一种汽轮机通流计算参数修正方法技术

本发明专利技术涉及一种汽轮机通流参数修正方法。包括：步骤一，根据汽轮机热力特性，对汽轮机热力参数和监测参数进行一维热力计算；步骤二，针对汽轮机各级，在不同叶高处截面进行二维计算，获得热力参数在二维平面的变化规律；步骤三，建立汽轮机通流三维模型，对通流部分进行三维计算，获得三维热力参数变化规律。步骤四，根据三维热力参数变化规律，对一维通流监测和计算参数进行修正。本发明专利技术能够反映空间内的流动参数变化，可用于汽轮机热力计算和状态监测，对通流参数进行修正，提高一维热力系统计算的精度；在监测系统中，根据修正关系可根据监测点参数预测通流空间流动情况，提高参数监测的准确性，为汽轮机状态监测及运行提供指导。导。导。

【技术实现步骤摘要】
一种汽轮机通流计算参数修正方法


[0001]本专利技术涉及火力发电
，尤其涉及一种汽轮机通流计算参数修正方法。

技术介绍

[0002]随着汽轮机设计制造水平的提高，全三维设计技术的应用，除了低压级，汽轮机高中压级也采用扭叶片设计，来提高通流效率。
[0003]蒸汽在汽轮机级内的流动复杂，受离心力、涡流和叶型的影响，蒸汽参数在沿叶高方向不断变化。尤其是对长叶片，扇度大，径向马赫数变化大，流动具有明显的三维性。
[0004]现有汽轮机热力系统设计、变工况运行模拟，采用的是平均直径处的一维热力参数进行计算分析，无法反映汽轮机通流内部的三维流动，使计算存在偏差。在对汽轮机通流参数进行监测时，监测参数与测点安装位置相关，既无法反映平均直径处的流动，也无法反应汽轮机内部真实三维流场，不能及时判断危险工况的发生。
[0005]因此，为提高热力计算精度和参数监测的准确性，亟需一种修正方法，对汽轮机通流参数进行修正。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种汽轮机通流计算参数修正方法，以提高热力计算精度和参数监测的准确性，使监测参数能够反应汽轮机内部真实流动情况。
[0007]本专利技术提供了一种汽轮机通流参数修正方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一，根据汽轮机热力特性，对汽轮机热力参数和监测参数进行一维热力计算；
[0009]步骤二，针对汽轮机各级，在不同叶高处截面进行二维计算，获得热力参数在二维平面的变化规律；
[0010]步骤三，建立汽轮机通流三维模型，对通流部分进行三维计算，获得三维热力参数变化规律。
[0011]步骤四，根据三维热力参数变化规律，对一维通流监测和计算参数进行修正。
[0012]进一步地，所述步骤一包括：根据汽轮机热力特性及结构参数，对热力参数进行一维校核计算及变工况计算，确定平均直径处的热力参数及其随工况变化规律。
[0013]进一步地，所述步骤二包括：以步骤一中平均直径处的热力参数为基准，根据不同叶高处的叶型，建立叶型二维模型，进行流场计算，获得不同叶高平面二维参数变化规律。
[0014]进一步地，所述步骤三包括：
[0015]根据汽轮机结构尺寸，建立汽轮机通流部分全三维建模，采用计算流体力学方法对三维流场进行计算，获取不同工况下的三维流场结果；
[0016]分析热力参数的三维变化规律，取监测点空间内叶高方向的径向截面的计算结果，得到监测点的参数与所在径向截面其他点的函数关系。
[0017]进一步地，所述步骤包括：
[0018]在已知监测点参数的情况下，根据步骤三中获取的参数变化规律，对监测点参数
进行修正，使其反映空间内其他点的参数变化；
[0019]在已知设计点参数的情况下，根据步骤三中获取的参数变化规律，对监测点参数进行修正，使其更加精确。
[0020]借由上述方案，通过汽轮机通流计算参数修正方法，具有如下技术效果：
[0021]1、本专利技术通过一维热力计算获取热力系统变工况性能，结合二维流场计算，并通过计算流体力学进行三维数值模拟计算，获取热力参数在三维空间内的变化规律，相互验证，最终建立通流热力参数的修正关系，使其能够反映空间内的流动参数变化。
[0022]2、本专利技术适用于汽轮机热力系统计算及状态监测，可对通流参数进行修正，提高一维热力系统计算的精度；在监测系统中，根据修正关系可根据监测点参数预测通流空间流动情况，提高参数监测的准确性，为汽轮机状态监测及运行提供指导。
[0023]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的流程示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例的一维计算损失分布图；
