不同配汽方式下600mw汽轮机转子热应力分析

《不同配汽方式下600mw汽轮机转子热应力分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第56卷第4期汽轮机技术V01．56No．42014年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2014不同配汽方式下600MW汽轮机转子的热应力分析李勇，王行(东北电力大学能源与动力工程学院，吉林132012)摘要：某600MW亚临界汽轮机原设计采用混合配汽方式，存在着部分负荷运行下经济性差的问题，需要将现有的混合配汽方式改造为喷嘴配汽。首先分析不同配汽方式下蒸汽温度变化情况；然后运用有限元分析软件ANSYS对汽轮机转子进行温度场和应力场的计算与分析，得到其分布规律及最大温差和最大应力出现的时刻和部位。预期为汽轮

2、机的热应力在线监测和安全经济运行提供依据。关键词：汽轮机；配汽方式；转子；热应力分类号：TK263．2文献标识码：A文章编号：1001-5884(2014)04-0275-04ThermalStressAnalysisof600MWSteamTurbineRotorinDifferentGoverningModesLIYong，WANGHang(SchoolofEnergyResourcesandPowerEngineering，NonheastDianliUniversity，Jilin132012，China)Ab

3、stract：OneDECsubcritical600MWsteamturbineadoptsmixedsteamdistributionmethodintheoriginaldesign，whichleadinsufficientefSfieldintherotorwiththehelpofthefiniteelementanalysissoftwareANSYS，fromwhichwecanobtainthedistributionregularitiesofthefields，aswellasthemomenta

4、ndthelocationwhenthemaxinumtemperaturedifferenceandmaxinumstressappear．Whichwouldprovidebasisfortheon—linethermalstressmonitoringandsafe-economicoperationofthesteamturbine．Keywords：steamturbine；governingmodes；rotor；thermalstress0前言1转子的温度场计算的前处理目前，我国有部分汽轮机，原设计的汽轮

5、机运行方式为1．1导热微分方程式及定解条件带基本负荷、混合配汽运行。该配汽方式下，任何工况中各计算汽轮机转子的不稳定温度场时，可以假定转子是一调节阀相对开度相同，汽轮机全周进汽，且负荷变化时调节个均匀、各向同性且无内热源的物体，属于解轴对称非定常级后蒸汽温度变化较小，故汽缸转子受热膨胀均匀，热应力温度函数问题，温度￡(，r，r)应满足下列偏微分方程式：较小。但近几年来，随着火电机组参与调峰，机组经常处于盟：f+上堕+1(1)acpp＼8rTa}部分负荷下运行，致使在原设计的混合配汽方式运行下造成式中，f为时间，min；

6、r和z分别为径向、轴向坐标轴，m；A为很大的节流损失。为了提高汽轮机的运行经济性，必须将其材料的导热率，W／(m·℃)；p为材料的密度，kg／m；c为改造为喷嘴配汽方式⋯。但该方式下调节级部分进汽，且变材料的定压比热，J／(kg·℃)。负荷时调节级后蒸汽温度变化较大，故转子受热不均，热应求解该微分方程的初始条件为：力较大。甚至成为转子的最危险部位，影响机组运行的安全t(，r，r)：0=，(z，r)(2)性和变负荷速度。对汽轮机转子来说，其外表面可作为已知放热系数及介虽然国内对热应力的理论计算已经比较成熟，但研究热质温度

7、的第三类边界条件，即：应力与变负荷速度关系的文献并不多。而且，研究不同配汽方式下汽轮机的变负荷速度，受到了各电力设计、研究和运一A(煮)，t(3)行部门的普遍关注。为此，本文首先对汽轮机在混合和喷嘴式中，为蒸汽与转子表面的放热系数，w／(m·℃)；f，为配汽方式下，负荷变化时各级蒸汽温度的变化情况进行了分与转子表面接触的蒸汽温度，℃。析。然后，对汽轮机在两种不同配汽方式下各级转子热应力1．2几何模型的建立及几何边界条件的处理的变化情况进行了分析。～NZK600～16．7／538／538型汽轮机是引进日本日立技术收稿日期

8、：2014-04-29基金项目：吉林省科技发展计划资助项目(20110409)。作者简介：李勇(1964-)，男，教授，工学博士。从事汽轮机运行性能诊断，优化运行技术研究。276汽轮机技术第56卷制造的亚临界、中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。其高中压转子是无中心孔合金钢整锻转子。本文的计算对象从某600MW汽轮机