ap1000汽轮机低压转子结构强度优化研究

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1、第44卷第2期热力透平Vo1．44NO．22015年6月THERMALTURBlNEJun．2O】5文章编号：1672—5549(2015)02—0102—04APIO00泛轮相低压转子结构强度优化研究杨宇，高志清。，邓志成，史进渊(1_上海发电设备成套设计研究院。上海200240；2．国核工程有限公司，上海200233)摘要：介绍了某型AP1000核电汽轮机低压转子的强度判据。通过对额定负荷稳态运行工况以及冷态、温态、热态启动和正常停机等瞬态变工况过程的温度场与应力场进行计算，发现了原设计方案存在个别部位不能满足强度判据的缺陷。通过结构

2、改进使得优化的最终设计方案的额定负荷强度、应力腐蚀强度和瞬态变工况强度均符合强度设计判据。转子强度设计合格，将确保汽轮机长周期安全运行。关键词：汽轮机；转子；应力；强度中图分类号：TK263．6文献标识码：Adoi：10．137o7／i．cnki．31—1922／th．2015．02．006ResearchonStructureStrengthofLPRotorofanAP1000NuclearPowerSteamTurbineYANGYu，GAOZhi—qing。，DENGZhi—cheng，SHIJin—yuan(1．Shanghai

3、PowerEquipmentResearchInstitute，Shanghai200240，China；2．StateNuclearPowerEngineeringCo．，Ltd．，Shanghai200233，China)Abstract：ThestrengthcriterionforlowpressurerotorofanAP1000nuclearpowersteamturbinewasintroduced．Throughthecalculationoftemperaturefieldandstressfieldintheopera

4、tingconditions，suchastheratedload，coldandwarmstart-up，hotstart—upandshut—down，theoriginaldesigndeficiencieswerefoundandsomepartscouldnotmeetthestrengthcriterion．BymakingstructuralimprovementstOoptimizethestrengthoftheratedload，stresscorrosionandtransientprocess，thefinalde

5、signareconformedwiththestrengthofthedesignstrengthcriterion．Thequalifiedrotordesignstrengthwillensurelong—termsafeoperationoftheturbine．Keywords：steamturbine；rotor；stress；strength为了保证某型AP1000核电汽轮机的长周期建立轴对称有限元计算力学模型。低压转子安全运行，必须对汽轮机低压转子的强度进行计的轮缘、汽封部位、叶轮、光轴等低压转子外表面，算分析和研究。原设

6、计方案在额定负荷稳态工况采用与蒸汽强制对流换热的第三类边界条件；转的应力场计算时，在第1个轮盘第4级轮缘出汽子联轴器端面采用热流密度为零放热第二类边界侧圆角部位应力超标。本文论述了有关结构优化条件(即绝热边界条件)；低压转子轴承颈部分别和改进措施方面的研究情况。这些优化和改进措采用两种边界条件以分别计算低压转子的温度施使得关键部位应力降低，整个低压转子在额定场：一种是给定温度的第一类边界条件，另一种是负荷强度、应力腐蚀强度、瞬态变工况强度等方面给定放热系数的第三类边界条件。均符合强度设计判据，强度设计合格，提高了部件针对应力场计算，在低压

7、转子各级轮缘施加强度设计的安全性。对应各级动叶片的离心力，在低压转子施加自身旋转产生的离心力，在低压转子力学模型的各节1额定稳态工况的计算分析点上导入节点温度场的计算结果。采用大型有限1．1力学模型和边界条件元分析商用软件，计算得出热应力以及包括热应收稿日期：2~)14—12—15修订日期：2015—01—26作者简介：杨宇(1971一)，男，四川泸州人，毕业于上海理工大学，硕士，教授级高工，主要从事发电设备强度与寿命、可靠性和经济性等方面的研究．圜●_震APlOO0汽轮机低压转子结构强度优化研究热力透平O2o04JDO600800100

8、012o014OOl600图9正常停机工况6000S计算结果3总结1)完成了低压转子原设计方案稳态额定工况的温度场和应力场的有限元数值计算，低压转子原设计方案采用了等强度叶轮设计思路，叶轮表面