提出用步进电机传动步进油缸,由步进油缸活塞控制汽门开度。由于步进油缸具有驱动力大,动作迅速和位移精度高等优点,因此,它是理想的执行元件。在这种系统中取消了电液转换器,大大提高了机组运行的可靠性。

以1000MW直接空冷机组为例，基于η-NTU法，建立了直接空冷机组变工况数学模型。在模型中考虑了排汽管道压降及机组对环境散热量等因素，编程计算做出了凝汽器排汽压力与环境温度、迎面风速、排汽流量间的特性曲线。得出迎面风速为2．2m/s左右时，排汽压力波动范围接近额定值，机组的运行良好。为同类1000MW空冷机组在变工况下选择合适的运行值和提高经济性提供了参考。

深入地研究了汽轮机通流部分基本设计参数对流动损失的综合影响,提出了能够有效提升通流效率的多级小焓降叶片气动设计方法,并结合各种流动损失的产生机理揭示了多级小焓降叶片气动设计方法在理论上的内在合理性。将多级小焓降叶片气动设计方法与其它准三维和三维叶片设计技术融合,应用于哈汽公司1000MW超超临界汽轮机高压通流的气动设计,随之进行的叶栅风洞试验和机组性能试验结果证实了多级小焓降叶片气动设计方法在工程设计中的有效性。

针对工业汽轮机拖动用领域中的大型焊接式排汽缸,采用数值仿真方法对排汽缸内的流动特性、气动性能、流量特性与不同的撑管结构进行了计算与分析。揭示了大型焊接式排汽缸内的流场结构,分析了新型水滴型撑管对排汽缸气动性能的增益效果。同时,研究了变工况下排汽缸内流体在发展过程中的流量分布特性。研究结果表明排汽缸上游汽流主要以通道涡状态流动,并以逆向涡对结构流出排汽缸;采用水滴型撑管可以显著改善排汽缸的气动性能;排汽缸入口的周向速度对排汽缸出口的流量分布会产生重大影响。

针对采用喷嘴调节的工业汽轮机,其调节级根径显著高于转鼓级,在调节级出口设置轮室腔室来完成气流径向与轴向转弯,使其到达转鼓级进行膨胀做功。采用数值方法对轮室内的复杂流动进行了详细计算与分析,揭示了工业汽轮机轮室内的流场结构与损失机理,提出了轮室结构的气动优化方向。研究结果可以为工业汽轮机轮室的设计与优化提供理论依据。

通过数值模拟的方法研究了蒸汽在排汽缸内的流动情况。三维稳态数值结果表明,排汽缸内部流动比较复杂,近壁面区域流动较为均匀,无明显漩涡。上半缸中的漩涡沿周向向下流动,并与下半缸的蒸汽发生掺混,在下半缸中心区域形成较大的漩涡。此外,肋板的摆放角度对排汽缸气动性能存在一定影响。

基于CFD数值方法分析了某全转速核电汽轮机低压末级叶片的气动性能。结果表明,随着负荷的降低,容积流量逐渐降低,流场中的流动趋于复杂化,在25.6%负荷工况点,在流道出口延长段出现较为明显的回流涡结构;受到湿度和余速损失等因素的影响,在本文模拟的5个工况中,接近50%负荷工况时气动效率最高。

为提高离心压缩机气动性能,考虑二元叶轮优化多以构型参数为变量,不适用于变量间存在交互作用的三维叶片。以某三元叶轮为优化对象,考虑各变量间的交互作用,采用Bézier曲线加载叶片角,直接选取三维叶片型线为优化变量进行气动优化。结合CFD数值仿真、非线性映射能力较强的BP神经网络与全局寻优能力较强遗传算法,以提升等熵效率和压比为目标进行优化。结果表明设计工况下,优化后的叶轮等熵效率同比提升1.9%,压比同比提升0.3。三维叶片中部向吸力面偏移,叶片尾缘向压力面偏转可同时提升叶轮的效率和压比。

采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)方程的方法对典型的燃气轮机交错齿迷宫密封的泄漏特性开展了研究。计算分析了5种轴向齿间距和7种齿腔深度时不同压比下交错齿迷宫密封的泄漏量和流场形态。研究了轴向齿间距、静子面和转子面密封齿腔深度尺寸对交错齿迷宫密封泄漏特性的影响规律。研究结果表明:在齿腔深度保持不变时,轴向齿间距的改变会使得密封有效泄漏间隙发生变化,进而引起泄漏量发生改变。有效泄漏间隙越大,泄漏量越大。轴向齿间距一定时,静子面和转子面齿腔深度对密封泄漏量的影响规律相同。当轴向齿间距为0时,泄漏量随着齿腔深度增加而增大,当轴向齿间距为14mm时,泄漏量随着齿腔深度的增加而减小。研究结果同时验证了交错齿迷宫密封的有效泄漏间隙和齿腔深度是决定其泄漏量的关键几何参数。

采用REXA执行器取代电液伺服阀,对华能岳阳发电有限责任公司2号机组、GEC ALSTHOM 362.5MW汽轮机、抗燃油DEH系统进行了改造.彻底解决了电液转换装置易受油质污染的缺陷,消除了影响机组安全运行的隐患,提高了DEH系统运行的稳定性、可靠性,改造的成功为抗燃油DEH系统的设计、改造提供了新的途径.