高清林，高嘉锜，黄 朵，黄庆专，陈敦炳

(1.福建电力职业技术学院，福建 泉州 362000；2.国网福建省电力有限公司泉州供电公司，福建 泉州 362000；3.福建华电邵武能源有限公司，福建 邵武 354000)

0 引言

随着我国能源结构向低碳绿色优化转型，核电得以快速发展，光电和风电更是以其可再生、零碳排放等无可比拟的绝对优势呈爆发式增长。这些新能源的迅速崛起，为社会提供了更多的清洁电力，但光电和风电间歇波动性的特点也给社会用电需求放缓形势下的我国电网带来了更大的调峰压力，部分地区电网在负荷低谷时段因备用容量严重不足，电网中占比越来越大的核电机组不得不长期低负荷运行参与深度调峰。

核电汽轮机的低压末几级(特别是最末级)属大扇度级，其径高比(θ=db/lb)较小，在低负荷下运行时很容易落入小容积流量工况，可能导致级由透平工况变为鼓风工况，使级的有效功率变为负值，低压缸排汽温度急剧升高，末级动叶出口边遭受水冲蚀，叶片振动加剧，甚至诱发叶片颤振……这些都将严重影响着核电汽轮机的安全经济运行。

1 小容积流量工况下级的流动特性

1.1 小容积流量工况

汽轮机变工况运行时，流经某级喷嘴和动叶的容积流量可用相对值分别表示如下：

(1)

(2)

式(1)、(2)中：G、G1分别表示设计工况和变工况下级的蒸汽质量流量，kg/s；v1、v2与v11、v12分别表示设计工况和变工况下喷嘴和动叶出口蒸汽的比容，m3/kg[1]。

1.2 小容积流量工况下级内涡流产生的原因分析

由流体力学可知，产生涡流的必要条件之一是出现轴向扩压流动，因此，涡流必将发生在轴向扩压区(dp/dz>0，z为轴向)[5-7]。