核电汽轮机阀门的动态分析

介绍核电阀门动态分析的目的、计算原理与方法。讨论３１０ＭＷ核电汽轮机摇板式主汽阀、调节阀与蝶阀（再热主汽阀与调节阀）的动态性能，最后对摇板式主汽阀动态应力过大情况作了分析并提出了改进措施。     

东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆动应力分析

汽轮机主汽阀需要很高的关闭速度,由此带来阀杆冲击动力学的强度问题。以前设计主要按照冲击动力学的理论,通过能量法求解系统动应力。文章介绍了阀杆动应力的理论计算方法,并分析了理论计算方法的合理性。随着计算机技术的发展,有限元方法求解阀杆动应力成为可能。文章详细介绍了阀杆动应力有限元计算参数的选取方法,并通过ABAQUS商用有限元软件计算了东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆动应力。对理论计算结果和有限元计算结果做了比较,分析了有限元计算结果的合理性。计算显示东方660 MW超超临界二次再热汽轮机超高压主汽阀阀杆峰值应力小于材料疲劳极限,阀杆具有永久寿命。     

某1000 MW核电机组再热阀卡涩故障分析及处理

某1 000 MW等级核电站汽轮机采用新型进口再热阀,在调试及运行期间多台机组出现阀门卡涩故障。电厂通过拆解阀门,查明卡涩部件,分析出卡涩原因。通过对卡涩部件进行替换或修补,排除了故障风险,再热阀得以正常工作。文中分析和处理阀门卡涩故障的过程和方法可为同类核电站汽轮机再热阀的卡涩故障处理提供经验借鉴,也可为该类阀门设计人员提供改进思路和参考。     

600MW超超临界汽轮机高压主汽调节联合阀内部流场的数值模拟分析

采用非结构化四面体网格,对某600MW超超临界汽轮机组高压主汽调节联合阀的额定工况进行了数值模拟.针对3种不同结构的模型分别进行了计算,分析研究了阀门内部流场的流动特性,以及在主汽阀内加置挡板和滤网对内部流场和阀门损失的影响.     

摇板式主汽阀挠性阀座应力分析

摇板式主汽阀挠性阀座应力分析朱丹书１前言核电饱和汽轮机的主汽间与火电机组的再热主汽阀，由于蒸汽容积流量大，需要大尺寸的阀门，西屋及其它一些国外制造厂采用了摇板式阀。其结构与一般摇板式邀止间相似，但为反向布置，阀瓣关闭方向与主汽流相一致。阀座垂直于汽流...     

超超临界百万千瓦汽轮机主调阀流场非稳态数值研究

采用计算流体力学商用Fluent软件,对某百万千瓦超超临界汽轮机主调阀系统(主汽阀和调节汽阀组成的进汽系统)正常运行时的蒸汽稳态流场和快速关闭时的非稳态流场进行了全三维数值计算及分析.结果表明:稳定工作状态下,阀门全开时的阀组总压损失约为进口总压的1.23%,其中调节汽阀损失占总损失的57.52%;主汽阀、调节汽阀都为快开特性的阀,它们的相对升程大于30%时流量基本不可调.采用Fluent中的动网格技术,计算分析了调节汽阀从全开到快速关闭的非稳态过程中蒸汽的流动特性,并给出了调节汽阀快速关闭时的行程、流量及阀后压力与关闭时间的动态曲线.     

汽轮机主汽阀阀碟深孔加工

介绍了汽轮机主汽阀阀碟深孔加工方法,在数控机床进行加工,改造了数控机床原有刀架,设计制造了专用刀架、同心刀杆,提高了刀架最大装夹刀杆的厚度,加大了数控刀架移动的硬行程范围,有效地解决了主汽阀阀碟深孔加工的技术难题.     

