中心孔对汽轮机转子寿命的影响分析

通过对空心转子和实心转子的两种汽轮机转子模型,从热态启动到稳定运行期间,汽轮机转子温度场、热应力场和离心力随时间和转子半径变化规律的对比分析,以及低周疲劳寿命损耗的计算,给出中心孔对汽轮机转子运行安全性的影响。计算结果表明:中心孔的存在使转子中心内表面部位应力出现突增现象,尤以切向应力明显,同时导致转子寿命损耗增加。     

采用热流法计算汽轮机转子表面热应力

通过对热量流动的分析,推导出汽轮机转子温度分布的表达式。同时根据温度分布,考虑汽轮机转子表面的应力集中,给出转子表面的热应力计算公式。最后通过典型机组的冷态启动计算,分析了温度场和热应力场的变化,评估低周疲劳损伤,并提出了运行控制的要求。图7参15。     

基于不同启动方式的1 000 MW超超临界汽轮机高温部件低周疲劳损耗研究

为了解汽轮机寿命损耗情况,对汽轮机高温部件寿命影响因素进行分析。基于低周疲劳理论,建立汽轮机高温部件寿命损耗分析模型,采用定量计算方法分析1 000 MW超超临界机组冷态、热态启动方式下高温部件温度偏差变化情况,计算各边界条件下高温部件等效热应力及寿命损耗,并进行敏感性分析。结果表明：汽轮机低周疲劳寿命损耗率对高温部件温度偏差较为敏感,随着温度偏差的升高,汽轮机寿命损耗率大幅升高;相同的温度偏差出现在不同温度区间时,对汽轮机寿命损耗的影响亦不同,高温区间的温度偏差对寿命损耗率影响较大。汽轮机高温部件寿命评估可以为机组启动期间升温速度控制提供技术支持,降低汽轮机寿命损耗,提高机组运行安全性。     

高参数汽轮机转子启停机疲劳损伤分析

借助数据分析和有限元模拟计算,研究了高参数超超临界汽轮机高压转子在启动和停机过程中的低周疲劳寿命损耗。通过分析现场实测数据,并据此进行有限元模拟,总结出高压转子在机组极冷态启动和常规滑参数停机过程中的热应力分布规律,确定转子的危险区域,并得到危险点的应力在机组启停中的变化规律。结合材料的疲劳特性,计算出转子在一次实际启停循环中的低周疲劳寿命损耗,为今后机组的运行提出建议,为高参数超超临界汽轮机转子的设计及运行控制提供参考和借鉴。     

国产30万千瓦中间再热汽轮机转子的热应力及疲劳寿命

本文对国产30万千瓦中间再热汽轮机不同启动工况下转子的非稳定热应力及疲劳损耗进行了计算与分析,提出了冷温态启动及热态启动(调峰启动)合理温升率的建议值,前者为2℃/分,后者为3℃/分。由于启动和停机时的应力是不对称的,故应对转子的寿命损耗分别进行核算。本文根据计算结果绘制了30万千瓦机转子寿命损耗曲线,并提出了寿命分配建议方案。最后提出了降低启动时转子热应力及疲劳损耗的技术措施及结构改进意见。本文所提供的简化计算方法,也适用于其它同类型机组。     

启动工况下汽轮机转子疲劳寿命消耗和裂纹扩展量的计算

本文根据汽轮机转子材料30CrMoV钢低周循环疲劳和高温疲劳裂纹扩展试验,用暂态变物性温度热弹塑性有限元对冷态启动工况下的汽轮机转子进行应力场分析结果分别进行无裂纹转子疲劳寿命损耗和转子疲劳裂纹扩展估算,并对估算方法及应力强度因子计算进行了初步分析。     

引入邻炉蒸汽调峰机组参数匹配的研究

为提高大型火电机组快速响应负荷的能力,文中提出引入邻炉蒸汽以实现机组快速启动的调峰方式。为验证此种调峰方式的可行性,本文以某电厂350 MW机组汽轮机转子为研究对象,通过数值模拟的方法研究了汽轮机启动过程中转子温度及热应力的变化,然后根据低周疲劳特性曲线得到不同监测点位置的寿命损耗率,最终确定出启动初参数及抽汽点位置。数值模拟计算结果表明,当蒸汽初压为10 MPa、初温为480℃时,既能满足电厂寿命损耗率低于0.024%的要求,又能在70 min内完成机组热态快速启动。     

转子热应力计算的热固单向和双向耦合模型差异研究

为了较准确计算汽轮机转子的热应力,比较了热固单、双向耦合模型在热传导方程和求解方式上的差异。基于热固单、双向耦合模型,计算了某亚临界高中压转子在冷、热态两种启动工况下的瞬态温度场和热应力场,研究了冷、热态启动工况以及不同热冲击程度下两种模型计算结果的差异。结果表明:转子与主蒸汽温差在冷态启动下低于240℃,在热态启动下低于130℃时,单、双向计算模型结果相差均在2%左右,随着冲转初期转子所受热冲击程度增加,两模型计算结果偏差逐渐加大,最大可达20%;冷态启动下,转子表面温度低于主蒸汽温度,单向模型计算的最大热应力大于双向耦合模型计算结果;而热态启动时,转子表面温度高于主蒸汽温度,单向模型计算的最大热应力小于双向模型计算的结果,因此对于热态启动,单向模型计算的热应力是偏小的。该研究可为汽轮机转子热应力计算模型的选取提供参考。     

