汽轮机DEH系统转子温度场算法的分析研究

根据能量平衡原理,推导了计算汽轮机转子温度分布的4点显式等分网格的有限差分法,分别采用4点显式等分网格的有限差分法、6点隐式等分网格的有限差分法和有限元法对1 000MW汽轮机高压转子的冷态启动过程进行了温度场的计算分析。结果显示:4点显式等分网格的有限差分法和6点隐式等分网格的有限差分法的计算精度相同,与有限元法也相差不大,应用于汽轮机转子热应力监控有足够的精度;4点显式等分网格的有限差分法对计算时间步长的要求较严格,推导出了避免计算发散的条件。     

汽轮机转子在有热冲击情况下实现等热应力启动的研究

根据汽轮机转子在启动过程中的热应力形成机理 ,将汽轮机转子简化为无限长空心圆柱体模型 ,根据热传导理论 ,推导出在有热冲击情况下 ,保持汽轮机转子热应力不变的条件 ;并运用有限元法计算了捷制2 0 0MW机组温态启动工况下实现等热应力启动的情况 ,从而验证了该条件的正确性。图 7参 3     

考虑变物性的超临界汽机转子热应力计算与分析

汽轮机转子材料的物理特性随温度变化显著,而其物性参数的变化会直接影响到热应力的计算结果。在汽轮机转子的热应力计算模型中充分考虑了转子材料的物性随温度变化的影响,并通过对某国产600 MW超临界汽轮机转子的冷态启动仿真试验,得出了其热应力的变化曲线,并与常物性下的结果进行了对比和分析,以期为准确掌握机组转子的热应力水平提供参考。     

监测汽轮机转子热应力的二维离散模型

提出一种计算大型汽轮机转子热应力的二维离散模型。首先利用ＧＡＬＥＲＫＩＮ有限元法计算高中压转子的瞬态温度场，再根据该温度场在线计算转子的效应力。这种二维离散模型也可以进一步被用来计算转子轴向热膨胀和监测机组胀差。该模型的热应力计算结果表明，机组冷、热态启动中，中压转子最危险部位在第一级叶轮根部，高压转子最危险部位在调节级叶轮根部，与有限元分析结果完全一致。可以相信，以二维离散模型为基础的汽轮机转子热应力及热膨胀在线监测系统将会投入使用。     

200MW汽轮机冷态启动分析

国外文献认为从转子热应力角度,只有冷态启动是严峻的,温态和热态启动问题不大。我国大机组冷态启动时转子热应力水平达到何种程度,是值得关注的问题。本文希望通过一次实际的启动记录数据,摸清在目前启动方式下转子的热应力水平。这问题一方面涉及目前的启动程序是否尚可改进,是高压部分胀差限制了启动速度,还是热应力也已接近或超过了允许值;另一方面,由此可评价目前启动方式下的转子寿命损耗率,以利于转子寿命的管理。关于转子热应力,国外有很多文献报导。但一般文献在计算时假定蒸汽温度为线性变化,这与实际情况相差甚远。事实上即使主汽温维持线性变化,但汽轮机内部的汽温变化与线性有较大的偏差,局部随时可能出现很大的温升率。有些文献在计算时没有考虑压力、转     

国产200MW汽轮机高中压整体转子瞬态温度场和热应力场

本文利用有限元法计算了国产200MW汽轮机高中压整体转子的瞬态温度场和热应力场,绘制了过渡工况下的转子温度场和热应力场曲线,以及危险断面处温度、热应力时变曲线和热应力分布曲线,为改善200MW机组转子结构设计和机组调峰运行特性及拟定合理的启动方案,提供了理论依据。     

汽轮机转子在无热冲击情况下实现等热应力启动的研究

依照汽轮机转子在启动过程中的热流情况 ,将汽轮机转子简化为无限长空心圆柱体模型 ,根据热传导理论 ,推导出在无热冲击情况下 ,保持汽轮机转子热应力不变的条件 ;并运用有限元法对该条件的正确性进行了验证。     

1000Hw超超临界汽轮机热应力监测及自动控制

热应力监测和控制对保障汽轮机组的安全运行、延长寿命周期有着重要作用。西门子1000MW超超临界汽轮机采用温度测量来确定高压主汽门、高压调门及高压外缸的部件温差,采用简化的仿真计算确定高、中压转子的部件温差,以温差表征相应部件热应力的大小,并通过温度裕量的计算确定热应力是否超限。在机组实际运行中从4个方面自动控制汽轮机的热应力：启动阶段的多个X准则判断、冲转时的高压级压力控制、全过程转速（负荷）变化速率限制和主蒸汽／再热蒸汽最佳温度控制。     

1000 MW超超临界汽轮机热应力监测及自动控制

热应力监测和控制对保障汽轮机组的安全运行、延长寿命周期有着重要作用.西门子1000MW超超临界汽轮机采用温度测量来确定高压主汽门、高压调门及高压外缸的部件温差,采用简化的仿真计算确定高、中压转子的部件温差,以温差表征相应部件热应力的大小,并通过温度裕量的计算确定热应力是否超限.在机组实际运行中从4个方面自动控制汽轮机的热应力:启动阶段的多个X准则判断、冲转时的高压级压力控制、全过程转速(负荷)变化速率限制和主蒸汽/再热蒸汽最佳温度控制.     

