Разработка и обоснование метода снижения эрозионного износа рабочих лопаток

Илья Юрьевич Гаврилов; Виктор Александрович Тищенко; Виталий Владимирович Попов

Разработка и обоснование метода снижения эрозионного износа рабочих лопаток

Илья Юрьевич Гаврилов, Виктор Александрович Тищенко, Виталий Владимирович Попов

Аннотация

Представлены результаты численного моделирования обогрева сопловой лопатки паровой турбины с целью снижения концентрации и размеров эрозионно опасных капель. Проведено сравнение результатов численного моделирования движения полидисперсного потока влаги с образованием плёнки на поверхности лопатки с экспериментальными данными. Разработана методика расчёта обогрева сопловых лопаток, как активного метода борьбы с эрозией. Получены результаты, которые показывают, что эффективность обогрева значительна выше, чем внутриканальная сепарация.

Ключевые слова

влажный пар, обогрев сопловых лопаток, эрозия рабочих лопаток, последняя ступень паровой турбины.

Полный текст:

PDF

Литература

Young, J. Fog droplet deposition and coarse water formation in low-pressure steam turbines: a combined experimental and theoretical analysis [Text] / J. Young, K.K. Yau, P.T. Walters // Journal of Turbomachinery. -- 1988. -- Vol. 110. -- No. 2. – P. 163 -- 172.

QulanZhoum. Water drop erosion turbine blades: numerical framework and application [Text] / QulanZhoum, Na Li, Xi Chen, Akio Yonezu, TongmoXu, ShienHui, Di Zhang // Materials Transactions. -- 2008. -- Vol. 49. – No. 7. -- P. 1606 – 1615.

Филиппов, Г.А. Сепарация влаги в турбинах АЭС [Текст] / Г.А. Филиппов, О.А. Поваров. -- М.: Энергия, 1980. -- 321 с.

Hoznedl, M. Separation of the liquid phase from the stator blades of the last stage of a steam turbine [Text]: Presented at Baumann Centenary Conference BCC-2012-19 (Nov. 10, 2012) / M. Hoznedl, L. Tajc, and L. Bednar. -- Cambridge, England (2012).

Gribin, V.G. Experimental study of intrachannel separation in a flat nozzle turbine blade assembly with wet stream flow [Text] / V.G. Gribin, A.A. Tishchenko, I.Yu. Gavrilov, V.V. Popov, I.Yu. Sorokin, V.A. Tishchenko, S.V. Khomyakov // Power Technology and Engineering. -- 2016. -- Vol. 50, No. 2. -- P. 180 – 187.

Дейч, М.Е. Газодинамика решеток турбомашин [Текст] / М.Е. Дейч. -- М.: Энергоатомиздат, 1996. -- 528 с.

Lee, S.Y. Recent Progress of Spray-Wall Interaction Research [Text] / S.Y. Lee, S.U. Ryu // Journal of Mechanical Science and Technology. -- 2006. -- Vol. 20, No. 8. -- P. 1101 -- 1117.

Mundo, C. Droplet-wall collisions: experimental studies of the deformation and breakup process [Text] / C. Mundo, M. Sommerfeld, C. Tropea // Int. J. Multiphase Flow. -- 1995. -- Vol. 21, No. 1. -- P. 151 -- 173.

Кириллов, И.И. Дробление пленок влаги на сходе с кромок сопловых лопаток паровых турбин [Текст] / И.И. Кириллов [и др.] // ИФЖ. -- 1968. – Т. XV. , № 1. -- С. 85 – 90.

Friedrich, M.A. A separation criterion with experimental validation for shear-driven films in separated flows [Text] / M.A. Friedrich, H. Lan, J.L. Wegener, J.A. Dallmeier, B.F. Armaly // Journal of Fluids Engineering. -- 2008. -- V. 130. -- P. 051301-1 -- 051301-9.

Filippov, G. Experimental studies of polydispersed wet steam flows in a turbine blade cascade [Text] / G. Filippov, V. Gribin, A. Tischenko, I. Gavrilov, V. Tischenko // Proc IMechE Part A: J Power and Energy. -- 2014. -- Vol. 228, No. 2. -- P. 168 – 177.

Gribin, V.G. Experimental study of the features of the motion of liquid-phase particles in the interblade channel of the nozzle array of a steam turbine [Text] / V.G. Gribin, A.A. Tishchenko, V.A. Tishchenko, I.Yu. Gavrilov, I.Yu. Sorokin, and R.A. Alexeev // Power Technology and Engineering. -- 2016. -- Vol. 51, No. 1. -- P. 82 -- 88.

Filippov, G.A. Steam Injection Impact on the Performances of Nozzle Grid in Wet-Vapor Stream [Text] / G.A. Filippov, V.G. Gribin, A.A. Tishchenko, I.Yu. Gavrilov, V.A. Tishchenko, S.V. Khomiakov, V.V. Popov, I.Yu. Sorokin // Thermal Engineering. -- 2016. -- Vol. 63, No. 4. -- P. 233 – 238/

Gribin, V.G. Performance of a wet-steam turbine stator blade with heating steam injection [Text]:Proceedings of 12th European Conference on Turbomachinery Fluid dynamics & Thermodynamics ETC12 (April 3 -- 7, 2017) / V.G. Gribin, A.A. Tishchenko, R.A. Alexeev, I.Yu. Gavrilov, S.V. Khomyakov, V.V. Popov, V.A. Tishchenko, I.Yu. Sorokin. -- Stockholm, Sweden, ETC2017-312.

Khomyakov, S.V. Experimental study of the efficiency of steam injection on wet steam turbine stator blade cascade [Text] / S.V. Khomyakov, R.A. Alexeev, I.Y. Gavrilov, V.G. Gribin, A.A. Tishchenko, V.A. Tishchenko, V.V. Popov // Journal of Physics: Conf. Series 891 (2017) 012256.

Gavrilov, I.Yu. A Contactless Technique for Determining the Average Sizes of Erosion-Hazardous Droplets in Polydisperse Wet Steam Flow [Text] / I.Yu. Gavrilov, V.V. Popov, I.Yu. Sorokin, V.A. Tishchenko, S.V. Khomyakov // Thermal Engineering. -- 2014. -- Vol. 61. -- No. 8. -- P. 577 – 584.

Аверкина, Н.В. Опыт промышленного применения обогрева направляющих лопаток для снижения эрозии влажно-паровых турбинных ступеней [Текст] / Н.В. Аверкина, Ю.Я. Качуринер, В.Г. Орлик, Ф.М. Сухарев, М.А. Филаретов // Электрические станции. – 2004. -- № 2. -- С. 24 – 28.