CN113137282B - 一种反动式透平级组连接结构及其结构参数设计方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种反动式透平级组连接结构及其结构参数设计方法，叶轮机械技术领域。所述方法包括建模步骤，针对反动式透平的原始级组连接结构的通流部分建立模型；分析步骤，对模型进行气动性能分析，得出通流部分的的流场分布和气动参数，计算出总压损失系数；计算步骤，提取通流部分的结构参数，并确定结构参数的范围，对参数化的模型进行气动分析，获得最小总压损失所对应的结构参数。本申请采用建模的方式，以最小总压损失为设计目标，使得透平级组连接结构具有较好的气动过渡性能，进而在保证透平正常稳定工作的同时节约了能源。

Description

一种反动式透平级组连接结构及其结构参数设计方法
技术领域
本申请涉及叶轮机械技术领域，尤其是涉及一种反动式透平级组连接结构及其结构参数设计方法。
背景技术
在叶轮机械中，透平的损失主要有两个部分，一部分是通流损失，另一部分是由于泄漏等引起的外部损失。当不考虑外部损失时，透平的通流损失又包括轮周损失、摩擦损失、部分进汽损失、级内漏气损失、湿汽损失等。
就大多数透平而言，工质从调阀流入进气道，经喷嘴和调节级叶片后沿着轴向膨胀，沿着各级做功，最后通过排气通道排出。在透平通流内部结构空间有限且存在表面粗糙度等限制条件下，由于摩擦、涡流、转向等阻力因素而产生压力下降，这部分压降损失作为摩擦损失中的一部分，是无法避免的。
为了提高透平的经济性，可以提高整个通流区段具有良好的气动性能，尽可能地减小摩擦阻力的作用，增大各个通流级组的有效焓降，提升透平的实际出力。
对于反动式透平而言，最为关键的是通流部分，其通流部分由转动部分与静止部分组成。对于转动部分，动叶安装在转子轮槽上，承担着扭矩传递的重任；对于静止部分，为了减少漏气和方便调整，将导叶安装在持环上。一组导叶和动叶合称一个透平级，它是反动式透平最基本的做功单元。通常将一个导叶持环及其内部多个串联的透平级称为一个级组，反动式透平一般由一个或多个级组组成，这些级组以及级组连接结构共同构成了透平的通流部分。
反动式透平通流内部流动状况复杂，特别是对于级组连接结构而言，因此现有的级组连接结构限制了透平经济性的提升。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种反动式透平级组连接结构及其结构参数设计方法，目的在于，优化现有级组连接结构，使得通流结构具有更好的气动性能，以提高透平的经济性。
第一方面，本申请提供一种反动式透平级组连接结构，所述反动式透平级组连接结构是利用如下所述的方法设计的。
第二方面，本申请提供一种反动式透平级组连接结构参数设计方法，所述方法包括：
建模步骤，针对反动式透平的原始级组连接结构的通流部分建立模型；
分析步骤，对所述模型进行气动性能分析，得出所述通流部分的流场分布和气动参数，计算出总压损失系数；
计算步骤，提取所述通流部分的部分结构参数，并确定所述结构参数的范围，对参数化的所述模型进行气动分析，获得最小总压损失所对应的结构参数。
本申请意识到反动式透平通流内部流动状况复杂，主要由于受到上游叶片流场分布的影响，不仅干扰较大，而且准确预测这种干扰的影响也是较为困难的。
更为具体的是，如果相邻两个级组之间的压力损失每降低1％，冷凝型透平整机内效率会提升约0.1～0.15％，背压型透平内效率会提高约0.2～0.35％。因此，级组连接处结构参数的合理选取对提升透平经济性具有重要的意义。而利用以上特征，本申请采用建模的方式，以最小总压损失为设计目标，使得透平级组连接结构具有较好的气动过渡性能，进而在保证透平正常稳定工作的同时节约了能源。
优选地，所述建模步骤还包括：
所述模型至少还经由级组推力、轴系振动和持环强度中的一者或者多者确定；
选择预定的网格尺度与网格数量，并确定湍流模型、计算边界条件与预定的计算工质。
优选地，在所述建模步骤中，所述原始级组连接结构形成为位于第一级组结构和第二级组结构之间的连接结构，工质由所述第一级组结构流向所述第二级组结构。
