600mw汽轮机中压级隔板强度分析

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1、第44卷第3期热力透平Vol_44NO．32015年9月THERMALTURBINESep2015文章编号：1672—5549(2015)03—0199—04600MW汔轮机【l】压级嗝板硇强度分析宋杏林，孙涛，王晓放(大连理工大学能源与动力学院，大连116024)摘要：介绍了隔板强度计算常用的传统经验公式法和有限元数值模拟法，并对某600MW汽轮机中压级不同厚度隔板的强度进行了分析。分析表明隔板应力和挠度随厚度呈非线性变化，同时验证了根据传统经验公式设计的隔板偏保守，研究成果对今后的隔板设计及优化有一定的参考意义。关

2、键词：汽轮机隔板；M-V法；Wahl法；有限元法；强度；挠度中图分类号：TK263．2文献标识码：Adoi：10．13707／j．cnki．31—1922／th．2015．03．012StrengthAnalysisofIPDiaphragmsfora600MWSteamTurbineSONGXing—lin，SUNTao，WANGXiao-fang(SchoolofEnergyandPower，DalianUniversityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Thetr

3、aditiona1empiricalformulamethodandthefiniteelementnumericalsimulationmethodusedinthestrengthcalculationofdiaphragmswerereviewed．Witha600MWsteamturbinebeingusedasanexample。thestrengthanalysisofintermediatepressure(IP)diaphragmswithdifferentthicknesswasconducted，s

4、howingthatthestressandthedeflectionmaychangenonlinearlywiththethicknessvariation．Itisprovedthatthediaphragmdesignusingtraditionalempiricalformulaisrelativelyconservative，whichcanprovidevaluablereferencetOoptimizationofthediaphragmdesign．Keywords：steamturbinediap

5、hragms；M_Vmethod；Wahlmethod；FEM；strength；deflection隔板作为汽轮机通流部分的重要部件，不仅起算经验公式。其中最常用的有M-V法、Wahl法。到将蒸汽内能转化为叶片动能的作用，还将整个汽其中M-V法常用来计算中等叶高的隔板的强度，轮机分为多级，以使每级均处于最佳速比附近。其Wahl法一般用来计算叶高较小的隔板的强度[3一。设计的合理性影响到汽轮机的效率，更关系到整个由于静叶的影响，隔板的变形也非M_V法与机组的安全性。随着汽轮机向高温高压方向发展，Wahl法描述的那样，而

6、是呈现非对称性_4】3。隔板的可靠性受到越来越多的关注[1]。1．2有限元法本文利用传统经验公式方法和ANSYS软件有限元法思想为离散和分散插值。将一个复对某600MW汽轮机中压级不同厚度隔板的强度杂的不规则的整体划分为一个个简单的规则的区和刚度进行了研究，得出了隔板应力随隔板厚度域，然后对每一个小的区域分别求解，利用插值函变化的规律，对隔板设计有一定的参考意义。数计算出各个单元内场函数的近似值，进而得到函数在整个求解域上的近似解。1基本原理有限元法的求解结果与理论解的区别在于：理论解是绝对的连续的；而有限元法求解的结

7、果为离1．1传统经验公式法散的，其准确性与划分区域的方法和数目有关。由于隔板强度计算尚无理论解，故国内外汽轮利用有限元法计算隔板强度时可以考虑隔板机生产厂家及相关研究所在大量的生产实践的基与隔板槽接触区域的非线性l413。，但计算量大，计础上总结出了形式简单、计算量较小的隔板强度计算周期长。故本文采用刚性约束。收稿日期：2015—04—08修订日期：2015—07—07基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助(DUT13JN02)。作者简介：宋杏林(1990一)，男，就读于大连理工大学，硕士，主要从事汽轮机结构可靠

8、性方向研究。

9、111圜第3期600MW汽轮机中压级隔板的强度分析2．2有限元模型与边界条件的施加2计算实例对隔板内外环采用六面体网格，叶片采用四2．1建模面体自由网格划分。节点数为613602，网格数为利用Pro／E软件建立隔板的物理模型，如图357047。1所示，静叶数目为56。隔板的结构参数如表11)力边界条件：在隔板进汽侧施