某型核电汽轮机高压主汽调节阀组稳定性研究

研究某ARABELLE型百万千瓦级核电汽轮机高压主汽调节阀组的稳定性,提出优化运行措施。以某ARABELLE型核电汽轮机为研究对象,根据高压主汽调节阀组的配汽方式和布置特点分析其运行特性;建立阀组振动测试系统,测试高压调节阀在不同开度下阀杆的振动情况,研究阀组的稳定性。结果表明:高压调节阀开度在约2.9%时,阀杆存在共振现象;随着阀门开度增加,阀杆振动幅值略有升高,但基本保持稳定,振动以流体高频湍流诱发振动为主,激振力频率集中在0～5000Hz频段;满功率下阀组内部蒸汽流速符合行业标准,具有良好的气动性能和整体稳定性。但该型核电汽轮机在夏季满功率工况时容易进入高压调节阀流量特性曲线的陡峭区域,存在阀位抖动、高压进油管油压脉动和进油管爆裂等缺陷,采取适当提高功率设定值的运行方式等,有助于维持阀门开度稳定和机组安全运行。     

300 MW汽轮机主汽门阀杆损伤问题的分析与处理

汽轮机主汽门阀杆损伤故障会严重影响机组的安全运行,传统主汽门阀杆损伤多是长期疲劳载荷下的设计制造缺陷问题.然而,过大的冲击载荷也会造成阀杆的损伤.本文通过试验方法逐步定位某机组负荷调节异常问题的故障源,并结合应力分析方法得到了主汽门阀杆损伤的原因:主汽门限位机构失效使得阀杆在全开位承受较大的冲击荷载,极大的减少了阀杆的使用寿命.最后,本文给出了相应的处理方案,可以有效避免此类故障的再次发生.     

核电主汽阀关闭流场的二维动态模拟

为了研究核电主汽阀关闭时流场的变化情况及阀板的受力情况,利用计算流体力学软件FLUENT对主汽阀二维简化模型的流场进行了稳态和不同关闭速度的动态数值模拟,得到了阀门的动态流场信息及阀板的受力分布曲线。通过分析可知,阀板两侧的压力差产生的摩擦力是决定阀门能否正常关闭的关键因素,关闭速度越快所受到的摩擦力越大。     

一种全新的发动机VVT及VVL装置设计研究

介绍了一种全新的VVT及VVL装置设计方案,并介绍了该装置的结构,分析了其工作原理,同时设计了一种应用于该装置的特殊的凸轮型线,并采用AVLTYCON软件建立了阀系的TYCON模型,对装置进行了动力学计算分析。结果显示,在不同的发动机转速下,随着间隙γ的变化,气门正时及气门升程随之改变,气门正时改变量达60℃aA,气门升程从怠速时的5mm改变到标定转速时的8mm,在整个发动机工作转速范围内没有发现气门落座反跳现象。     

一种全新的发动机VVT及VVL装置设计研究

介绍了一种全新的VVT及VVL装置设计方案,并介绍了该装置的结构,分析了其工作原理,同时设计了一种应用于该装置的特殊的凸轮型线,并采用AVLTYCON软件建立了阀系的TYCON模型,对装置进行了动力学计算分析。结果显示,在不同的发动机转速下,随着间隙γ的变化,气门正时及气门升程随之改变,气门正时改变量达60℃RA,气门升程从怠速时的5mm改变到标定转速时的8mm,在整个发动机工作转速范围内没有发现气门落座反跳现象。     

三偏心快关阀的液压系统设计与动态特性仿真

大型三偏心蝶阀作为紧急切断系统逐步推广应用到燃气发电机组进气保安系统中,其液压控制系统的动态响应特性及可靠性对电站安全运行至关重要。针对三偏心蝶阀作为紧急切断阀系统的功能要求,设计出满足紧急切断要求的液压控制方案。建立液压控制系统的仿真模型,对开阀及关阀过程进行系统的动态特性仿真,并对研制的紧急切断阀系统的动态响应进行了试验,全开过程中执行机构活塞实测最大位移比仿真结果大0.2mm,快关阀全开和紧急关闭实测最长时间都比仿真结果多0.01s。证明在设计过程中采用仿真技术能够准确地预测设计的三偏心蝶阀系统的动态响应特性和优化设计方案。     

A new high-pressure clearance seal with flexible laddered piston assembly in oil-free miniature compressor for potential hydrogen applications and investigation on its dynamic sealing efficiency

In this paper, a new flexible laddered piston assembly of clearance seal without any soft seal part was proposed for a long life time run of high-pressure stage in oil-free miniature compressor for potential hydrogen applications. In this assembly, the functions of radial load bearing and gas sealing were undertaken independently by large and small piston. The dynamic sealing performance evaluation was carried out by comprehensively considering the real-time variation of gas properties and piston motion with thermodynamic process in the compression chamber. Simulation study shows that the introduced clearance gap has a great influence on the expansion, compression and discharge process. Leakage through the clearance would lead to the in-cylinder pressure drop during the discharge process and bring about oscillation and earlier closure of the discharge valve. Sealing clearance exert more significant influence on the sealing efficiency in the high-pressure stage compared to sealing length and shaft speed.     

