陳陽(yáng)，江生科，劉勐，魏艷

(東方汽輪機(jī)有限公司，四川 德陽(yáng)，618000)

0 前言

氣動(dòng)性能優(yōu)良的低壓排汽缸對(duì)大型汽輪機(jī)組增加出力、提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性有著十分重大的意義，而低壓排汽缸導(dǎo)流環(huán)的設(shè)計(jì)和制造又對(duì)低壓排汽缸氣動(dòng)性能的好壞起著舉足輕重的作用。低壓排汽缸導(dǎo)流環(huán)通常設(shè)計(jì)成360°旋轉(zhuǎn)件，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于制造工藝和成本的因素，排汽缸導(dǎo)流環(huán)的制造一般不采取整體成型方法，而是以分瓣壓制成型再拼焊的方式，這就使最終生產(chǎn)的導(dǎo)流環(huán)和理想設(shè)計(jì)狀態(tài)的導(dǎo)流環(huán)存在著一定的偏差。

國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者和專家對(duì)低壓排汽缸的氣動(dòng)性能進(jìn)行了大量的研究。陳洪溪等[1]在多年試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)了大型空冷汽輪機(jī)排汽缸各種幾何形狀尺寸對(duì)缸氣動(dòng)性能的影響規(guī)律，但由于排汽缸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，文中試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果大多是來(lái)自某些特定產(chǎn)品的試驗(yàn)成果，雖然有一定的實(shí)用價(jià)值，但有些結(jié)論可能帶有一定局限性。李軍等[2]首先介紹了低壓排汽缸的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后綜述了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)低壓排汽缸氣動(dòng)設(shè)計(jì)和性能設(shè)計(jì)方面的研究進(jìn)展，闡明了低壓末級(jí)葉片與排汽缸相互耦合的機(jī)理；同時(shí)文章指出，末級(jí)動(dòng)葉出口旋流、頂部間隙射流、動(dòng)葉尾跡以及排汽缸的幾何結(jié)構(gòu)是影響排汽缸氣動(dòng)性能的主要因素。江生科等[3]對(duì)單獨(dú)低壓排汽缸以及排汽缸耦合末級(jí)葉片進(jìn)行了數(shù)值研究，分析對(duì)比表明，汽輪機(jī)末級(jí)動(dòng)葉出口流場(chǎng)的不均勻性和強(qiáng)烈的預(yù)旋對(duì)排汽缸氣動(dòng)性能有較大影響。楊建道等[4]采用拉丁立方試驗(yàn)設(shè)計(jì)、三階響應(yīng)面近似模型和Hooke-Jeeves直接搜索算法的組合優(yōu)化策略，對(duì)低壓排汽缸導(dǎo)流環(huán)開展了非軸對(duì)稱優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化結(jié)果表明排汽缸的靜壓恢復(fù)系數(shù)得到了顯著提升。Derek等[5]在GE公司試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)排汽缸擴(kuò)壓器以及排汽缸結(jié)構(gòu)進(jìn)行了參數(shù)化試驗(yàn)研究，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果指出了一些關(guān)鍵的幾何參數(shù)用來(lái)指導(dǎo)擴(kuò)壓器的設(shè)計(jì)，同時(shí)文章采用自有的擴(kuò)壓器設(shè)計(jì)工具對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值分析，數(shù)值分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

雖然針對(duì)低壓排汽缸的研究很多，但是對(duì)導(dǎo)流環(huán)拼焊工藝加工方式造成的實(shí)際產(chǎn)品和理想設(shè)計(jì)偏差對(duì)排汽缸氣動(dòng)性能影響的研究卻鮮有報(bào)道?；诖?，本文就低壓導(dǎo)流環(huán)以分瓣壓制成型再拼焊對(duì)低壓排汽缸氣動(dòng)性能的影響進(jìn)行了分析。

1 低壓排汽缸氣動(dòng)性能評(píng)判指標(biāo)

評(píng)價(jià)低壓排汽缸氣動(dòng)性能最常用的指標(biāo)之一是排汽缸的靜壓恢復(fù)系數(shù)。本文也采用這一指標(biāo)來(lái)評(píng)判導(dǎo)流環(huán)拼焊對(duì)低壓排汽缸性能的影響。

