半转速三代核电汽轮机高压转子裂纹萌生寿命计算分析

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1、第56卷第2期汽轮机技术Vo1．56No．22014年4月TURBINETECHN0LOGYApr．2014半转速三代核电汽轮机高压转子裂纹萌生寿命计算分析金子印，张国忠(哈尔滨汽轮机厂有限公司，哈尔滨150046)摘要：主要进行了半转速三代核电汽轮机高压转子裂纹萌生寿命的计算，采用ansys对转子模型进行分析，计算了稳态运行、冷态启动、温态启动、热态启动等各工况时的温度场及应力场计算结果。通过低周疲劳裂纹萌生寿命的计算方法计算了薄弱处各点的寿命，通过与电厂要求的指标值进行对比，验证了半转速三代核电汽轮机高压转子的裂纹萌生寿命能够满足电厂的运行

2、要求。关键词：半转速三代核电汽轮机；高压转子；温度场和应力场；裂纹萌生寿命分类号：TK263．61文献标识码：A文章编号：1001-5884(2014)02-0107-03HighPressureRotorCrackInitiationLifeAnalysisofHalfSpeedThreeGenerationsNuclearPowerSteamTurbineJINZi．yin，ZHANGGuo．zhong(HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Abstract：Thisarticlema

3、inlyhascarriedonthehalfspeedthreegenerationsofnuclearpowersteamturbinehighpressurerotorcrackinitiationlifeofthecalculation，usingansystoanalyzetherotormodel，calculatestemperaturefieldandstressfieldcalculationresultsinthesteadystate，thecoldstart—up，SWarmstart—upandhotstart—upa

4、ndSOonvariousconditions，Throughthecalculationmethodofthelowcyclefatiguecrackinitiationlifetocalculatelifeoftheweakplace，throughcomparingwiththeindexofpowerrequirement，verifythehalfspeedofthreegenerationsofnuclearpowersteamturbinehighpressurerotorcrackinitiationlifecanmeetthe

5、operationrequirementsofpowerplant．Keywords：halfspeedthreegenerationsnuclearpowersteamturbine；HProtor；temperaturefieldandstressfield；crackinitiationllfe应0前言em=／＼Je=28．／、一在汽轮机一次启停过程中，转子承受一次交变热应力，‘＼时间：这种交变热应力将对转子产生疲劳损伤。使得金属表面特别是应力集中部分萌生裂纹并产生扩展以致断裂。可见转／子是工作条件最为恶劣的部件之一，在一定程度上汽轮机转

6、子的寿命代表了整台汽轮机机组的寿命。大功率汽轮机部图1非对称低周疲劳循环的最大应变和最小应变示意图件的低周疲劳寿命可区分为裂纹萌生寿命、裂纹扩展寿命和半转速三代核电汽轮机整锻高压转子启停低周疲劳裂致断寿命。本文对半转速三代核电汽轮机低周疲劳裂纹萌纹萌生寿命的计算，采用了非对称低周疲劳循环的计算方生寿命进行计算分析，通过与电厂要求的指标值进行了对法，即把一次冷态启动与一次正常停机构成一个低周疲劳循比，验证了半转速三代核电汽轮机高压转子的裂纹萌生寿命环、一次温态启动与一次正常停机构成一个低周疲劳循环、能够满足电厂的运行要求。一次热态启动与一次正常停

7、机构成一个低周疲劳循环。该方法已成功应用于国产300MW汽轮机高、中、低压转子、1低周疲劳裂纹萌生寿命计算方法125MW汽轮机整锻高、低压转子，100MW汽轮机高压转子，空冷325MW汽轮机高中压转子、低压转子，引进型300MW汽轮机从盘车状态开始，经过启动加负荷、额定负荷或汽轮机高中压转子与低压转子，超临界350MW、600MW汽轮部分负荷稳定运行、减负荷停机等过程回到停机盘车状态，机高中压转子，超超临界660MW和1000MW汽轮机高压转核电汽轮机整锻高压转子经历了一个非对称低周疲劳循环，子与中压转子、核电1000MW焊接低压转子与套装低压

8、转子如图1所示以及石洞口二厂超临界600MW汽轮机高压内缸等部件的寿收稿日期：2013-08．02作者简介：金子印(1971-)，男，本科，工程师，现