大型汽轮机轴承支撑刚度研究

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1、第54卷第3期汽轮机技术Vo1．54No．32012年6月TURBINETECHN0L0CYJun．2012大型汽轮机轴承支撑刚度研究单世超，陈伯树，平路光(1中广核X-程有限公司，深圳518124；2哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：汽轮机组轴承支撑刚度对轴系临界转速有较大影响，长期以来一直依靠实测才能获得精确的轴承支撑刚度值。采用三维有限元非线性数值仿真技术对各典型汽轮机组的轴承支撑刚度进行分析和研究，探索出可行的轴承支撑刚度计算方法。并根据研究成果提出在汽轮机设计选型时须提前考虑轴承以及轴承支撑结构的特性，以保证汽轮机组轴系的安全稳

2、定。此法避免了轴承支撑刚度现场实测所带来的费用、时间及与设计脱节的问题，为研发新型轴承提供了有力的技术支持，是轴承支撑刚度设计计算手段的提升。关键词：大型汽轮机组；轴承支撑刚度；非线性；数值仿真技术．分类号：TK263．64文献标识码：A文章编号：1001—5884(2012)03201-03ResearchofStiffnessoftheBearingSupportforLargeSteamTurbine’^暑暑、e、SHANShi—chao，CHENBo-shu，PINGLu—guang(1ChinaNuclearPowerEngineeringComp

3、anyLimited，Shenzhen518124，China；00咖0咖0O㈣O0删2HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：ThebearingstiffnessofsteamturbineunithaveagreateffectONcriticalrotatespeedofshafting．Sincealongtimewecanobtainaccuratevalueofstiffnessofbearingsupportonlydependonactualmeasure．Thispa

4、peradoptthree—dimensionfiniteelementnon·-linearnumericalsimulationtechnologytomakeananalysisandresearchofstiffnessofvarioustypicalsteamturbine’Sbearingsupport，andthenfindoutfeasiblecalculationmethodsofstiffnessofbearingsupport．Basedontheachievementsofresearch，whenselectingthestylei

5、nturbinegdesign，weshouldtakebearingandcharacterofbearingsupport’Sframeintoaccounttoensuresafetyandstableofsteamturbineunit’Sbearing．Thismethodavoidsthetimeandexpensecausedbyactualmeasureofstiffnessofbearingsupportandtheproblembfdesign’Sunconformity．Itprovidespowerfultechnicalsuppo~

6、forstudyofnewtypebearing，itisanexaltationofcalculationmethodofstiffnessdesignofbearingsuppod．Keywords：largesteamturbine；stifnessofbearingsupport；non-linear；numericalsimulation0前言—‘—『、一_～～1＼《i二啉汽轮机组轴承设计要考虑到油膜刚度和轴承支撑刚度、L【＼＼等条件。支撑刚度主要包括轴承支撑刚度和支撑部分(轴承舞【一阶、、箱或者汽缸)的支撑刚度。支撑刚度对临界转速的影响如图、＼(

7、I-＼l所示⋯，可见轴承支撑刚度对机组稳定性、安全性是非常一_--i——、Jr＼重要的。国产化机组亚临界300MW和600MW机组均是引1进西屋公司的技术，其临界转速和轴承刚度的计算是按照西1×10。521×10521x10521×10屋公司提供特定的程序，轴承支撑刚度采用weean分析，K／(N／m)而该软件开发年代较早且在国内应用极少。采用大型分析软件ABAQUS来分析轴承刚度增加了新产品设计的灵活性。图1支撑刚度对临界转速的影响本文将采用高度非线性有限元数字模拟技术分析大型机组三油楔轴承、椭圆轴承等。从支撑部分结构上看主要分轴承轴承支撑刚度值，并将该结

8、果引入到临界转速的计算中。箱支撑和汽缸支撑，也就是说