靜壓恢復(fù)系數(shù)ζ定義如下：

式中：p2為排汽缸出口靜壓；p1，ρ1，c1分別為排汽缸進(jìn)口靜壓，進(jìn)口汽流密度和進(jìn)口汽流速度。

性能優(yōu)良的低壓排汽缸都會(huì)具有較高的靜壓恢復(fù)系數(shù)。較高的靜壓恢復(fù)系數(shù)一方面表明該排汽缸能夠使末級(jí)動(dòng)葉排汽余速部分轉(zhuǎn)變成為靜壓，補(bǔ)償排汽缸中的壓力損失，降低排汽缸的總能量損失，另一方面也表明排汽缸的設(shè)計(jì)能降低末級(jí)動(dòng)葉出口實(shí)際背壓，從而提高機(jī)組出力，降低機(jī)組熱耗。

2 拼焊弧段數(shù)對(duì)氣動(dòng)性能的影響

圖1是拼焊導(dǎo)流環(huán)的實(shí)物圖。從實(shí)物圖來(lái)看，一方面拼焊導(dǎo)流環(huán)各拼焊弧段在交接處存在著幾何上的“不光滑”，另一方面各拼焊弧段相交處的焊縫又以各種不規(guī)則的形態(tài)少量突出導(dǎo)流環(huán)導(dǎo)流面。

圖1 拼焊導(dǎo)流環(huán)

拼焊后的導(dǎo)流環(huán)在垂直于軸向的橫截面上采用了外切多邊形來(lái)逼近理想導(dǎo)流環(huán)整圓，采用不同拼焊弧段時(shí)的效果如圖2所示。一方面，拼焊弧段數(shù)量越多，拼焊后的導(dǎo)流環(huán)型線越逼近理想導(dǎo)流環(huán)型線；另一方面，對(duì)于相同的拼焊弧段數(shù)，導(dǎo)流環(huán)進(jìn)口直徑越大 （即末級(jí)動(dòng)葉頂徑越大），拼焊后導(dǎo)流環(huán)越偏離理想導(dǎo)流環(huán)型線，此時(shí)為了更好地逼近理想導(dǎo)流環(huán)則須進(jìn)一步增加拼焊弧段數(shù)。然而這僅是從宏觀趨勢(shì)上進(jìn)行的模糊分析，不同弧段數(shù)量的拼焊導(dǎo)流環(huán)對(duì)排汽缸性能的量化分析必須借助CFD三維數(shù)值模擬。

圖2 不同拼焊弧段效果圖

2.1 幾何模型及數(shù)值方法

為了量化分析拼焊弧段數(shù)對(duì)排汽缸氣動(dòng)性能的影響，本文針對(duì)某1000 MW等級(jí)機(jī)組理想簡(jiǎn)化模型以及分別采用18段、16段、12段、10段、8段拼焊導(dǎo)流環(huán)的低壓排汽缸進(jìn)行了分析計(jì)算。

圖3是分析過(guò)程中所采用的理想簡(jiǎn)化排汽缸模型。該簡(jiǎn)化模型基于整個(gè)低壓缸電機(jī)側(cè)和汽機(jī)側(cè)的對(duì)稱性僅考慮了一側(cè)進(jìn)行建模，同時(shí)模型忽略了低壓排汽缸中常見的一些筋板、撐管等，模型中導(dǎo)流環(huán)特征在三維建模中采用360°的完整旋轉(zhuǎn)特征。

圖3 理想簡(jiǎn)化排汽缸模型

圖4分別給出了拼焊導(dǎo)流環(huán)弧段數(shù)為18段、12段和8段時(shí)的排汽缸三維幾何模型。該簡(jiǎn)化模型同樣僅為整個(gè)低壓缸的1/2，且忽略了低壓排汽缸中常見的一些筋板、撐管等，導(dǎo)流環(huán)特征在三維建模時(shí)采用全周陣列的方式生成拼焊導(dǎo)流環(huán)。對(duì)于采用其它弧段數(shù)拼焊導(dǎo)流環(huán)的低壓排汽缸按類似方式建立幾何模型。