优选地，在所述建模步骤中，所述第一级组结构形成为调节级，所述第二级组结构包括首个透平级，所述计算边界条件为喷嘴进口总温和总压以及所述首个透平级出口流量，所述计算工质为水蒸气。
优选地，在所述计算步骤中：
所述结构参数包括调节级轮缘圆角R2、导叶持环进汽侧圆角R1、导叶持环进汽端面与调节级轮缘壁面间距L1、导叶持环进汽端面与第一级导叶叶根槽进汽侧端面间距L2；
建立三维参数化随机样本xn＝[L1n，L2n，R1n，R2n]T，样本数n为正整数。
优选地，在所述计算步骤中：
n等于200；
所述结构参数的约束条件包括：
D1×L1>(D12-D22)/4；
R2*<R2<min[(L1+L2)，(D3-D2)/2]；
如果L2*<L2<l，则0<R1<min[L2，(D3+2×tan Beta×(l-L2)-D1)/2]；
如果l≤L2<导叶持环总长-LAXE1，则0<R1<(D3+2×tan Beta×l-D1)/2；
其中，D2为级组进口根径，D1为导叶持环进汽侧内径，D3为导叶持环进汽侧内径，l为进汽侧长度，LAXE1为所述首个透平级级组所有透平级总长，Beta为导叶持环进汽侧倾角；R2*为R2的最小值，L2*为L2的最小值，min为取最小值。
优选地，所述第一级组结构形成为非调节级，并包括第一级组结构导叶持环末级透平级，所述第二级组结构包括与所述第一级组结构导叶持环末级透平级相邻的第二级组结构导叶持环首级透平级，介质自所述第一级组结构流向所述第二级组结构；
所述计算边界条件包括所述第一级组结构导叶持环末级透平级的进口总温和总压以及第二级组结构导叶持环首级透平级的出口流量，所述计算工质为二氧化碳。
优选地，在所述计算步骤中：
所述结构参数包括第一级组结构持环出汽侧构造参数X、第二级组结构持环进汽侧圆角R5、第一级组结构持环和第二级组结构持环的轴向间距L4、第二级组结构持环进汽端面与第一级导叶叶根槽进汽侧端面间距L3、动叶叶根槽出汽侧端面与第一级组结构持环出汽侧壁面的间距L5；
建立三维参数化随机样本xn＝[L3n，L4n，L5n，Xn，R5n]T，样本数n为正整数。
优选地，在所述计算步骤中：
样本数n为250；
所述结构参数的约束条件包括：
0<L5<a；
L4>b；
如果L3*<L3<l2,则0<R5<min[L3，(D8+2×tan Lamda×(l2-L3)-D7)/2]；
如果l2≤L3<第二级组结构导叶持环总长-LAXE2，则0<R5<(D8+2×tan Lamda×l2-D7)/2；
当所述第一级组结构持环出汽侧构造参数X形成为第一级组结构持环出汽侧圆角R4时，0<R4<min[L5，(D5-2×tan Gamma×(l1-L5)-D6)/2]；
当所述第一级组结构持环出汽侧构造参数X形成为第一级组结构持环出汽侧斜边轴向长度L6，以使得第一级组结构出气侧倾斜角度与第一级组结构导叶持环末级透平级导叶出气侧倾角一致时，0<L6<L5；
其中，a为L5的设计上限，b为L4的下限，a与b均为正数，a至少由定位槽数量、尺寸和分布方式中的一者或者多者确定，b至少由级组与级组之间的抽汽因素和补汽因素中的一者或者两者确定；
L3*为L3的最小值，其中D6为所述第一级组结构持环出气侧内径，D7为所述第二级组结构持环进气侧内径，LAXE2为所述第二级组结构的持环对应级组的所有透平级总长，min为取最小值；
l2为所述第一级组结构持环进气端面与所述第二级组结构首级透平级导叶叶根槽进气侧端面间距；
D5为第一级组结构持环毛坯出汽侧外径；
l1为第一级组结构持环毛坯出汽侧端面与第一级组末透平级动叶槽出汽侧端面间距离；
Gamma为第一级组结构持环出汽侧倾角；
D8为第二级组结构持环进汽侧毛坯外径；
Lamda为第二级组结构持环进汽侧倾角。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本申请设计方法的构思流程图的示意图；
图2示出了轮室腔道与级组连接结构参数化的二维示意图；