[0026]图3是本专利技术实施例的二维流场计算温度分布示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例的三维模型图；
[0028]图5是本专利技术实施例中某级温度变化规律图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0030]参图1所示，本实施例提供了一种汽轮机通流参数修正方法，包括以下步骤：
[0031]步骤一，根据汽轮机热力特性及结构参数，对汽轮机热力参数和监测参数进行一维热力计算，确定平均直径处的热力参数及其随工况变化规律。
[0032]步骤二，以步骤一中平均直径处的热力参数为基准，根据不同叶高处的叶型，建立叶型二维模型，进行流场计算，获得不同叶高平面二维参数变化规律。
[0033]步骤三，根据汽轮机结构尺寸及图纸，建立汽轮机通流三维模型，采用计算流体力学方法对三维流场进行计算，获取不同工况下的三维流场结果。分析热力参数的三维变化规律，取监测点空间内叶高方向的径向截面的计算结果，得到监测点的参数与所在径向截面其他点的函数关系。
[0034]步骤四，根据三维热力参数变化规律，对一维通流监测和计算参数进行修正。在已知监测点参数的情况下，根据步骤三中获取的参数变化规律，对监测点参数进行修正，使其反映空间内其他点的参数变化。在已知设计点参数的情况下，根据步骤三中获取的参数变化规律，对监测点参数进行修正，使其更加精确。
[0035]在本实施例中，步骤一中汽轮机一维热力计算包括：根据损失模型，计算分析各级内损失，如叶型损失、二次流损失等，进行变工况计算，得到级内压力、温度、反动度等参数随工况变化情况。附图2为一维计算得到某型汽轮机通流各级损失分布图。
[0036]在本实施例中，步骤二包括：根据图纸通过建模软件建立叶型平面模型，并进行网格划分，根据步骤一中的计算结果设置计算初始边界条件，通过计算流体力学软件求解器对二维流场进行求解，对计算结果进行后处理，分析级内流动损失，与步骤一中计算的级内损失进行验证，并得到流场内温度分布、压力分布等参数变化规律，参见图3。
[0037]在本实施例中，步骤三包括：据几何图纸通过三维建模软件参照汽轮机真实通流结构，建立通流区域多级模型，并通过流体分析软件生成模型流体计算域，依据模型实际物理边界，将模型中的转静部件分别设置千静止及旋转计算域。对模型进行网格划分，生成结构化网格，满足计算要求。参图4所示。
[0038]在本实施例中，步骤三中计算模型的初始边界条件根据步骤一中变工况计算结果设置总压入口和静压出口边界，旋转域设置旋转速度具体为3000rpm，动静交接面设置混合面模型，其余固体壁面设置为光滑、绝热条件。计算工质采用IAPWS
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IF97模型的水蒸气。计算流体力学软件通过求解器对三维流动进行求解，经过计算结果后处理，分析级内流动损失，与步骤二中计算的级内损失进行验证，进而获得三维流场内速度分布、压力分布、温度分布等，及计算域中个热力参数的绝对值。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机通流参数修正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据汽轮机热力特性，对汽轮机热力参数和监测参数进行一维热力计算；步骤二，针对汽轮机各级，在不同叶高处截面进行二维计算，获得热力参数在二维平面的变化规律；步骤三，建立汽轮机通流三维模型，对通流部分进行三维计算，获得三维热力参数变化规律。步骤四，根据三维热力参数变化规律，对一维通流监测和计算参数进行修正。2.权利要求1所述的汽轮机通流参数修正方法，其特征在于，所述步骤一包括：根据汽轮机热力特性及结构参数，对热力参数进行一维校核计算及变工况计算，确定平均直径处的热力参数及其随工况变化规律。3.权利要求2所述的汽轮机通流参数修正方法，其特征在于，所述步骤二包括：以步骤一中平均直径处的热力参数为基准，根据不同叶高...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，张浩峰，金杰，季鹏飞，刘宝民，李洁，杜未，刘岩，张振华，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：