某特殊结构汽轮机隔板强度计算研究

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1、第4期索言汽粉嵌NO．42015年12月DONGFANGTURBINEDec．2015DOI：IO．13808~．cnki．issn1674—9987．2015．04．007尹华勘，尹刚，吴方松，刘佳男(东方汽轮机有限公司，l~／ll德阳，618000)摘要：文章对某特殊结构的汽轮机隔板进行了三维模型的建立，在ANSYSWorkbench14．5中进行了有限元分析，得到了有限元分析结果。对实物进行了挠度试验，取得了试验数据。将有限元分析结果、实物试验结~,igg-?了对比，有限元分析结果与试验结果比较吻合．对有限元计算方法在工程实际中的应用进行

2、了探讨。关键词：隔板，强度，有限元分析中图分类号：TK263文献标识码：A文章编号：1674-9987(2o15)04—0025—04StrengthCalculationofASpecialSteamTurbineDiaphragmYinHuajie，YinGang，WuFangsongLiuJianan(DongfangTurbineCo．，Ltd．，DeyangSichuan，618000)Abstract：Thispaperbuildsthethree—dimensionalmodelofaspecialsteamturbinediap

3、hragm，carriesontheFEAinANSYSW0rkbench14．5，determinesthedeflectionthroughtestsandobtainstheexperimentaldata．TheFEAresultiscomparedwithtestresult，theFEAresulttallieswellwiththetestresult．Theapplicationoffiniteelementmethodinengineeringpracticeisdiscussedinthispaper．Keywords：di

4、aphragm，strength，FEA运行．板体应力过大可能造成隔板整体的断裂，导致非常严重的事故。所以在隔板的设计中，强度计算是至关重要的．合理的强度和刚度设计对隔板是汽轮机重要的静子部套．用来固定静于提高汽轮机的安全性和经济性具有重大意义。叶和阻止级间漏气．使蒸汽在静叶中将势能转化为动能．并使汽流按规定的方向流人动叶。隔板受到前后压差的作用，会发生挠曲变形，若挠曲变形过大．势必影响汽轮机的动静间隙，在极端如图1所示．区别于常规隔板。该隔板为两情况下，还可能造成动静碰磨导致事故，同时隔级一体把接隔板，即11级隔板通过连接螺钉，把板板体应力和

5、导叶应力大小也影响汽轮机的安全接到12级隔板上．12级隔板通过外圆支撑在汽缸作者简介：尹华劫(1988一)，男，工程师，2010年毕业于四川大学，现主要从事工业汽轮机研发工作。·25·第4期索芘粉搂No．42015年12月DONGFANGTURBINEDec．2015上。11级隔板与12级隔板中分面均为螺栓把接．工程实际应用中．计算隔板强度通常采用史形成了一个外圆支撑．直径自由的复杂悬臂梁力密斯(SMITH)法或华尔(WAHL)法．该2种方法计学模型。当汽轮机在热态运行时。11级隔板受到算简便．但前提都进行了一些基本假设．最终计前后压差P与P：

6、的作用，其中P为11级级前压算结果存在着一些偏差为确保用近似计算设计力．P：为l1级动静叶间级间压力由于所处通流隔板的安全．工程应用中对板体导叶应力和挠度空间的关系．12级隔板外侧隔板外环处受到压力进行了严格的限制．设计安全余量很大，有汽轮P的作用，但内侧静叶与隔板板体处受到压力机厂商将理论计算方法开发了计算机程序．使得的作用．为l2级级前压力．12级隔板另一侧普通型式的隔板强度计算大为简便．大大提高r受到反向的压力P的作用，为12级动静叶问设计效率．但这些办法对于本文中提高了特殊结级问压力值得指出的是．由于隔板是整圈圆周构的隔板均无能为力随着

7、三维设计在汽轮机设结构．因此各径向方向的压力作用相互抵消．在计中的逐渐普及．采用商用有限元软件ANSYS对此不考虑各压力值大小如表1所示．各级隔板隔板进行强度分析成为可能的材料及rr[作温度如表2所示3．1有限元理论有限元法是求解泛函极值问题的一种近似方法．其数学基础是变分原理和分割近似原理．有限元法所依据的理论基础是最小位能原理．即对于弹性体来说．它在外力作用下达到的稳定平衡状态．应是在其所有可能存在的位移状态巾使总位能达到极小的状态．在所有满足边界条件的节点位移中．使系统的总位能为最小值的位移应满足式(1)：=0(】)总位能的表达式为：gl

8、=1{6}f}一{6}{F}(2)将式(2)代人式(1)，可得：罔l隔板受力分析[KI16I一{F}(3)式(3)是最终建立起来的一般有限元方程，其表