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期刊信息/Journal information
发电技术
华电电力科学研究院
发电技术

华电电力科学研究院

庄荣

双月刊

2096-4528

fdjs_2018@163.com

0571-85246691

310030

浙江省杭州市西湖区三墩镇西园一路10号

发电技术/Journal Refrigeration Air Conditioning & Electric Power MachineryCSTPCDCSCD
查看更多>>本刊是经国家新闻出版广电总局批准，由中国华电集团公司主管、华电电力科学研究院主办、中国电机工程学会热电专业委员会协办的国家级学术性期刊。面向电力行业及相关科研机构，介绍国内发电技术和能源科学技术领域的基础研究、应用技术以及研究进展，促进技术经验交流，注重学术性、实用性和前瞻性，展现国内发电和能源科学技术研究水平。主要刊登发电技术领域的最新研究成果，包括水力发电、火力发电、核电、风力发电、太阳能发电、生物质发电、海洋能发电、虚拟电厂、储能等任何可以提供电能的发电形式；同时刊登发电技术在电力系统中的应用研究。
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    燃气轮机透平动叶横流带肋通道中气膜冷却研究进展

    张超张海川付经伦童志庭...
    781-792页
    查看更多>>摘要：[目的]燃气轮机透平进口温度已经远超叶片材料的许用温度,发展更加高效的透平冷却技术,尤其是气膜冷却技术至关重要.在透平动叶中部区域的气膜冷却通常由横流带肋通道供应,因此对近年来横流带肋通道中气膜冷却研究进展进行了综述.[方法]介绍了不同冷气供应方式下气膜冷却性能的差异,归纳了肋片角度、肋片形式、气膜孔与肋片的相对位置、横流通道进口雷诺数对流动和气膜冷却性能的影响,总结了针对横流带肋冷气条件下气膜孔型设计的研究进展.[结果]横流带肋通道内部冷却结构和横流通道进口雷诺数对气膜冷却性能影响显著,横流进气改变了孔出口下游的冷却效率分布,同时孔进口处流动受气膜孔与肋片的相对位置及雷诺数变化的影响.展向非对称气膜孔型和对横流进气不敏感的气膜孔型可有效提升气膜冷却性能.[结论]为进一步推动横流带肋通道气膜冷却技术的发展,建议深入研究各影响因素与气膜冷却性能之间的关系,并对适用于横流带肋进气的专用气膜孔型进行优化设计.

    燃气轮机气膜冷却透平冷却带肋通道透平叶片肋片叶片冷却冷却效率

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    燃气轮机透平叶片旋转内部冷却通道研究现状与发展趋势

    任静李雪英
    793-801页
    查看更多>>摘要：[目的]透平叶片高效内部冷却技术对提高燃气轮机热效率至关重要,高温透平动叶作为燃气轮机的重要部件,对其冷却性能的把握显得尤为重要.由于科里奥利力(科氏力)、浮升力和通道结构对高温透平动叶内部通道冷却性能影响显著,因此,基于这些影响,总结归纳高温透平动叶内部冷却通道的研究现状与发展趋势.[方法]介绍了旋转内部冷却通道的新型结构设计,提出了一种适用于双层壁叶片构型的新型旋转内部冷却通道结构.[结论]双侧强化U形通道可以利用科氏力的强化换热作用,导致其冷却性能优于传统旋转U形通道,燃机透平动叶内部冷却有着广阔的提升空间.

    燃气轮机透平动叶内部冷却旋转科氏力

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    燃气轮机透平叶片旋流冷却技术研究综述

    左秋儒栾勇熊逸辉饶宇...
    802-813页
    查看更多>>摘要：[目的]燃气轮机透平叶片在高温高压环境中工作,冷却技术的有效性直接影响其性能和寿命.对旋流冷却技术的研究现状进行综述,旨在总结和评估该技术在提高冷却效率和减少热应力方面的应用,系统性地分析旋流冷却技术的基本原理及其性能表现.[方法]重点分析了旋流冷却通道设计、旋流-气膜复合冷却以及旋转条件对传热效果的影响.[结果]旋流冷却技术显著提高了叶片冷却效率,减少了热应力集中现象.具体而言,合理设计旋流冷却通道可以实现冷却流体的均匀分布,增强冷却效果,延长叶片使用寿命.[结论]旋流冷却技术在燃气轮机透平叶片冷却中的应用具有广阔前景.未来的研究应继续深入探索旋流冷却技术的优化设计及其在不同工况下的性能表现.同时,结合先进的制造技术(如增材制造),可以进一步提升旋流冷却通道的设计复杂度和冷却效率,为燃气轮机的高效稳定运行提供可靠保障.