圖4 采用拼焊導(dǎo)流環(huán)的排汽缸模型

上面所有模型均采用ANSYS進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分所采用的參數(shù)按照公司現(xiàn)行相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行。所有三維氣動(dòng)分析采用商用軟件ANSYS/CFX完成。在邊界設(shè)置上，由于計(jì)算對(duì)象僅為1/2低壓缸，因此邊界中除了設(shè)置進(jìn)口和出口外，還相應(yīng)設(shè)置有對(duì)稱面，其余壁面均為固體無(wú)滑移壁面。計(jì)算中采用的工質(zhì)為IF97水蒸汽，湍流模型選取SST模型，具體的邊界條件設(shè)置見表1。其中排汽缸進(jìn)口處的平均汽流角度取自末級(jí)動(dòng)葉出口平均汽流角度，出口處的平均背壓為冷凝器喉部平均壓力。

表1 計(jì)算邊界條件

2.2 計(jì)算結(jié)果與分析

表2匯總了上面所介紹的各模型計(jì)算結(jié)果，表中所有靜壓恢復(fù)系數(shù)均以理想模型靜壓恢復(fù)系數(shù)為基準(zhǔn)進(jìn)行了歸一化處理。

由于上面各個(gè)簡(jiǎn)化模型都略去了低壓排汽缸中常見的一些筋板、撐管等結(jié)構(gòu)，因此各模型氣動(dòng)性能上的差異完全是由于拼焊段數(shù)引起的。

表2 各計(jì)算模型靜壓恢復(fù)系數(shù)匯總表

從表2可以看出，隨著拼焊弧段數(shù)量減少，排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)逐漸減小，當(dāng)從18段減少到8段時(shí)，靜壓恢復(fù)系數(shù)降低了約41%。圖5和圖6分別給出了采用8段拼焊弧段導(dǎo)流環(huán)的排汽缸和采用18段拼焊弧段導(dǎo)流環(huán)的排汽缸在靠近天地向中分面且位于弧段交接處剖截面上的流場(chǎng)情況。其中，最左側(cè)圖示給出了剖截面所處的位置，中間圖示給出了該剖截面二維流線圖，右側(cè)圖示給出了該剖截面總壓損失系數(shù)分布云圖。由于拼焊弧段數(shù)的不同，兩模型所示特征截面的絕對(duì)位置略有不同，但基本可以忽略截面位置的影響。

剖截面上總壓損失系數(shù)Cp0loss的定義如下：

式中：P0,in為排汽缸進(jìn)口總壓；P0為排汽缸流場(chǎng)中的當(dāng)?shù)乜倝骸?/p>

總壓損失系數(shù)代表著能量損失，該系數(shù)較小的地方表示能量損失較小，流動(dòng)情況較好，反之則表明流動(dòng)情況較差。

圖5 8段拼焊弧段導(dǎo)流環(huán)排汽缸特征截面流場(chǎng)

圖6 18段拼焊弧段排汽缸特征截面流場(chǎng)

比較圖5和圖6，從截面二維流線來(lái)看，8段拼焊弧段的導(dǎo)流環(huán)處存在著明顯脫流，18段拼焊弧段的導(dǎo)流環(huán)處也存在著少許脫流現(xiàn)象，但脫流比8段拼焊弧段的導(dǎo)流環(huán)有較大改善；而從總壓損失云圖來(lái)看，與圖6相比，圖5中8段拼焊弧段的導(dǎo)流環(huán)附近以及整個(gè)截面下半部分都明顯存在著較大損失。另外，由于拼焊導(dǎo)流環(huán)弧段在圓周方向上存在周期性對(duì)稱，所以在其它一些類似特征截面上，也會(huì)存在類似圖5和圖6的現(xiàn)象。由此也可以推斷，拼焊導(dǎo)流環(huán)在圓周方向幾何上的 “不光滑”是導(dǎo)致排汽缸性能下降的重要原因之一。

圖7是根據(jù)表2得到的排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)隨拼焊弧段數(shù)的變化圖。

圖7 排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)與拼焊弧段數(shù)變化圖

綜合表2和圖7來(lái)看，如果認(rèn)為理想模型拼焊弧段數(shù)為無(wú)窮多，那么一方面拼焊弧段數(shù)在從8段依次增加到16段的過(guò)程中，靜壓恢復(fù)系數(shù)將近似直線增加，另一方面，可以推測(cè)，當(dāng)拼焊弧段數(shù)從16段增加到無(wú)窮多段時(shí)，靜壓恢復(fù)系數(shù)將緩慢逼近極限理想狀態(tài) （拼焊弧段從16段增加到18段時(shí)，靜壓恢復(fù)系數(shù)雖在增加，但增加的趨勢(shì)已經(jīng)明顯減緩）。

