反动式汽轮机转子热应力有限元分析.pdf

《反动式汽轮机转子热应力有限元分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第58卷第6期2016年12月汽轮机技术TURBINETECHNOLOGYV01．58No．6Dec．2016反动式汽轮机转子热应力有限元分析朱朝阳1，冯俊涛2，李治乾2，张梦可2，盛德仁2(1淮浙煤电有限责任公司凤台发电分公司，淮南2321312浙江大学热工与动力系统研究所，杭州310027)摘要：以660MW反动式汽轮机高压转子为研究对象，在冲动式汽轮机转子建模方法的基础上，针对反动转鼓式转子无叶轮，且叶片直接安装在转毂上的特点，优化了转子的二维模型，并用ANSYS计算了在冷态启动过程中转子的温度场、应力场和监测点

2、应力曲线。结果表明：反动式机组冷态启动过程中，最大应力点出现在叶根与叶根槽的接触位置上。关键词：有限元分析；反动式汽轮机；转子模型；热应力分析分类号：TK262文献标识码：A文章编号：1001-5884(2016)06-0447-04FiniteElementAnalysisofThermalStressofReactionTurbineRotorZHUChao．yan91，FENGJun．ta02，LIZhi．qian2，ZHANGMeng．ke2，SHENGDe—ren2(1HuaizheCoal&PowerLim

3、itedLiabilityCompanyPowerGenerationBranch，Huainan232131，China；2InstituteofThermalScienceandPowerSystem，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Takinga660MWreactionturbinehishpressurerotorastheresearchobject，basedontheimpulseturbinerotormodelingmethod，co

4、nsideringthefactthatthereactionarydrumtyperotorhasnoimpellerandthebladeisinstalledOiltherotorhubdirectly，thetwo-dimensionalmodeloftherotorisoptimized，andthetemperaturefield，stressfieldandthemonitoringpointstresscurveonthecoldstartingprocessarecMculatedusingANSYS

5、．Theresultsshowthat：inthecoldstartingprocessofthereactionturbine，thema．,dmumstressappearsOnthecontactpositionofthebladerootandgrooveonthebladeroot．Keywords：finiteelementanalysis；reactionturbine；rotormodel；thermalstressanalysis0前言随着国民经济的迅速发展和能源行业技术的不断创新，600MW及100

6、0MW大容量火电机组在电厂中所占的比例越来越大⋯。与此同时民用电比例不断增大，使得电网峰谷差Et益增大，并且由于特高压的接入悼J，大型机组不再经常满负荷运行，而是参与电网调峰。这就导致大型机组需要频繁地进行启停、变工况，蒸汽参数经常发生剧烈变化，导致汽轮机转子内部产生较大的温度梯度，会产生很大的热变形和热应力，造成较大的低周疲劳操作和寿命损耗口J。对于汽轮机，转子的工作环境最为恶劣，转子的寿命基本代表着整个机组的寿命，而启停及变工况过程中的交变热应力是造成转子寿命损耗的主要原因HJ。因此对转子启动进行热应力分析对于寻找

7、危险应力点、优化机组启动曲线、平衡机组安全性与经济性有着重要意义pJ。汽轮机转子的寿命损耗问题牵扯到非常广泛的学科门类，至今仍然没有直接测量转子金属温度和热应力的方法和手段，只能通过相应的理论分析模拟计算其温度场和应力场旧1。文献[7]建立了汽轮机转子应力计算分析模型，利用查阻元赳转壬热应左做工较为全面的分析，为确定热应力在收稿日期：2016-06．14线监测重点监测部分奠定了基础。文献[8]建立了转子瞬态温度场、应力分析的热固双向耦合轴对称计算模型，对比了热固双向耦合和单向模型计算结果的差异。文献[9]采用弹塑性有限

8、元法计算了转子的应力场，研究了启动过程中温升分配对热应力的影响。以往对于转子热应力的有限元分析研究基本上都是基于冲动式机组，但反动式机组由于有着热效率较高和变工部性能好等优点，在电厂中所占比重也变得越来越大¨01。反动式机组在其配汽方式上分为喷嘴配汽和节流配汽两种，采用喷嘴配汽的反动式汽轮机的调节级仍需采用冲动式，而节流配汽方式的