Neuber法则在汽轮机转子寿命估算中的应用

高温大容量汽轮机在启动、停机以及负荷波动时对机组的使用寿命有很大影响。正确分析机组在多种工况下转子的应力水平和寿命损耗是当前大型机组保证安全运行及加强寿命管理中亟待解决的关键问题之一。为此,应用Neuber法则对600MW超临界机组转子进行了寿命损耗计算。计算结果表明冷态启动对转子的寿命损耗最大。     

不同启动方式对高温过热器出口联箱应力与寿命的影响

建立了某600 MW超临界机组高温过热器出口联箱三维有限元模型,针对冷态、温态和热态3种典型启动方式,通过模拟得到联箱瞬态温度场、热应力场、机械应力场及耦合应力场,对比不同启动方式对联箱低周疲劳循环寿命和疲劳损伤的影响。结果表明:耦合应力最大值均出现在筒体内壁面与接管相贯线处;不同启动方式下热应力与机械应力的耦合作用均为相互抵消作用;冷态、温态和热态启动方式产生的疲劳损伤比例为449∶8∶1,可为高温过热器出口联箱的设计和运行提供数据指导。     

混凝土坝内矩形孔口应力试验与分析

结合工程实际,对泄水孔进行了有限元法的分析计算,光弹性试验和大比例尺原材料结构模型试验。说明无论在何种应力场中,其孔口应力分布的复杂性。     

锚固板的受力分析

锚固板是汽轮发电机组滑销系统重要元件之一,通过分析作用在锚固板上的载荷,计算其应力从而确定锚固板关键尺寸,保证其具有合适的安全裕度。     

基于应力流概念的压差评价方法

为解决承力框架结构的应力集中问题,采用应力流概念,在理论基础上对二维带孔平板结构进行仿真分析,得出应力值越大压差越大的结果,并在二维平板结构的基础上探索是否三维结构具有同样的结论。最后提出一种运用压差的方式对承力结构进行评价的方法,并运用此方法评价了改进后的活塞结构,从另一种角度为降低承力结构的应力集中现象提供了新的依据,扩展了解决问题的途径。     

关于分析设计法中应力强度准则的讨论

对容器壁厚的整体一次薄膜应力加一次弯曲应力的强度准则Pm Pb≤1.5[σ]进行了讨论,指出对容器壁厚而言,关系式Pm Pb≤1.5[σ]并不总是安全的。     

大板梁的应力分析

大板梁是整个锅炉悬吊系统中的重要部件,它的应力合格与否关系到整个锅炉的命运,本文以对某电厂的一根大板梁分析为例,介绍了一些对大板梁分析中存在的问题及其解决的办法。     

孤岛工作面覆岩结构及煤柱宽度研究

为了解决小煤柱沿空掘巷围岩变形控制难的问题,以山西方山金晖凯川煤业有限公司5110工作面为研究背景,通过理论分析结合数值模拟的方法对煤柱宽度对围岩稳定性的影响进行了一定的研究,发现随着煤柱宽度的增加,煤柱受到的垂直应力及水平应力均逐步增大,随距煤帮距离的增加呈现先增大后减小的趋势。     

螺纹管应力分析研究

本文采用三种不同数学模型对螺纹管应力进行有限元计算分析,导出了用修正的平面应变模型计算螺纹管外表面最大应力的计算公式。     

Effect of thermal stress on crack growth in inhomogeneous cylindrical superconductor

The effect of thermal stress on the growth of central cracks in inhomogeneous cylindrical superconductors is investigated assuming that the material properties vary linearly with the radial coordinate and temperature differences. General expressions for the temperature distribution and thermal stress in terms of a Bessel equation and the plane strain approach are derived. The results indicate that the distributions and variations in the radial and hoop thermal stresses in an inhomogeneous superconductor differ from those in homogeneous superconductors. However, thermal stress affects the crack growth similarly in both superconductor types. The thermal-stress analysis should be useful for the crack growth prediction regarding inhomogeneous superconductors.     

基于Hopfield的转子热应力场的实现方法

现在对汽轮机热应力的实时计算方法均是采用解析方法，由于解析方法是对转子轴对称二维热传导方程的简化，给热应力的计算带来了误差，应用有限元的中间计算结果，应用Hopfield神经网络的方法，实现有限元计算中热应力整体刚度矩阵代数方程组的快速求解，仿真结果表明，该方法是有效的。     

青龙RCC拱坝封拱温度对拉应力的影响

青龙RCC拱坝在施工过程中多次调整封拱温度,针对不同的封拱温度方案,利用ANSYS有限元软件计算了温降工况下坝体的应力,并编写APDL程序导出了各方案下上、下游面两拱端及拱冠的等效应力,分析了拉应力的分布规律。结果表明,不同封拱温度方案下青龙拱坝坝体拉应力分布差距较大,当局部高程坝体的实际封拱温度高于设计值时,坝体的拉应力分布范围较设计工况有所扩大,应力值增大;在高温季节施工时,若不采取温控措施,坝体会产生过高的拉应力而影响安全。