电力是全球最重要的二次能源,在发电行业中汽轮机的地位是举足轻重的,所以如何才能保证汽轮机高效并安全运行是十分重要的课题。对全国的发电产业来说,效率每提高1%就是一大进步,对整个国家的经济发展有巨大贡献。但汽轮机内部流动中湿蒸汽的存在,制约了经济的发展,并且对运行的安全性有很大的威胁,尤其当工质中含有CO₂时更会加快叶片腐蚀速率。其中CO₂的分压、工质所处的温度、混合工质的流速,以及CO₂在初凝区中的浓度起着重要的作用。本文对超临界H₂O/CO₂汽轮机低压段初凝区流场特性进行了回顾和分析,并对湿蒸汽两相凝结流动平衡态及非平衡态凝结模型的建立进行介绍。在此基础上,通过Blade Gen对5万千瓦超临界H₂O/CO₂汽轮机低压段叶片进行三维实体造型,在Turbo Grid中自动划分结构化网格,以CFX作为求解平台,对超临界H₂O/CO₂汽轮机的12-15级的平衡和非平衡凝结流动模型进行了数值模拟计算,确定了初凝区的位置,并分析了流场中重要热力学参数的分布规律与凝结流动的机理。静叶内,由于焓降较大,蒸汽剧烈膨胀,大量的蒸汽凝结;动叶内,各种热力参数变化相对缓和,蒸汽的凝结区域相对较少。初凝区在第12级静叶尾缘处产生,此处的蒸汽跨过饱和线,直至热力不平衡发展到极点,即Wilson点之后,迅速产生凝结核心,叶根相对于叶片其它地方更容易产生凝结核心,因为此处的膨胀率较大而压力较小。叶顶液滴数量最多,由于离心力对一次水滴的作用及主汽流对二次水滴的撕裂使得叶顶积聚大量液滴;负荷增大会使初凝区位置提前,若有CO₂存在,可能导致酸腐蚀发生;非平衡态效应导致汽轮机通流能力变小,蒸汽的做功能力也随之下降,相对于非平衡态模型,平衡态模型中的湿度更大。本研究得到与超临界H₂O/CO₂汽轮机低压段初凝区中二氧化碳腐蚀相关的压力、湿度、速度等物理热力参数的分布规律,以及初凝区的位置,为以后的初凝区的酸腐蚀过程研究分析,奠定了研究基础。