整圈自锁长叶片共振频率计算与动频试验

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1、上海交通大学硕士学位论文整圈自锁长叶片共振频率计算与动频试验姓名：张军辉申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：叶春;刘岩20080607申请上海交通大学工程硕士专业学位论文整圈自锁长叶片共振频率计算与动频试验学校：上海交通大学院系：机械与动力工程学院班级：Z0502221班学号：1050222126工程硕士生：张军辉工程领域：动力工程导师Ⅰ：叶春（副教授）导师Ⅱ：刘岩（高级工程师）上海交通大学机械与动力学院2008年6月7日ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngin

2、eeringTHEFREQUENCYCALCULATIONANDDYNAMICFREQUENCYTESTOFINTERLOCKEDLONGBLADESHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYAuthor：ZhangJunhuiSpecialty:PowerEngineeringAdvisorⅠ:YeChunProf.AdvisorⅡ:LiuYanAdv.EngineerSchoolofMechanicsandPowerEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJune07,2008上海交通大学

3、工程硕士学位论文摘要整圈自锁长叶片共振频率计算与动频试验摘要超临界空冷汽轮机不仅热循环效率高，而且还可以节省大量的水资源，减少废水排放。超临界空冷汽轮机的研发，对实现燃煤发电行业的节能减排工作具有积极的促进作用。518mm叶片系上海汽轮机有限公司为超临界空冷600MW汽轮机低压次末级设计开发的新型动叶片，该型号叶片在动态下借助叶片的扭转恢复力，形成整圈自锁阻尼连接结构。由于是新型号叶片的开发设计，所以叶片振动特性的优良与否关系着机组的运行安全性。针对超临界空冷汽轮机低压次末级全新的518mm整圈自锁长叶片的开发设计工作，为了在机组运行时使整圈叶片振动频率能避开共振频率范

4、围，本文首先采用非线性有限元软件的循环对称的算法，分别建立了叶轮、叶根、叶身、围带头部、围带体等5个子模型，并将5个子模型装配成叶轮-叶片模型；然后应用Hex六面体单元网格划分，对不同围带结构型式、不同围带厚度、不同转动速度下的518mm整圈自锁长叶片进行了模态分析计算，得到了叶片在不同转速下的共振频率，做出了整圈叶片振动的坎贝尔图，得到了额定工作转速下围带厚度及围带形式对叶片-叶轮系统振动频率的影响规律。最后通过对518mm长叶片振动特性的计算和试验验证，最终得到了最佳的整圈自锁围带的结构型式和围带厚度，使新叶片的设计开发工作顺利完成。518mm整圈自锁长叶片成功开发

5、设计，为超临界空冷汽轮机产品的研发做出了巨大贡献；而超临界空冷汽轮机产品推广，将大大促进煤炭资第I页上海交通大学工程硕士学位论文摘要源丰富的山西、内蒙古等内陆缺水地区坑口电站的建设，为我们国家战略性的节能减排工作做出贡献。关键词：整圈自锁，低压长叶片，振动频率，动频试验第II页上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTTHEFREQUENCYCALCULATIONANDDYNAMICFREQUENCYTESTOFINTERLOCKEDLONGBLADEABSTRACTThesupercriticalaircooledsteamturbinehasthehotcycle

6、efficiencytobehigh,savesthewaterresourcesandreducesmassivewastewateremissions.Thesupercriticalaircooledsteamturbine'sresearchanddevelopmenthavetheimportantmeaningforrealizationenergyconservationofthepowerplant.The518mmleafbladeisdesignedfortheaircooled600MWsteamturbinelowpressureinferior

7、laststage.Thismodelleafbladerestoresunderthetendencywiththeaidofleafblade'sreverseformstheentireweekself-lockingdampingconnectionstructure.Thisleafbladeisthebrand-newdevelopment,sothebladevibrationcharacteristicrelationsunit'ssafetyinoperation.Fortheentirecirclebladevibra