图3示出了第一种级组与级组连接结构参数化的二维示意图；
图4示出了第二种级组与级组连接结构参数化的二维示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
本实施例提供一种反动式透平级组连接结构参数设计方法，以下将结合图1至图4对该方法进行具体说明。
本申请提供内的反动式透平级组连接结构参数设计方法包括：
建模步骤，针对反动式透平的原始级组连接结构的通流部分建立模型；
分析步骤，对模型进行气动性能分析，得出通流部分的流场分布和气动参数，计算出总压损失系数；
计算步骤，提取通流部分的结构参数，并确定结构参数的范围，对参数化的模型进行气动分析，获得最小总压损失所对应的结构参数。
根据以上所描述的特征，这里所说的模型可以为利用原始级组连接结构的结构参数建立的周期性单通道气动模型。结合图1，本实施例中，方法首先针对原始进气腔道的结构进行建模，然后针对获得的模型进行性能分析。
正如前面描述提及的，模型是根据原始进气腔道的结构的结构参数建立的，在计算步骤中，提取前述构建模型的结构参数的部分，而将其余结构参数中的部分作为所提取的结构参数的约束条件，进而确定所提取的结构参数的范围，这是三维结构参数化的过程。在约束条件中，本实施例至少考虑到气动特性和几何结构适应性，这确保获得的级组连接结构具有良好的气动特性和几何结构适应性。
而在计算步骤中，对参数化后的三维模型进行气动分析，并评判计算结果，再对所得计算结果进行统计与整理，将最符合要求的结构参数提取出来，从而完成设计。在本实施例中，以最小总压损失作为标准，以在结构参数的范围内获得实现最小总压损失的结构参数。也就是说，本实施例以最小总压损失为设计目标，使得透平轮室腔道与级组间、级组与级组间的衔接部分具有较好的气动过渡性能，进而在保证透平正常稳定工作的同时节约了能源。
因此，实际上，以上过程是寻找最佳解的过程，换言之结构参数化设计的数学模型是找到一组解x＝[x1,x2,x3…,xn]T，且满足
min f(x)
gi(x)≤0,i＝1,2,…,m
hj(x)＝0,j＝1,2,…,p
式中x为设计变量；f(x)为设计目标函数；gi(x)和hj(x)为约束条件或状态变量；m、p为约束变量的数量，其主要步骤包括建立数学模型和迭代控制。建立合适的数学模型即确定模型的设计变量、约束条件以及目标函数；迭代主要是综合考虑优化设计效果和求解时间，选择一定的数学模型。
进一步地，在所述方法中，建模步骤还包括：
模型至少还经由级组推力、轴系振动和持环强度中的一者或者多者确定；
选择预定的网格尺度与网格数量，并确定湍流模型、计算边界条件与预定的计算工质。
在本实施例中，建模之前还需要充分考虑级组推力、轴系振动和持环强度等因素，这有利于后续获得相对全面的约束条件，进而能够确保获得模型较为准确的结构变化区间，因此保证了设计方案的可实现性。
此外，利充分考虑级组推力、轴系振动和持环强度等因素，还有利于简化三维气动模型，这样可以提高网格质量，减少网格数量，大幅度减少计算时间，进而提升了设计的效率与质量。
进一步地，原始级组连接结构形成为位于第一级组结构和第二级组结构之间的连接结构，工质由第一级组结构流向第二级组结构。这里的第一级组结构和第二级组结构可以分别为调节级和与调节级相邻的级组，也可以分别为彼此相邻的两个级组。以下首先对前一种情况进行描述，随后再进一步描述后一种情况。
以下将根据已经描述的步骤针对以上提及的两种情况进行分别描述。
针对第一级组结构和第二级组结构分别为调节级和与调节级相邻的级组这种情况，这里需要说明的是，反动式透平多为变工况运行的旋转动力机械，为了确保不同工况下的工作效率，通常采用喷嘴调节进气的方案。工质从喷嘴、调节级后到级组前的环状空间不仅仅只是一个流动通道，还需要发挥混合和整流工质的作用。一方面，这部分通道的空间相当有限，进气参数往往比较高，导致流动情况较为复杂；另一方面，透平高压段的摩擦损失往往比较大，所以如何降低轮室腔道与级组连接处的压损显得尤为重要。