上面曾提到，拼焊導(dǎo)流環(huán)與理想導(dǎo)流環(huán)對(duì)氣動(dòng)性能影響的差異與導(dǎo)流環(huán)進(jìn)口直徑大小相關(guān)，或者也可以說(shuō)是與排汽缸宏觀大尺寸相關(guān)，所以表2和圖7中所列出的靜壓恢復(fù)系數(shù)與具體弧段數(shù)的關(guān)系并不具有廣泛的代表性，然而表2和圖7所反映出的兩者變化趨勢(shì)是有廣泛代表性的。

綜合以上分析，拼焊弧段數(shù)與靜壓恢復(fù)系數(shù)的關(guān)系趨勢(shì)可用圖8來(lái)表示?？梢哉J(rèn)為對(duì)于每一個(gè)特定的排汽缸，都存在一個(gè)確定的臨界拼焊弧段數(shù) （例如，對(duì)于上文所模擬的低壓排汽缸，可以認(rèn)為該臨界拼焊弧段數(shù)為16）。當(dāng)拼焊弧段數(shù)小于臨界值時(shí)，增加拼焊弧段數(shù)將明顯提升排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)，而當(dāng)拼焊弧段數(shù)大于臨界值，再增加拼焊弧段數(shù)時(shí)，排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)的提升將十分緩慢，而過(guò)多的拼焊弧段數(shù)也將使制造成本大幅增加。同時(shí)，臨界拼焊弧段數(shù)因缸而異，它的取值又與具體排汽缸的宏觀大尺寸息息相關(guān)。從本文算例來(lái)看，從氣動(dòng)性上考慮，對(duì)于一般的百萬(wàn)機(jī)組低壓排汽缸，建議拼焊焊弧段數(shù)選定在16段及以上。

圖8 拼焊弧段數(shù)與靜壓恢復(fù)系數(shù)的趨勢(shì)圖

3 拼焊導(dǎo)流環(huán)焊縫對(duì)氣動(dòng)性能的影響

上文就拼焊導(dǎo)流環(huán)不同弧段數(shù)對(duì)低壓排汽缸氣動(dòng)性能的影響進(jìn)行了分析。導(dǎo)流環(huán)采用拼焊方式成型，就勢(shì)必有焊縫存在，一般而言，對(duì)接焊縫封焊完成后，熔焊金屬以凸起形式存在 （又稱焊縫余高），對(duì)于拼焊導(dǎo)流環(huán)來(lái)說(shuō)，焊縫余高在汽道側(cè)會(huì)對(duì)低壓排汽缸的氣動(dòng)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，為了定量說(shuō)明問(wèn)題，本節(jié)對(duì)導(dǎo)流環(huán)汽道側(cè)焊縫在固定余高的情況下對(duì)排汽缸性能的影響進(jìn)行了CFD三維數(shù)值計(jì)算和分析。

3.1 幾何模型及數(shù)值方法

本文分別針對(duì)8條、10條、12條和18條焊縫的排汽缸進(jìn)行了計(jì)算分析 （圖3中理想簡(jiǎn)化模型可以認(rèn)為是0條焊縫模型）。圖9給出了具有10條焊縫排汽缸的幾何模型。該類模型是在圖3理想簡(jiǎn)化模型基礎(chǔ)上僅增加若干條焊縫而形成的。由于模型中導(dǎo)流環(huán)是理想的360°完整旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流環(huán)，同時(shí)忽略了排汽缸中的其它幾何結(jié)構(gòu)，所以保證了該類模型之間氣動(dòng)差異僅是由焊縫引起的。各模型中，每條焊縫由嵌在導(dǎo)流環(huán)正面沿導(dǎo)流環(huán)徑向延伸的圓管模擬。在模擬中每根圓管直徑取10 mm，并使圓管外半圓突出導(dǎo)流環(huán)表面 （即假設(shè)焊縫突出導(dǎo)流環(huán)表面5 mm）。

圖9 焊縫模擬示意圖

該部分所有模型仍采用ANSYS進(jìn)行非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，所有三維氣動(dòng)分析仍采用商用軟件ANSYS/CFX完成，所有網(wǎng)格劃分以及計(jì)算設(shè)置與上小節(jié)介紹的數(shù)值方法完全相同。

