吴宏霞，刘庆龙，顾 磊

(1.杭州萧山技师学院，浙江 杭州 311201；2.杭州中能汽轮动力有限公司，浙江 杭州 310018)

0 引 言

汽轮机是一种利用蒸汽作为动力源的旋转驱动设备，动、静部件之间存在一定的间隙。为了减少汽轮机内部的高压高温气体向机组外泄漏，必须在汽轮机动静之间安装汽封。

汽封形式最为常见的是曲径式汽封，也称为迷宫式汽封或者齿形汽封[1]。也有其他形式的汽封，如蜂窝汽封、刷式汽封、接触式汽封，虽然汽封效果更好，但成本较高，一般在高参数、大容量机组中才有应用[2]。汽轮机中轴端汽封、隔板汽封和叶顶汽封大多采用曲径式汽封，分析和改造该种汽封具有普遍意义。汽封如果密封性不好，将导致大量蒸汽从间隙中泄露，降低汽轮机效率，并且可能引起振动问题。

采用数值模拟的方法来分析汽封性能日趋成熟，本文将采用三维模拟软件CFX对现有曲径式汽封进行模拟计算分析[3]，以改进汽封管路结构，提升汽封效果。

1 汽封流量的两种计算方法

汽封流量一般可通过经验公式来计算。利用芬诺曲线推导得出试验参数修正的汽封漏气计算公式，具体如下[4]：

(1)

式中:G—流量；μδ—流量矫正系数；F—汽封最小截面积；πz—压比；z—汽封齿数；P0—前汽封压力；R—水蒸气气体常数；T0—绝对温度。

此外，计算流体动力学(CFD)是汽封流量计算的另一种方法。本文采用英国AEA公司开发的实用流体工程分析工具CFX这一商业CFD软件，来对汽封漏气进行模拟计算。

为验证CFX模拟计算结果的准确性与网格无关性，本研究先对较为简单的汽封进行计算，并同理论计算结果进行比较。……