结合图2，根据依次已确定的喷嘴叶片、调节级叶片和首个透平级叶片以及原始连接结构参数建立全周气动模型，并加上一定长度的进出口延长段，采用IGG/AutoGrid软件划分流体域网格，保证第一层网格厚度满足所选的湍流模型k-epsilon(即k-ε模型)，计算边界条件为喷嘴进口总温和总压以及首个透平级出口流量，计算工质为水蒸气。
随后，对上述模型进行分析，即原始轮室腔道与级组连接结构的通流部分的分析，如采用三维数值计算软件ANSYS CFX对上述模型进行气动分析，得出设计参数下原始连接结构的气动性能，并算出相应的总压损失系数。
随后，确定确定需要控制的结构参数和其变化范围。结合图2，需要控制即提取的结构参数可以包括调节级轮缘圆角R2、导叶持环进汽侧圆角R1、导叶持环进汽端面与调节级轮缘壁面间距L1、导叶持环进汽端面与第一级导叶叶根槽进汽侧端面间距L2。
在此基础上，建立三维参数化随机样本xn＝[L1n，L2n，R1n，R2n]T，样本数n为正整数，例如n等于200。
进一步地，结构参数的约束条件包括：
D1×L1>(D12-D22)/4；
R2*<R2<min[(L1+L2)，(D3-D2)/2]；这里的R2*是要兼顾转子的热应力问题，要根据转子强度核算确定的R2的最小值；
如果L2*<L2<l，则0<R1<min[L2，(D3+2×tan Beta×(l-L2)-D1)/2]；这里的L2*是要兼顾叶根槽的强度问题，要根据导叶持环强度核算确定L2的最小值；
如果l≤L2<导叶持环总长-LAXE1，则0<R1<(D3+2×tan Beta×l-D1)/2。
其中，以下结构参数为作为约束条件的结构参数，D2为级组进口根径，D1为导叶持环进汽侧内径，D3为导叶持环进汽侧内径，l进汽侧长度，LAXE1为级组所有透平级总长，Beta为导叶持环进汽侧倾角。此外，min为取最小值。
如此，利用目标函数判断计算结果。具体地，目标函数为f(x)＝(P2-P0)/P2，设计目标为minf(xn)，如图2所示，其中P2代表调节级后的平均总压，P0代表首个透平级进口处的平均总压。将不同结构参数的计算结果进行对比，找出最小总压损失对应的结构参数并将其提取出来，如此完成设计。
针对后一种情况，即这里的第一级组结构和第二级组结构可以为彼此相邻的两个级组，需要说明的是，对于一些高参数和大功率的反动式透平，级组总数可能在五个甚至以上，由于相邻导叶持环间存在摩擦阻力损失导致压降产生，所以当持环数量增加的时候，会产生损失叠加的效应，导致透平的实际出力减小。因此，降低相邻两个持环间的压损也显得尤为重要。基于这样的考量，以下将结合图3和图4对后一种情况进行说明。
首先，仍然对原始级组与级组连接结构的通流部分建模。图3和图4中工质均从左向右流动，因此以下将以这样的方位进行简化描述。根据已确定的左边导叶持环末级透平级叶片以及右边导叶持环首级透平级、级组与级组连接结构参数建立周期性单通道气动模型，并加上一定长度的进出口延长段，采用IGG/AutoGrid软件划分流体域网格，保证第一层网格厚度满足所选的湍流模型k-epsilon，计算边界条件为末级透平级进口总温总压、首级透平级出口流量，计算工质采用二氧化碳。
随后，对原始级组与级组连接结构的通流部分进行分析。具体与以上所提及的相同，在此不再赘述。
随后，确定需要控制的结构参数和其变化范围。尤其参见图3，需要控制的结构参数包括左边持环出汽侧圆角R4，图3的示例中为、右边持环进汽侧圆角R5、两相邻持环轴向间距L4、持环进汽端面与第一级导叶叶根槽进汽侧端面间距L3、动叶叶根槽出汽侧端面与持环出汽侧壁面的间距L5。
建立三维参数化随机样本xn＝[L3n，L4n，L5n，Xn，R5n]T，样本数n为正整数例如250。
结构参数的约束条件包括：
0<L5<a；这里在LAXE2已确定且右边持环进气端面与首级透平级导叶叶根槽进气侧端面间距l2已确定的基础上，兼顾实际设计中的定位槽布置(例如定位槽的尺寸、数量和分布)等因素，选择一个合理的最大长度a作为该设计变量的上限；