    燃气轮机透平叶片旋流冷却气膜冷却冲击冷却

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    H级燃气轮机掺氢发电技术应用现状及关键问题分析

    成明项阳阳杨光伟周强...
    814-825页
    查看更多>>摘要：[目的]作为新型电力系统的重要支撑,燃氢燃气轮机有助于降低碳排放,有利于电网调峰,是全球未来战略性新兴产业科技创新领域的焦点.燃气轮机掺氢发电技术从示范走向商业化面临诸多关键问题,亟待解决.[方法]以H级燃气轮机为研究对象,介绍了国内外燃气轮机掺氢发电的战略规划和示范项目,对比了主要燃气轮机厂商H级燃气轮机的技术路线.从氢气来源、系统改造、排放影响以及掺氢发电成本4个方面对未来燃气轮机掺氢发电技术的规模化应用进行分析并提出建议.[结果]可再生能源电解水制氢将是燃气轮机掺氢发电的主要氢气来源;开发适配掺氢不稳定燃烧的新型干式低氮氧化物燃烧器将是未来掺氢燃气轮机系统改造的重点方向;掺氢比例越高,CO2减排量越大,但NOx排放量呈上升趋势,并有超标风险;未来掺氢发电成本可降至天然气发电成本的同等水平.[结论]随着大规模可再生能源制氢成本的降低、碳税的实施以及掺氢发电技术的成熟,燃气轮机掺氢发电将逐步进入规模化应用.

    氢能H级燃气轮机掺氢发电掺氢比例纯氢CO2NOx

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    基于刷丝束叉排管束模型的透平机械刷式密封泄漏流动特性和封严机理研究

    宋鹏飞屈杰高庆李志刚...
    826-837页
    查看更多>>摘要：[目的]为获得刷式密封的精细化泄漏流动特性,并揭示其封严机理,建立基于刷丝束叉排管束模型的刷式密封泄漏流动特性数学模型.[方法]数值求解三维雷诺平均纳维-斯托克斯(Reynolds-averaged Navier-Stokes,RANS)方程和剪切应力输运(shear stress transport,SST)k-ω湍流模型,研究刷式密封泄漏量和刷丝束间隙的流动特性.数值模拟获得的泄漏量和压力分布与实验数据吻合一致,验证了数值方法的可靠性.获得了4种压比和转速下的刷式密封泄漏量和刷丝束间的泄漏流动曲线.[结果]随着进出口总静压比的增大,刷丝束内部开始出现细小漩涡并逐渐发展,对泄漏流的阻碍作用变大,刷式密封泄漏量增大的趋势逐渐减缓,最后一排刷丝承受的压差占比从13.1%增加至26.3%.[结论]在所研究的转速范围内,转速对刷式密封的泄漏量的影响可以忽略.压比不同时,泄漏流在末排刷丝与后夹板间隙处的径向流动与围栏高度处轴向流动强度存在差异,导致后夹板下方涡系结构不同,通过刷丝束间精细化泄漏流动分析,揭示了刷式密封的封严机理.研究结果可为三维叉排管束模型在刷式密封泄漏流动研究中的应用提供参考.

    透平机械刷式密封刷丝束叉排管束模型泄漏流动密封机理

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    重型燃气轮机透平一级动叶冷却结构优化与评估

    余文昶丁阳王旭阳陈永刚...
    838-846页
    查看更多>>摘要：[目的]重型燃气轮机核心部件国产化对行业技术创新、产业升级,甚至国家安全都有重要意义,而透平一级动叶作为重型燃气轮机典型的热端零部件,其性能直接决定了燃气轮机的效率和可靠性.为此,对某重型燃机透平一级动叶进行了结构优化.[方法]通过增加叶身部分竹节孔竹节的数量,对叶片冷却孔结构进行了优化,同时使用热障涂层来改进叶身涂层.通过流体计算与有限元计算的方法,对叶片服役工况下优化前后叶片的温度、应力分布和气动效率进行了对比分析.[结果]通过对叶片湍流结构的优化,增强了叶片内部换热效率;在冷气进口压力相同的条件下,优化后的叶片表面温度降低了50℃以上;由于未改变叶片的气动外形,优化后的叶片对于涡轮气动效率影响较小.相比于优化前的叶片,优化后的叶片在服役过程中的最大等效应力和等效总应变都得到了显著降低.[结论]通过冷却孔的优化和防护涂层的升级,可以显著提升叶片在高温环境中的可靠性.研究结果为燃气轮机的国产化提供了理论依据.

    燃气轮机透平叶片结构优化涂层改进冷却孔流体计算有限元计算

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    SGT5-4000F燃气轮机改进升级措施分析

    史玉恒刘润泽李士龙蒋东翔...
    847-855页
    查看更多>>摘要：[目的]为了给我国自主重型燃机研发及后续改进升级提供技术参考和设计依据,分析了SGT5-4000F燃气轮机改进升级措施.[方法]通过对SGT5-4000F燃机相关文献和资料的收集整理、性能分析,总结出了该燃机自1996年引入市场以来,西门子为提高该燃机性能采取的一系列改进升级措施.[结果]通过提升压气机进气量、降低冷却空气量、采用液压间隙优化(hydraulic clearance optimization,HCO)等技术提升燃机功率和热效率;通过采用预混值班级、优化燃烧器主旋流器叶型等措施提高燃烧室热声稳定性、降低NOx排放;通过采用经过验证的新材料、新铸造技术等提高部件的耐用性、使用寿命和燃机运行灵活性.[结论]上述改进升级措施可作为我国自主重型燃机及其衍生型号未来进行改进升级的技术参考和设计依据.

