Повышение КПД проточной части цилиндра высокого давления паровой турбины на основе расчетов трехмерного вязкого течения

Abstract

Представлены результаты исследований возможностей аэродинамической модернизации цилиндра высокого давления паровой турбины. Прогнозирование потерь, КПД и эффективности обтекания выполнено на основе результатов численного моделирования пространственного вязкого течения в лопаточных аппаратах турбомашин. Расчеты проводились с помощью программного комплекса "FlowER". Предложена модернизация лопаточных аппаратов и меридиональных обводов, обеспечивающая увеличение КПД ступени на 1,5 %. Определены пути дальнейшего повышение эффективности ступени за счет использования пространственного профилирования лопаток направляющего аппарата.

Наведені результати досліджень можливостей аеродинамічної модернізації циліндра високого тиску парової турбіни. Прогнозування втрат, ККД та ефективності обтікання виконано на основі результатів чисельного моделювання просторової в'язкої течії у лопаткових апаратах турбомашин. Розрахунки проводилися за допомогою програмного комплексу "FlowER". Запропоновано модернізацію лопаткових апаратів та меридіональних обводів, що забезпечує збільшення ККД ступеня на 1,5 %. Визначено шляхи подальшого підвищення ефективності ступеня за рахунок використання просторового профілювання лопаток направляючого апарата.

The results for study of possibilities to modernize the HP cylinder of the steam turbine have been presented. The prediction of a flow structure, kinetic energy losses and a stage efficiency has been performed basing on numerical simulation of three-dimensional viscous flow within turbomachinery flowpath. The gasdynamic solver FlowER has been used for computations. The alternative design of turbine stage flowpath has been suggested. It permits to increase the stage efficiency by 1,5 percent. The futher improvement of the turbine stage can be realized with 3D blade design.