L4>b；这里在相邻两个持环型号确定下来后，为了保证结构不干涉，同时兼顾级组与级组间抽汽、补汽等外在因素，选取一个合理的最小长度b作为该设计变量的下限。
如果L3*<L3<l2，则0<R5<min(L3，(D8+2×tan Lamda×(l2-L3)-D7)/2)；这里兼顾叶根槽的强度问题，根据右边导叶持环强度核算确定L3的最小值，即L3*；
如果l2≤L3<右边导叶持环总长-LAXE2，则0<R5<(D8+2×tan Lamda×l2-D7)/2；
0<R4<min(L5，(D5-2×tan Gamma×(l1-L5)-D6)/2)。
此外，结合图4，当第一级组结构持环出汽侧构造参数X形成为第一级组结构持环出汽侧斜边轴向长度L6，以使得第一级组结构出气侧倾斜角度与第一级组结构导叶持环末级透平级导叶出气侧倾角DeltaW01一致时，则0<L6<L5。
其中，D6为第一级组结构持环出气侧内径，D7为第二级组结构持环进气侧内径，LAXE2为第二级组结构的持环对应级组的所有透平级总长，min为取最小值；D5、l1、Gamma和D8、l2、Lamda分别为第一级组结构的持环和第二级组结构的持环的自身的结构尺寸。具体地，l2已在上述描述中提及，D5为第一级组结构持环毛坯出汽侧外径；l1为第一级组结构持环毛坯出汽侧端面与第一级组末透平级动叶槽出汽侧端面间距离；Gamma为第一级组结构持环出汽侧倾角；D8为第二级组结构持环进汽侧毛坯外径；Lamda为第二级组结构持环进汽侧倾角。
随后，针对以上图3和图4两种示例，分别判定计算结果，其方式与以上提及的具体方式相同，仍采用相同的目标函数，区别在于，P2代表左边持环末级透平级出口的平均总压，P0代表右边持环首级透平级进口处的平均总压。
因此，在实施例中，针对连接结构的参数设计方法，可以仅考虑所述前一种情况，也可以仅考虑所述后一种情况，当然也可以同时考虑这两种情况，这可以根据实际设计的反动式透平级组的具体结构来确定以及组合。
在此基础上，本实施例还提供一种反动式透平级组连接结构，该连接结构是由以上方法设计的。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种反动式透平级组连接结构参数设计方法，其特征在于，所述方法包括：
建模步骤，针对反动式透平的原始级组连接结构的通流部分建立模型；
分析步骤，对所述模型进行气动性能分析，得出所述通流部分的流场分布和气动参数，计算出总压损失系数；
计算步骤，提取所述模型的部分结构参数，将所述模型的其余结构参数中的部分作为所提取的结构参数的约束条件，进而确定所提取的结构参数的范围，确保反动式透平级组连接结构具有良好的气动特性和几何结构适应性，对参数化的所述模型进行气动分析，获得最小总压损失所对应的结构参数；
在所述建模步骤中，所述原始级组连接结构形成为位于第一级组结构和第二级组结构之间的连接结构，工质由所述第一级组结构流向所述第二级组结构；
在所述建模步骤中，所述第一级组结构形成为调节级，所述第二级组结构包括首个透平级；
所提取的结构参数包括调节级轮缘圆角R2、导叶持环进汽侧圆角R1、导叶持环进汽端面与调节级轮缘壁面间距L1、导叶持环进汽端面与第一级导叶叶根槽进汽侧端面间距L2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建模步骤还包括：
所述模型至少还经由级组推力、轴系振动和持环强度中的一者确定；
选择预定的网格尺度与网格数量，并确定湍流模型、计算边界条件与预定的计算工质。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算边界条件为喷嘴进口总温和总压以及所述首个透平级出口流量，所述计算工质为水蒸气。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所提取的结构参数的约束条件包括：
D1×L1>(D12-D22)/4；
R2*<R2<min[(L1+L2)，(D3-D2)/2]；
如果L2*<L2<l，则0<R1<min[L2，(D3+2×tan Beta×(l-L2)-D1)/2]；
