排汽缸是汽轮机的重要组成部分,它位于汽轮机低压缸与凝汽器之间。排汽缸主要有两个作用:一个作用是将汽轮机末级排出的湿蒸汽导流到凝汽器中;另一个作用是通过扩压功能使湿蒸汽的速度减小,静压增加,实现余速动能到压力能的转化。提高排汽缸的扩压能力可以降低汽轮机末级出口处的静压,使级焓降增加,增强汽轮机作功能力,提高工作效率。本文以某型号汽轮机轴向排汽缸扩压器为研究对象,使用数值模拟方法,以总压损失系数和静压恢复系数为评价指标,系统的分析了三类影响因素对扩压器性能的影响:1)几何参数影响,例如扩散度、无量纲长度系数;2)气动参数影响,例如扩压器入口速度分布、雷诺数;3)辅助结构影响,例如扩压器通道内支撑结构、扩压器壁面粗糙度。最后,使用动力模态分解方法解构了特定几何参数扩压器内部流场,捕捉到了重要涡系结构,结果表明:扩压器内形成的涡团结构经历了生成、脱落、扩散三个过程,并且在涡团沿轴向扩散的过程中,由于湍流的剧烈脉动,涡团产生了周向速度,在轴向运动的同时也沿周向转动;扩压器内部流场在周向存在模态波数3以及其倍数的空间相干结构。本文从气动和几何结构因素,以及非定常模态方面分析了扩压器的内部流动特征和气动性能,加深了对扩压器内部流动机制的认识,可为轴向排汽缸扩压器的设计提供参考。