S109 FA燃气-蒸汽联合循环中汽轮机的热应力分析与控制

介绍了汽轮机热应力的形成和计算方法。对启动过程中产生的转子热应力进行了分析,从温度匹配、进汽方法、控制蒸汽品质等方面阐述了GE公司S109FA联合循环中汽轮机转子热应力控制方法。     

汽轮机转子寿命损耗在线监测系统的研究

依据火电机组运行的实际数据,采用有限元法对汽轮机转子的温度和应力场进行计算,通过分析确定系统的监测面位置,然后利用修正后的一维热应力简化计算式对转子低周疲劳寿命损耗进行了计算,并结合高温蠕变对转子寿命的影响,建立了汽轮机转子寿命损耗在线监测模型,开发了汽轮机转子寿命损耗在线监测系统。通过仿真数据和实际运行数据的对比,其结果是一致的,系统是有效的。     

125MW汽轮机转子热应力计算及应用

通过汽轮机转子温度场、应力场的有限元计算，从而确定进行寿命计算的危险点，同时应用热应和控制机组启停、优化运行操作。     

核电汽轮机低压转子强度有限元计算

采用有限元计算方法,计算核电汽轮机低压转子稳态额定负荷工况、冷态启动工况及正常停机工况的温度场和应力场。计算分析结果表明:该低压转子在稳态额定负荷工况、冷态启动及正常停机工况下,强度设计合格,结构设计合理。     

汽轮机转子温度仿真研究

在汽轮机启、停和负荷变化过程中，可以通过控制转子内、外表面温度与积分平均温度之差值（又称有效温差），以防止热应力超限。通常用一维差分法对转子温度进行仿真来实现在线监测。本文以理论解为依据，以一维差分仿真为比较基础，用传递函数仿真作为转子温度在线监测的手段对苏制Ｋ－８００－２４０型和ＮＣ－３００／２２０－１６．７／５３７／５３７型汽轮机转子温度进行了仿真计算研究，并通过在线监测试验验证了此仿真研究计算的可行性和适用性。     

负温度匹配在热态中压缸启动中的应用分析

以某350 MW汽轮机高中压转子为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件进行转子热固耦合分析。计算在热态中压缸启动过程中采用负温度匹配时高中压转子的应力变化和寿命损耗情况。结果表明:热态中压缸启动过程中采用小幅负温度匹配安全可行,对转子寿命影响微小,还可以显著缩短启动时间,提高汽轮机调峰经济性和灵活性。     

转子热应力计算中的有限元方法

针对汽轮机转子热应力有限元分析方法 ,分析常用的位移有限元计算热应力时的精度问题 ,简述应力杂交元、杂交元等多变量杂交有限元的优缺点。分析表明杂交有限元的应力计算结果精度高 ,当杂交有限元应用于转子热应力的计算时 ,热应力与位移具有相同的计算精度 ,而且可以有效地消除位移有限元中温度场插值函数误差对应力场右端项的影响。     

超临界汽轮发电机组汽温异常对汽轮机疲劳寿命的影响

采用汽轮机变工况热力计算,利用有限元方法计算某型号600 MW超临界机组汽轮机高中压转子在调峰运行下的主蒸汽温度发生大幅波动时的温度场、应力场,并得到转子应力集中部位的载荷谱,然后对该工况进行转子疲劳寿命分析。提出超临界机组直流锅炉汽温控制的要点,建议该类型机组在启动或调峰过程中加强运行操作培训,提高自动控制系统调节品质,将蒸汽温度、调节级温度以及中压缸进汽温度作为重点控制对象,严格控制温度变化率。     

风电介入对汽轮机转子寿命影响分析

为了实现风火联合安全运行,采用有限元法对风电介入前后火电机组负荷变化、汽轮机转子温度场、应力场进行对比分析,确定转子的危险位置,绘制VonMises应力时间历程曲线,再根据雨流计数法和线性疲劳累积损伤理论,计算出负荷变化过程中转子总的疲劳寿命损耗。结果表明,无论风电是否介入,转子VonMises应力最大值、温度场剧烈变化的位置均出现在中压第一级叶轮根部,而风电的介入导致该处VonMises应力时间历程曲线的应力循环数量增加,使得转子寿命损耗系数由0.0006539%增加到0.001408%,转子寿命损耗速度增加为原来的2.15倍,可见风电的介入对转子的使用寿命产生了重大影响。