汽轮机变工况下高压内缸变形分析

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1、第57卷第4期汽轮机技术V01．57No．42015年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2015汽轮机变工况下高压内缸变形分析孟召军，王光定，陈奇(沈阳工程学院，沈阳110136)摘要：利用有限元软件对汽轮机高压内缸模型在额定负荷、启动及停机过程3种不同工况下的变形进行了模拟分析，确定了各工况的边界条件，得到了各个工况下高压内缸的变形量。分析结果表明，汽轮机启停时高压内缸变形量明显大于稳态工况下内缸的变形量，发生动静碰摩，汽缸中分面漏汽以及螺栓断裂等现象的可能性最大。对汽缸的变形控制做了进一步的分析，为保障机组安全运行、延长汽缸寿命提供理论支撑。关键词：汽轮机；变工况；高

2、压内缸；变形i有限元分类号：TK263．8；TH113．1文献标识码：A文章编号：1001-5884(2015)04-0289-03TheDeformationAnalysisofSteamTurbineHighPressureInnerCylinderinOf-designConditionsMENGZhao-jun，WANGGuang—ding，ChenQi(ShenyangInstituteofEngineering，Shenyang110136，China)Abstract：Thedeformationconditionofthemodelforsteamturbinehig

3、hpressureinnercylinderissimulatedandanalyzedatratedload，start—upandshut—downprocessbyusingfiniteelementsoftware．Thedeformationofhighpressureinnercylinderisobtainedaftercalculatingandaddingtodifferentboundaryconditions．Theresultsshowthatthedeformationofsteamturbinehighpressureinnercylinderunders

4、tart-upandshut-·downissignificantlylargerthantheinnercylinderundersteady—state，andthefirstpossibilityisthehappeningofrubbing，leakageofcasingsplitandboltfracture．Thedeformationreasonsofthecylinderareanalyzedfurther，whichprovidesatheoreticalsupporttoguaranteethesafeoperationoftheunitandprolongthe

5、lifeofthecylinder．Keywords：steamturbine；of-designconditions；highpressureinnercylinder；deformation；finiteelement0前言1调节级处高压内缸计算模型的建立随着我国电网容量的增大和汽轮机技术的发展，大中型对300MW汽轮机调节级处高压内缸进行建模。由于汽汽轮机陆续参与调峰运行并且要求具备良好的调峰能力⋯，轮机高压内缸结构复杂，在建模时，为了在后续计算中生成随着蒸汽参数的不断提高和单机功率的不断增大，导致材料高质量的计算网格以及顺利的完成计算，有必要对计算结果的力学性能有所下降，进而

6、影响机组运行的安全性和可靠影响甚微的结构特征进行简化。选取汽轮机调节级与第一性J。其中，汽轮机作为大规模火力发电的主要动力机械，级之间的缸体作为研究对象J。由于汽缸的结构是左右对它的安全运行尤其重要。汽缸在高温、高压下工作，除了承称的，因此，在径向上取汽缸的一半，并以一个螺栓的宽度作受内、外压差以及汽缸本身和装在其中的各零部件的质量等为汽缸的轴向长度，利用比较成熟的三维制图软件PROE静载荷外，还要承受隔板和喷嘴作用在汽缸上的力，以及进对高压内缸进行建模，然后导入有限元软件中，完成对模型汽管道作用在汽缸上的力和由于沿汽缸轴向、径向温度分布的网格划分以及计算，图1为高压内缸计算模型。其

7、中高压不均匀(尤其在启动、停机和变工况时)而引起的热应力。内缸材料为ZG15CrlMolA，螺栓材料为20CrlMolVTiB，材料汽缸运行中的热应力对高参数、大功率汽轮机的影响尤为突性能参数见表1、表2。出。易使缸体发生变形，l严重影响机组的安全运行。为保障机组安全运行，有必要对汽轮机汽缸变形进行研究。文献2边界条件的确定[5]对高压缸热应力进行了比较详细的分析，本文将从高压内缸的变形着手进行研究。由于调节级喷嘴动叶的轴向间2．1换热系数的计算隙最小为1