汽轮机的高中压汽缸是汽轮机中重要的组成部件,其进汽与排汽腔室的形状受整体结构布局的影响通常都非常复杂,导致局部流场混乱,易产生阻力损失,因此有必要对各个进排汽区域流场的流动性进行详细分析。另外,作为重要的高温高压部件,安全性也将是产品的一个重要的考核内容,所以对汽缸的强度、刚度与密封性要进行计算分析。本文通过对一个典型高中压模块进行分析与研究,归纳出一套系统的分析方法,对今后机组的开发具有借鉴参考意义。分析目标为典型的高中压合缸的反流布置模块,采用双层缸结构,高中压部分为整体内缸。新蒸汽经主蒸汽/再热蒸汽调阀后从进汽管道经过环形进汽腔室进入高中压通流进行做功,完成做功后乏汽再通过环形排汽腔室下方的排汽口排出。整个过程中蒸汽的流动状况对蒸汽的做功能力会有很大影响。在有叶片的通流流道中,蒸汽的流场已经在叶片形线设计时被详细分析研究过,而在阀门处,因为阀门的设计已经日趋标准化,其流动的损失已经基本确定。于是,在从阀门到通流之间的进排汽腔室中蒸汽流动的状况对效率的提高将会是一个重要的研究方向。考虑到以下三个因素,第一,这些腔室的形状受到结构影响都很复杂,难以有一个标准化的形式。第二,在不同工况下因为流量的不同,也会导致进排汽腔室内流场受到变化。第三,由于首/末级动静叶栅的存在,对腔室的流场会产生干涉。故腔室内的流场无法像通流部分那样能有精确的解析公式来描述,极有必要对高中压缸进排汽腔室内的流场和相邻动静叶进行联合数值模拟。为了保证新型高中压模块的稳定性与可靠性,在本文的研究中除了对内外缸进行必要的流场分析外,还必须通过有限元的计算与考核,以确保内缸与外缸的结构合理、强度、刚度、密封都能满足标准。