3.2 計(jì)算結(jié)果與分析

表3給出了針對(duì)不同焊縫條數(shù)計(jì)算得到的靜壓恢復(fù)系數(shù)。圖10和圖11分別給出了0條焊縫和10條焊縫排汽缸在特征截面上的流場(chǎng)情況。兩排汽缸特征截面在排汽缸上的絕對(duì)位置完全相同，氣動(dòng)性能上不存在位置差異的影響。從流線上看，當(dāng)導(dǎo)流環(huán)上無(wú)焊縫時(shí)，截面二維流動(dòng)在導(dǎo)流環(huán)表面不存在脫流現(xiàn)象，但增加焊縫后，導(dǎo)流環(huán)表面出現(xiàn)了脫流現(xiàn)象，這說(shuō)明焊縫余高的確對(duì)排汽缸的流場(chǎng)產(chǎn)生了不良影響。而從截面總壓損失系數(shù)來(lái)看，焊縫存在也的確增加了導(dǎo)流環(huán)表面附近流動(dòng)的損失。

表3 不同焊縫條數(shù)下排汽缸的靜壓恢復(fù)系數(shù)

圖10 0條焊縫排汽缸特征截面流場(chǎng)

圖11 10條焊縫排汽缸特征截面流場(chǎng)

圖12是根據(jù)表3得到的焊縫數(shù)量與排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)的關(guān)系圖。結(jié)合圖12以及表3，可以看到，焊縫從8條增加到18條的過(guò)程中，排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)接近線性地依次降低，但降低的總體幅度十分有限，然而，8條焊縫與0條焊縫相比在靜壓恢復(fù)系數(shù)上仍下降了約14%。從這里的分析來(lái)看，焊縫的存在對(duì)排汽缸氣動(dòng)性能存在著負(fù)面影響，但這種影響似乎不大，而且相比之下，焊縫所帶來(lái)的負(fù)面影響要遠(yuǎn)小于拼焊弧段數(shù)給排汽缸性能所帶來(lái)的負(fù)面影響。

圖12 焊縫數(shù)量與靜壓恢復(fù)系數(shù)的關(guān)系

上文焊縫數(shù)量對(duì)排汽缸性能的研究是基于設(shè)計(jì)工況的，當(dāng)汽輪機(jī)組處于其它變工況時(shí)，末級(jí)動(dòng)葉排汽角度會(huì)發(fā)生改變 （即排汽缸平均進(jìn)口氣流角發(fā)生改變），表4給出了僅更改排汽缸平均進(jìn)口氣流角度時(shí)排汽缸的性能統(tǒng)計(jì) （以理想模型85.67°氣流角時(shí)靜壓恢復(fù)系數(shù)為基準(zhǔn)進(jìn)行歸一化處理）。

表4 排汽缸變工況時(shí)焊縫對(duì)缸性能影響

在表4中，10條焊縫下排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)在兩種平均進(jìn)口氣流角度下的差異甚微，但是當(dāng)焊縫數(shù)量增加到18條時(shí)，這種差異也隨之增大。所以通常在設(shè)計(jì)工況下雖然焊縫數(shù)量對(duì)排汽缸性能影響甚微，但是在變工況下焊縫數(shù)量對(duì)排汽缸的性能可能會(huì)帶來(lái)一定的影響。

導(dǎo)流環(huán)汽道側(cè)凸起的焊縫對(duì)低壓排汽缸氣動(dòng)性能會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，建議在實(shí)際工程設(shè)計(jì)和制造中能將導(dǎo)流環(huán)焊縫位置放在導(dǎo)流環(huán)背面。

4 拼焊導(dǎo)流環(huán)工程實(shí)際排汽缸的氣動(dòng)驗(yàn)證

上文對(duì)拼焊導(dǎo)流環(huán)拼焊段數(shù) （不考慮余高）以及焊縫數(shù)量 （考慮余高）對(duì)排汽缸氣動(dòng)性能的影響分別進(jìn)行了單獨(dú)分析，為了孤立它們各自的影響不僅采用了360°完整導(dǎo)流環(huán)而且忽略了排汽缸中的許多筋板撐桿等結(jié)構(gòu)。下面在設(shè)計(jì)工況下針對(duì)某工程 （660 MW等級(jí)機(jī)組）實(shí)際應(yīng)用中的低壓排汽缸進(jìn)行一系列驗(yàn)證計(jì)算。