    重型燃气轮机SGT5-4000F改进升级技术验证

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    高压涡轮动叶叶尖掉块对气动性能及振动的影响

    赵明阳殷林林韦文涛陈云...
    856-867页
    查看更多>>摘要：[目的]高压涡轮损伤条件下运行状态对燃气轮机性能和振动会产生一定影响,而目前准确评估整机是否可以继续服役的手段较为缺乏,为此开展高压涡轮动叶叶尖凹槽磨损掉块对气动性能及振动变形的影响研究.[方法]采用三维数值仿真方法,以原动叶完整叶尖凹槽结构为基准,通过仿真分析了5种不同叶尖凹槽掉块形状对高压涡轮典型气动性能及动叶振动特性的影响规律.[结果]动叶叶尖凹槽叶盆侧掉块,叶背侧掉块,尾缘掉块,叶盆和尾缘同时掉块,叶盆、叶背和尾缘同时掉块,分别造成高压涡轮效率下降0.44%、1.6%、0.03%、0.67%、3.2%;不同动叶叶尖凹槽形状对动叶的振动变形影响较小,尾缘掉块会减小动叶的变形.[结论]综合气动性能及振动变形的影响分析,对于动叶叶尖凹槽的叶盆掉块、尾缘掉块或两者同时掉块的叶片可以继续使用,而对于叶背掉块及盆背侧和尾缘同时掉块的叶片建议不再使用.

    燃气轮机高压涡轮间隙泄漏数值仿真动叶叶尖振动响应

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    适用于掺氢燃气轮机的新型环境/热障涂层

    王铀张晓东郝佩韩旭...
    868-877页
    查看更多>>摘要：[目的]随着国家"双碳"战略(碳达峰、碳中和)的实施,现有的热防护涂层结构难以满足未来燃气轮机热防护涂层的要求.针对掺氢燃气轮机对热防护涂层的需求,提出了抗高温腐蚀的新型环境/热障涂层(environmental/thermal barrier coatings,E/TBC)结构的概念.[方法]从热防护涂层材料和涂层结构的角度,简要回顾及分析了热障涂层(thermal barrier coatings,TBC)、环境障涂层(environmental barrier coatings,EBC)、热障/环境障涂层(thermal/environmental barrier coatings,T/EBC)和热环境障涂层(thermal environmental barrier coatings,TEBC)的发展历程和研究现状,进而考察上述涂层结构与掺氢燃气轮机对热防护涂层需求之间的差距.[结果]将EBC的功能叠加到目前掺氢燃气轮机的热防护涂层上,从而在高温合金基体上形成一种抗高温腐蚀的新型E/TBC结构具有合理性.[结论]通过初步试验,证明E/TBC结构适用于掺氢燃气轮机抗高温水氧腐蚀的热防护涂层要求,指出应大力开展这种新型E/TBC热防护涂层的理论和应用研究.

    燃气轮机氢燃料掺氢燃气轮机热障涂层腐蚀防护结构设计

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    颗粒团聚对太阳盐纳米流体导热性能的影响特性研究

    邱立翔黄超魏高升崔柳...
    878-887页
    查看更多>>摘要：[目的]纳米流体技术是提升太阳能光热电站熔盐储热材料导热性能的重要手段.然而实际熔盐基纳米流体中纳米粒子通常会自发聚集并沉降,进而显著影响储能介质的热导率.为了深入探究熔盐基纳米流体热物性的调控规律,在太阳盐相变介质中分别构建了具有不同分散形态的二氧化硅纳米颗粒.[方法]基于分子动力学和格子玻尔兹曼方法,重点探讨了体系温度、纳米颗粒的质量分数以及聚集体微观形貌对太阳盐-二氧化硅纳米流体热导率的影响特性.[结果]添加纳米颗粒能有效提升基液的导热性能.相较于均匀分散的纳米流体,聚集型纳米流体的热导率更高,并且随着团聚颗粒分形维数的增加而降低.此外,纳米流体的热导率与温度、团聚尺寸呈负相关,而与纳米粒子的质量分数、聚集体主链的粒子数量以及其团聚程度呈正相关.[结论]研究成果揭示了纳米颗粒聚集对相变材料内热输运的作用机制,并为熔盐基纳米流体热物性的设计提供了参考.

    太阳能热发电储热纳米流体熔盐分子动力学格子玻尔兹曼方法

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