如果l≤L2<导叶持环总长-LAXE1，则0<R1<（D3+2×tan Beta×l-D1）/2；
其中，D2为第二级组结构进口根径，D1为导叶持环进汽侧内径，l为进汽侧长度，LAXE1为所述首个透平级级组所有透平级总长，Beta为导叶持环进汽侧倾角；R2*为R2的最小值，L2*为L2的最小值，min为取最小值。
5.一种反动式透平级组连接结构参数设计方法，其特征在于，所述方法包括：
建模步骤，针对反动式透平的原始级组连接结构的通流部分建立模型；
分析步骤，对所述模型进行气动性能分析，得出所述通流部分的流场分布和气动参数，计算出总压损失系数；
计算步骤，提取所述模型的部分结构参数，将所述模型的其余结构参数中的部分作为所提取的结构参数的约束条件，进而确定所提取的结构参数的范围，确保反动式透平级组连接结构具有良好的气动特性和几何结构适应性，对参数化的所述模型进行气动分析，获得最小总压损失所对应的结构参数；
在所述建模步骤中，所述原始级组连接结构形成为位于第一级组结构和第二级组结构之间的连接结构；
所述第一级组结构形成为非调节级，并包括第一级组结构导叶持环末级透平级，所述第二级组结构包括与所述第一级组结构导叶持环末级透平级相邻的第二级组结构导叶持环首级透平级，工质自所述第一级组结构流向所述第二级组结构；
所提取的结构参数包括第一级组结构持环出汽侧构造参数X、第二级组结构持环进汽侧圆角R5、第一级组结构持环和第二级组结构持环的轴向间距L4、第二级组结构持环进汽端面与第一级导叶叶根槽进汽侧端面间距L3、第一级组结构末级透平级的动叶叶根槽出汽侧端面与第一级组结构持环出汽侧壁面的间距L5。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述建模步骤还包括：选择预定的网格尺度与网格数量，并确定湍流模型、计算边界条件与预定的计算工质；
所述计算边界条件包括所述第一级组结构导叶持环末级透平级的进口总温和总压以及第二级组结构导叶持环首级透平级的出口流量，所述计算工质为二氧化碳。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所提取的结构参数的约束条件包括：
0<L5<a；
L4>b；
如果L3*<L3<l2,则0<R5<min[L3，(D8+2×tan Lamda×(l2-L3)-D7)/2]；
如果l2≤L3<第二级组结构导叶持环总长-LAXE2，则0<R5<(D8+2×tan Lamda ×l2-D7)/2；
当所述第一级组结构持环出汽侧构造参数X形成为第一级组结构持环出汽侧圆角R4时，0<R4<min[L5，(D5-2×tan Gamma×(l1-L5)-D6)/2]；
当所述第一级组结构持环出汽侧构造参数X形成为第一级组结构持环出汽侧斜边轴向长度L6，以使得第一级组结构出汽侧倾斜角度与第一级组结构导叶持环末级透平级导叶出汽侧倾角一致时，0<L6<L5；
其中，a为L5的设计上限，b为L4的下限，a与b均为正数，b至少由所述第一级组结构和所述第二级组结构之间的抽汽因素和补汽因素中的一者确定；
L3*为L3的最小值，其中D6为所述第一级组结构持环出汽侧内径，D7为所述第二级组结构持环进汽侧内径，LAXE2为所述第二级组结构的持环对应级组的所有透平级总长，min为取最小值；
l2为所述第二级组结构持环进汽端面与所述第二级组结构首级透平级导叶叶根槽进汽侧端面间距；
D5为第一级组结构持环毛坯出汽侧外径；
l1为第一级组结构持环毛坯出汽侧端面与第一级组结构末级透平级动叶叶根槽出汽侧端面间距离；
Gamma为第一级组结构持环出汽侧倾角；
D8为第二级组结构持环进汽侧毛坯外径；
Lamda为第二级组结构持环进汽侧倾角。
8.一种反动式透平级组连接结构，其特征在于，所述反动式透平级组连接结构是利用权利要求1至7中任一项所述的方法设计的。
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