圖13是某工程（660 MW等級(jí)機(jī)組）實(shí)際應(yīng)用的排汽缸同時(shí)考慮拼焊弧段數(shù)以及相應(yīng)焊縫余高時(shí)的假想幾何模型。該系列模型充分考慮了導(dǎo)流環(huán)上工程實(shí)際中的若干切割以及排汽缸中存在的若干筋板撐桿等，另外，該缸各個(gè)方向上的宏觀尺寸已經(jīng)遠(yuǎn)小于文章前面論述中所采用的排汽缸（1000 MW等級(jí)機(jī)組）尺寸。

圖13 實(shí)際排汽缸的假想幾何模型

表5分別給出了各模型在設(shè)計(jì)工況下計(jì)算得到的一系列靜壓恢復(fù)系數(shù)。表中靜壓恢復(fù)系數(shù)采用理想旋壓導(dǎo)流環(huán)模型的排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)為基準(zhǔn)進(jìn)行了歸一化處理。

表5 各模型的靜壓恢復(fù)系數(shù)表

從表5來(lái)看，在實(shí)際工程中采用拼焊導(dǎo)流環(huán)來(lái)代替理想旋壓導(dǎo)流環(huán)時(shí)，根據(jù)具體拼焊情況，排汽缸的氣動(dòng)性能都會(huì)不同程度地受到影響 （表5中拼焊對(duì)靜壓恢復(fù)系數(shù)的影響范圍在3%～56%）；但是如果能夠設(shè)法消除焊縫的不利影響 （比如將焊縫移動(dòng)到導(dǎo)流環(huán)背面），同時(shí)采用足夠多拼焊弧段的導(dǎo)流環(huán) （拼焊弧段數(shù)量與排汽缸的大小有關(guān)）是能夠無(wú)限接近理想旋壓導(dǎo)流環(huán)性能的，但這可能會(huì)引發(fā)較高的成本。另外，從該排汽缸的氣動(dòng)分析來(lái)看，建議該排汽缸采用不少于12段的拼焊弧段。

5 結(jié)論

本文采用某1000 MW等級(jí)機(jī)組簡(jiǎn)化的低壓排汽缸模型，分別研究了拼焊導(dǎo)流環(huán)拼焊弧段數(shù)量以及焊縫數(shù)量對(duì)低壓排汽缸氣動(dòng)性能的影響，同時(shí)針對(duì)某工程實(shí)際應(yīng)用的660 MW等級(jí)機(jī)組低壓排汽缸驗(yàn)證計(jì)算了不同拼焊情況下低壓排汽缸的氣動(dòng)性能。

計(jì)算和分析結(jié)果表明：對(duì)于特定的低壓排汽缸，存在著一個(gè)確定的臨界拼焊弧段數(shù)，當(dāng)拼焊弧段數(shù)小于臨界值時(shí)，增加拼焊弧段數(shù)能夠近似線性地提升排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)，當(dāng)拼焊弧段數(shù)大于臨界值后，低壓排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)的提升幅度減小，并基本接近理想值。但需要指出的是，臨界拼焊弧段數(shù)的取值與具體低壓排汽缸的宏觀大尺寸相關(guān)；焊縫余高對(duì)低壓排汽缸性能有負(fù)面影響，它的存在降低了排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)，特別是在變工況時(shí)影響較大。根據(jù)文中的分析計(jì)算，對(duì)采用拼焊導(dǎo)流環(huán)的機(jī)組，綜合考慮拼焊弧段數(shù)以及焊縫余高的影響，對(duì)于1000 MW等級(jí)機(jī)組建議導(dǎo)流環(huán)拼焊弧段數(shù)不少于16段，對(duì)于660 MW等級(jí)機(jī)組建議導(dǎo)流環(huán)拼焊弧段數(shù)不少于12段。

在工程實(shí)際應(yīng)用中，隨著導(dǎo)流環(huán)拼焊段數(shù)的增加，排汽缸靜壓恢復(fù)系數(shù)逐步接近理想值，但會(huì)增加制造成本。為獲得最佳排汽缸氣動(dòng)性能，在滿足工藝和成本控制的要求下，應(yīng)優(yōu)先選用分段旋壓導(dǎo)流環(huán)，旋壓成型后再進(jìn)行拼焊，且封焊位置 （凸起部分）應(yīng)避免設(shè)置在導(dǎo)流環(huán)汽道側(cè)。

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