分析汽轮机蜂窝汽封泄漏量及气动特性的数值模拟

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1、学兔兔www.xuetutu.com第39卷第2期热力透平V01．39NO．22010年6月THERMALTURBINEJun2O10汽轮机蜂窝汽封泄漏量及气动特性的数值模拟吴墒锋，杨锐，杨建道(上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，上海2O0240)摘要：蜂窝汽封由于其较好的气动特性，正在被广泛应用于汽轮机组、燃气轮机、空气压缩机和飞机发动机等领域。为了研究蜂窝汽封的蜂窝边长以及漏气间隙对蜂窝汽封漏气量和通流级效率的影响，本文对3OMw汽轮机中压缸某压力级的叶顶蜂窝汽封进行了全三维CFD数值模拟。研究结果表明：随着蜂窝边

2、长的增大，漏气量增大，通流级效率减小，但是总体变化幅度较小；汽封间隙对漏气量和级效率的影响很大。可见，在工程应用中，设计和保证合理的漏气间隙对汽封装置减小漏气量提高级效率具有非常重要的意义。关键词：汽轮机；蜂窝汽封；泄漏量；气动特性中图分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1672—5549(2O10】02—0121一O5LeakageandAerodynamicCharacteristicsNumericalSimulationfortheHoneycombSealoftheSteamTurbineWUShang—f

3、eng，YANGRui，YANGJian—dao(ShanghaiElectricPowerGenerationEquipmentCo，LtdShanghaiTurbinePlant，Shanghai200240，China)Abstract：Thehoneycomb’steamsealingtechnologyisbeingwidelyusedinsteamturbines，gasturbines，aircompressorsandaircraftenginesandotherfieldsbecauseofitsgood

4、aerodynamiccharacteristics．Inthispaper，inordertostudytheinfluenceofhoneycomb’Ssidelengthandtheleakagegaponthesealleakageandthestageefficiency，thehoneycombsealofacertainrotatingbladeofIPcasingof30MWturbineissimulatedwith3DCFDmethod．Theresultsshowthatwiththeincrease

5、ofthehoneycomb’Ssidelength，thesteamleakageincreasesandthestageefficiencydecreases，butbothwithminorchanges，andthesealgaphasmoreinfluenceontheleakageandstageefficiency．Therefore，inengineeringapplications，areasonabledesignofleakagegapforhoneycombsealisveryimportantfo

6、rdecreasingtheleakagelossandimprovingthestageefficiency．Keywords：steamturbine；honeycombseal；leakage；aerodynamiccharacteristics透平机械中的汽封装置，常用于旋转部件和而破坏转子的运行稳定性；3)在机组启停过程中，静止部件的中间，例如静叶叶根和转轴、动叶叶顶由于膨胀差较大，因此汽封易出现低齿掉台、高齿和围带，以及轴端和气缸处，利用其密封特性，减倒伏的现象，使轴向泄漏量增大，同时又加大了膨少汽流的泄露，提

7、高机组效率。目前运用在汽轮胀差，危及机组安全运行；4)汽封的泄漏量与间隙机里的汽封主要有：迷宫式汽封、蜂窝式汽封和刷成正比，汽封齿的磨损必然导致间隙增大。同迷式汽封等。其中迷宫式密封的密封原理是通过多宫式汽封相比，蜂窝汽封具有良好的耐高温性能次节流膨胀产生阻尼效果，减少蒸汽沿轴向泄漏。和较小的硬度，使得机组运行安全性和汽封寿命迷宫汽封由于制造简单、成本较低以及较好的阻得到大幅提高，同时由于其易于实现机组运行过漏性能运用最为广泛。但迷宫汽封同样存在较多程中较小的汽封间隙而使得漏汽量减少并提高机缺点：1)迷宫式汽封齿间为环形腔

8、室，环向流动减组效率[13。近年来，蜂窝汽封由于其较好的气动少了涡流降速效果，其阻汽效果较差，泄漏量较特性正逐渐取代梳齿迷宫汽封而被广泛应用于汽大；2)当汽封间隙不均匀时，会产生流体激振，从轮机组、地面燃气轮机、空气压缩机和飞机发动机收稿日期：2010—05—13作者简介：吴墒锋(1981～)，男，毕业