超临界二氧化碳(S-CO2)循环发电技术是未来发电市场极具前景的发展方向,透平是循环的核心部件,直接决定S-CO2发电系统的动力性和经济性。借鉴蒸汽透平的设计理论和经验进行了300MW等级S-CO2系统透平设计,利用哈汽公司高性能叶型数据库进行三维叶型设计。三维气动性能分析表明,S-CO2透平气动性能优良,流量、效率、功率等指标满足设计要求。有限元分析表明,典型级动叶片应力、频率合格,设计方案可行。

以1040mm静叶片为研究对象,对二维静叶叶型和三维叶型积叠方式进行优化,CFD数值计算表明,优化后末两级叶片总对静等熵效率提升1.37%,末级叶片根部反动度提升27.8%,1040mm末级长叶片气动性能及变工况能力得到显著提升。