含间隙碰撞振动系统的非线性振动特性

基于广义Hertz接触理论,建立了含对称间隙结构的碰撞振动动力学模型,采用四-五阶Runge-Kutta法进行了数值求解,并通过分析不同频率比、激振力幅值和间隙下的分岔图、相图、Poincaré图和功率谱图研究了该模型的非线性振动特性.结果表明：随着频率比、激振力幅值和间隙的改变,碰撞振动系统出现了周期、倍周期和混沌运动;频率比和激振力幅值对系统的非线性振动特性影响很大,出现了较宽的混沌带,而间隙对系统响应的影响相对较小,但在较小间隙的变化范围内,系统的振动特性变化却较显著.     

二次再热汽轮机热力性能评价方法初探

随着二次再热机组的投运,评价二次再热汽轮机的经济性能否达到预期,引起各方关注。文章旨在对二次再热汽轮机热力性能评价方法进行初步探索。针对某二次再热汽轮机的技术特点,在制定试验测点的过程中,除了按照ASME标准进行常规测点的布置外,还根据机型特点加装了专门测点。为了便于对机组老化进行判断,需要在投产后进行焓降试验。在正式热力性能试验时,应调整调节阀开度、热力系统、主要参数尽量接近设计值。在对结果计算和修正时,需要注意轴封系统漏汽流量的测算方法以及一、二次再热压降的修正处理方法等。最终评价热耗率时,除了对缸效率偏差进行分析,还应考虑轴封漏汽流量偏差的影响。该性能评价方法适用于所有节流调节的二次再热机组汽轮机。     

汽轮机高压主汽门关闭过程的动力学模型

汽轮机高压主汽门传动机构主要由1个阀杆、3个连杆和1个活塞杆组成。分析得出系统完整约束方程组,用凯恩方法导出传动机构动力学方程,并求出代数-微分方程组的数值解。当连杆转动角均为微量时采用拉格朗日方程得到传动机构近似模型。近似模型是一个单自由度系统,其运动学方程可以解耦,动力学方程可用龙格-库塔法求解。结果表明:近似模型能比较准确地描述阀杆和活塞杆的平动和1个连杆的转动,但不能反映另外2个连杆的摆动。尽管如此,近似模型仍可用来计算关阀时间和阀杆速度。图5参2     

基于调门节流的二次再热机组负荷响应特性研究

针对超超临界二次再热机组并网运行过程中存在负荷快速响应能力不足的问题,以1000MW超超临界二次再热机组为研究对象,基于LabVIEW软件,开发超超临界二次再热机组动态仿真试验平台,仿真分析基于调门节流方式的二次再热机组负荷动态响应特性,并与一次再热机组进行对比。分析结果表明:在相同的阀位指令下,二次再热机组的负荷响应能力滞后于一次再热机组,为满足电网的AGC和一次调频的考核,二次再热机组需预留较大比例的主汽压力节流运行。     

空气分级燃烧对再热汽温动态特性的影响及控制策略

四角切圆燃烧锅炉低NOx空气分级燃烧改造后的运行实践表明,空气分级燃烧技术对锅炉变负荷运行特性有着明显影响,主要表现为变负荷过程中,汽压反应滞后,再热汽温波动幅度增加,加负荷过程中汽温容易超温,减负荷过程中出现汽温偏低现象。通过分析低NOx空气分级燃烧对锅炉变负荷汽温动态性能影响的机理,提出了二次风挡板变负荷动态附加开度的概念,并进行了工程应用,取得了显著效果。     

超临界汽轮机再热第一级叶片固粒冲蚀特性的数值分析

采用数值方法计算与分析了超临界汽轮机再热第一级的固体颗粒三维运动特性,根据固体颗粒撞击叶片的位置、速度与撞击角以及叶片材料的抗冲蚀性能综合分析了静叶与动叶的冲蚀机理及冲蚀特性,指出静叶吸力面冲蚀是从动叶反弹回来的固粒撞击所引起的。此外,还分析了动静叶轴向间距及机组负荷对反弹至静叶的颗粒数量的影响,结果表明,随着轴向间距的减小和负荷的降低,反弹回静叶的颗粒数量增加。