, pp. 136–141.

Idel'chik I. E. Spravochnik po gidravlicheskim soprotivleniyam [Handbook of hydraulic resistance]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1992. 672 p.

Cherkashenko M. Synthesis of Discrete Drives Control Systems. Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Hydraulic machines and hydraulic units. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2018, no. 46 (1322), pp. 4–9.

Sokol Ye., Cherkashenko М. Syntesis of control schemes of drives system. Kharkiv, NTU "KhPI" Publ., 2018. 220 p.