我国大中型间冷燃气轮机关键技术获得打破性进展

  间冷燃气轮机轮回体系,颠末过程间冷器大幅低落进入高压压气机气流的温度,削减高压压气机的压缩耗功,从而提高燃机的输入功率,是燃机睁开的重要偏向。间冷器作为间冷轮回燃机体系的关键设备,其技术难点在于:换热器流道布局复杂,缺乏成熟设计办法;对换热效力和紧凑度请求极高,同时又请求阻力丧失极低;对换热器加工工艺精确度和靠得住性请求高。分外是对体积、重量、热负荷、功耗、耐蚀性等有苛刻请求的间冷燃机体系,间冷器不停是多年来难以克服的技术瓶颈,制约着我国缺燃机体系的睁开和应用。

  中科院工程热物理所传热中央在研究所创新引导基金项目“燃机新型高效紧凑式间冷器研发”的支撑下,睁开了大中型燃机间冷器高效低阻传热机理、布局完备性设计、高精度加工和宽板幅焊接等关键技术攻关,前后取得了一系列重要效果。针对大中型燃机对间冷器高效、低阻、高紧凑性的请求,基于传热强化实践的最新效果结合研究团队提出的“耦合散布、协同优化”的换热器设计思惟,睁开了新型气液两则流道局部和布局情势。基于多偏向多参数协同优化思惟,在体积、重量、压损等严厉限制条件下,追求综合换热机能最优的板厚、肋高、通道宽和通道数目等多个设计参数间的最佳组合,从而获得Pareto最优设计计划。针对微小通道换热器复杂布局情势和通道布局,基于多尺度耦合模拟技术结合周期性条件睁开了大规模跨尺度高精度数值仿真研究,用于指点新型换热布局开拓和优化定型;针对大宽幅大流量下流量散布不均的成就,基于热质传递实践睁开入口地区流量散布均匀性研究,提出了多边形换热布局流体入口地区通道散布新情势,有用提高了流量散布的均匀性。因为恶劣工作环境和燃机启停等运行条件,使间冷器常处于非满负荷设计工况条件下运行,研究集团树立了多变量非线性间冷模块静态优化模子,用于研究各种恶劣条件非设计工况下间冷器机能及对燃机体系的影响。研究团队前后屡次在研究所廊坊研发中央睁开了全温全压间冷器试验缩比样机的测试验证,并约请无关专家引导到测试现场指点和审核,测试结果显示样机冷热流体两侧的换热机能、压力丧失等各项偏向均优于原设计偏向和实际请求。测试结果和设计计算结果和仿真结果对比显示,热负荷平均误差在2%以内,宽板幅进口截面温度和压力不均匀度小于1.5%,证实了研究团队开拓的换热器设计办法和大规模跨尺度数值仿真技术的精确性和靠得住性。

  研究团队基于“通道-芯体-全体”的由局部到全体换热器设计思绪,颠末过程对试验样机的优化改良和放大,结合以后加工焊接等工艺,实现为了新型高效全尺寸原型机的设计、加工和制作,打破了宽幅板材流道设计、布局优化、周详加工、无钎料焊接等关键技术,可以或许称心恶劣工作环境下高强度、耐腐蚀等严酷请求。近日,研究所加工的新型高效全尺寸间冷器原型机在相干单位测试平台实现为了全温全压全工况下机能测试,各项偏向均到达或优于原设计和实际请求,与现有间冷器产品相比在综合机能和加工工艺等方面均具有显著的技术优势,并获得无关单位引导专家的高度承认。

  间冷体系可以或许有用提高燃机效力、低落燃油消耗,在间冷燃机体系中起关键感化,具有宽广的应用远景。相比世界先辈的间冷燃机技术,国内燃机技术程度尚有一定差距,此中央冷器恰是制技冷燃机体系睁开的关键技术瓶颈之一。中科院工程热物理所传热中央间冷器研发团队,颠末一年半的技术攻关,克服了通道情势、布局设计、芯体优化、全体成型等一系列从设计到优化、从实践到工艺的技术压,构成为了具有自立知识产权的新型高效低阻紧凑式间冷器设计办法和优化思惟,并在通道布局、布局创新、加工焊接工艺等方面构成为了多项国度创造专利。中科院工程热物理所全温全压全尺寸新型高效间冷模块难蟹⑹だ,将我国大中型燃气轮机中央冷却技术晋升到一个新的高度,填补了国内相干技术空白,有助于我国先辈燃机技术早日赶超世界先辈程度。

图1 热负荷与参数散布协同角的相干(郭江峰等,《Int. J. Heat Mass Transfer》,2018)

图2 新型换热通道布局传热机理阐发(崔欣莹,郭江峰等, 《Int. J. Heat Mass Transfer》, 2018)

 

加载更多>>
任务编辑:左瑾
专题 更多>>
评论 更多>>
独家编译 更多>>
友情链接:聚生IT新闻网  深圳服装定制网  中国房地产业协会网  管道新闻网  物联网之家  中国信息科学网  宠物资讯网  武汉市汉南教育信息网  内蒙医药网  佛山培训新闻网