天下采票我國大中型間冷燃氣輪機關迷信輕捷鍵

文章来源:Erron 时间:2018-12-27

  我國大中型間冷燃氣輪機關迷信輕捷鍵技術研究取得進展

 

  間冷燃氣輪機循環系統,通過間冷器大幅降低進入高壓壓氣機氣流的溫度,減少高壓壓氣機的壓縮耗功,從而进步燃機的輸出功率,是燃機發展的重要方向 。間冷器作為間冷循環燃機系統的關鍵設備,其技術難點在於:換熱器流道結構復雜,缺乏成熟設計办法;對換熱效率和緊湊度要求極高,同時又要求阻力損失極低;對換熱器加工工藝精確度和牢靠性要求高。特別是對體積、分量、熱負荷、功耗、耐蝕性等有苛刻要求的間冷燃機系統,間冷器不断是多年來難以战胜的技術瓶頸,制約著我國先進燃機系統的發展和應用。

  工程熱物理研讨所傳熱中心在研讨所創新引導基金項目“燃機新型高效緊湊式間冷器研發”的撑腰下,開展瞭大中型燃機間冷器高效低阻傳熱機理、結構完好性設計、高精度加工和寬板幅焊接等關鍵技術攻關,先後获得瞭一系列重要结果。針對大中型燃機對間冷器高效、低阻、高緊湊性的要求,基於傳熱強化理論的最新结果結合研讨團隊提出的“耦合分佈、協同優化”的換熱器設計思想,發展瞭新型氣液兩則流道部分和結構方式。基於多目標多參數協同優化思想,在體積、分量、壓損等嚴格限制條件下,尋求綜合換熱功能最優的板厚、肋高、通道寬和通道數量等多個設計參數間的最佳組合,從而獲得Pareto最優設計方案 。針對巨大通道換熱器復雜結構方式和通道佈局,基於多尺度耦合模擬技術結合周期性條件開展瞭大規模跨尺度高精度數值仿真研讨,用於指導新型換熱結構的開發和優化定型;針對大寬幅大流量下流量分佈不均的問題,基於熱質傳遞理論開展入口區域流量分佈均勻性研讨,提出瞭多邊形換熱結構流體入口區域通道分佈新方式,无效进步瞭流量分佈的均勻性。由於惡劣任务環境以及燃機啟停等運行條件,使間冷器常處於非滿負荷設計工況條件下運行,研讨團體树立瞭多變量非線性間冷模塊動態優化模型,用於研讨各種惡劣條件非設計工況下間冷器功能及對燃機系統的影響。研讨團隊先後屡次在研讨所廊坊研發中心開展瞭全溫全壓間冷器實驗縮比樣機的測試驗證,並邀請有關專傢到測試現場指導和審核,測試結果顯示樣機冷熱流體兩側的換熱功能、壓力損失等各項指標均優於原設計目標和實際要求 。測試結果和設計計算結果以及仿真結果對比顯示,熱負荷均匀誤差在2%以內,寬板幅出口截面溫度和壓力不均勻度小於1.5%,證實瞭研讨團隊開發的換熱器設計办法和大規模跨尺度數值仿真技術的準確性和牢靠性。

  研讨團隊基於“通道-芯體-整體”的由部分到整體換熱器設計思绪,通過對實驗樣機的優化改進和缩小,結合當前加工焊接等工藝,完成瞭新型高效全尺寸原型機的設計、加工和制作,打破瞭寬幅板材流道設計、結構優化、周密加工、無釬料焊接等關鍵技術,能夠滿足惡劣任务環境下高強度、耐腐蝕等嚴酷要求。近日,研讨所加工的新型高效全尺寸間冷器原型機在相關單位測試平臺完成瞭全溫全壓全工況下功能測試,各項指標均達到或優於原設計和實際要求,與現有間冷器產品相比在綜合功能和加工工藝等方面均具有明顯的技術優勢,並失掉有關單位領導專傢的高度認可。

  間冷系統能夠无效进步燃機效率、降低燃油耗费,在間冷燃機系統中起關鍵作用,具有廣闊的應用前景。相比世界先進的間冷燃機技術,國內燃機技術體育12月13日報道:深夜 ,毛劍卿在其團體交際網站上泄漏,曾經與老婆離婚程度尚有肯定差距,其中間冷器正是制約間冷燃機系統發展的關鍵技術瓶頸之一。工程熱物理所傳熱中心間冷器研發團隊,經過一年半的技術攻關,战胜瞭通道方式、結構設計、芯體優化、整體成型等一系列從設計到優化、從理論到工藝的技術難關,构成瞭具有自主知識產權的新型高效低阻緊湊式間冷器設計办法和優化思想,並在通道佈局、結構創新、加工焊接工藝等方面构成瞭多項國傢發明專利。工程熱物理所全溫全壓全尺寸新型高效間冷模塊的研發胜利,將我國大中型燃氣輪機中間冷卻技術提升到一個新的高度,填補瞭國內相關技術空缺。

  

  

圖1 熱負荷與參數分佈協同角的關系(郭江峰等,Int. J. Heat Mass Transfer,2018)

  

  

圖2 新型換熱通道結構傳熱機理剖析(崔欣瑩,郭江峰等, Int. J. Heat Mass Transfer, 2018)