高效二次再热机组的研究与开发

二次再热是降低火电机组能耗的重要技术手段。在借鉴欧洲成果的基础上,通过整合国内火电机组设计、设备制造、运行管理等方面的经验,提出整体优化设计理念。同时根据宽负荷节能的要求,讨论了大型火电机组节能设计的一些关键技术,特别是汽轮机冷端和锅炉余热利用两方面的进展,给出大唐东营项目节能设计的主要成果。通过创新设计,充分利用东营项目优越的环境条件,在采用常规初参数、保证性价比、尽可能不增加系统复杂程度的前提下,使机组额定工况发电煤耗与供电煤耗分别达到248g/(k W·h)和257g/(k W·h)的优异水平。研究表明,国内火电机组节能设计有很大潜力。     

超临界二氧化碳中材料的腐蚀行为

以超临界二氧化碳(SCO_2)为工质的布雷顿循环相比于传统的水蒸气朗肯循环,具有更好的转换效率和经济优势。为了研究材料在SCO_2系统中的耐腐蚀性能,自主设计搭建了SCO_2循环腐蚀试验系统,对目前动力设备中常用的Cr-Mo-V合金钢、9%～12%Cr铁素体钢、奥氏体不锈钢和镍基高温合金等17种材料在600℃和700℃高温高压SCO_2介质中的耐腐蚀性能进行了测试和分析。腐蚀称重、扫描电镜和能谱分析的结果表明:材料的抗二氧化碳腐蚀能力与合金Cr含量呈正相关性,Cr-Mo-V合金钢和9%～12%Cr铁素体钢的腐蚀增重随时间呈现抛物线规律,在钢的表面和内部裂纹处均发生了渗碳;奥氏体不锈钢在短期内能保持一定的抗腐蚀能力,但长时后腐蚀增重严重;镍基高温合金在700℃、20 MPa下3 000 h后仍表现出良好的耐腐蚀性能。     

中压进汽腔的流场数值模拟比较

通过数值模拟计算,对中压对称进汽和切向进汽两种结构的流场进行了分析比较,结果表明,单一切向进汽腔的总压损失更小,出口汽流角的周向分布均匀度更好。更进一步,为整体评估中压进汽腔的流场以及对叶片级的流动影响,对中压进汽腔及第1级叶片的整体流体域流场情况进行了分析比较,结果表明,采用大几何角静叶的切向进汽腔气动性能最优;当采取切向进汽腔时,需合理选择第1级静叶几何角并耦合计算,才能实现进汽腔的气动优化。     

小流量汽封冷却器的优化设计

以9.9MW汽轮机的汽封冷却器优化设计为例,介绍了在汽封冷却器流量较小时改善其换热效果的优化设计。水侧设计采用全新的六流程结构,以提高换热效果;取消膨胀节,简化了结构。经过优化设计后的汽封冷却器更加适用于凝结水流量较小的汽轮机机组。研究成果能够为小流量汽封冷却器的优化提供新的思路。     

汽轮机执行组件防锈措施

EH油动机是汽轮机的执行机构,其工作可靠性直接决定了整个机组的安全稳定,然而EH油动机极易出现锈蚀问题,严重影响机组的运行安全。本文对EH油动机锈蚀原因展开研究,改进防锈工艺,并实施验证,最终顺利提高了EH油动机的清洁度,解决了锈蚀问题,提高了产品质量,为机组的安全可靠运行提供了保障。     

9Cr与CrMoV异种焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值研究

裂纹扩展抗力是材料的内在属性,Paris的重要贡献是将ΔK引入疲劳裂纹扩展的研究,表明疲劳裂纹扩散的控制参数是应力强度因子ΔK。本试验异种焊接接头采用钨极氩弧焊(TIG)进行打底焊接,而后采用埋弧自动焊进行多层多道焊接,焊后进行相应的回火处理,之后随炉自然冷却。实验材料为9Cr钢母材、Cr Mo V母材和两侧的热影响区及焊缝区。按照降K法进行测试,应力比分别设定为0.5、0.7、0.9,在近门槛值区域进行多次测量,通过线性回归法拟合出直线方程,由此计算出疲劳扩展门槛值,可反映该焊接条件下9Cr与Cr Mo V异种材料接头的疲劳裂纹扩展行为。     

定参数快速冷启动过程中主汽-调节阀结构强度分析及优化

对某母管制背压式汽轮机机组的主汽-调节阀在定参数快速冷启动过程中的结构强度进行了研究,利用ABAQUS软件建立了主汽-调节阀三维有限元模型,得到主汽-调节阀在启动过程中的温度场和瞬态应力场,将主汽阀测点位置温度计算值与测量值进行了对比,并分析了不同主汽阀开度对主汽阀阀座应力交变行为的影响。结果表明:主汽阀测点位置温度计算值与测量值吻合较好;主汽阀阀座在启动过程中出现了明显的应力交变现象;通过改变主汽阀开度可以有效缓解主汽阀阀座的应力交变现象,降低主汽阀阀座疲劳损伤。     

NiCrMoV钢汽轮机转子堆焊接头组织性能研究

选用马氏体不锈钢E410NiMo15作为堆焊层材料及NiMol作为过渡层材料,对核电汽轮机高压转子NiCrMoV钢轴颈进行埋弧堆焊试验研究.焊后采用EPMA线扫描分析了堆焊接头化学成分的变化规律,并借助光学显微镜观察了堆焊接头各层微观组织结构,通过冲击试验和电化学耐腐蚀试验分别研究了堆焊接头各区域的力学性能及耐腐蚀性能.试验结果表明:过渡层的添加对改善不锈钢耐蚀层的冲击韧性和堆焊接头表面耐腐蚀性能是有利的.     

1000MW汽轮机高压内缸硬质合金堆焊技术的应用

阐述了硬质合金司太立21堆焊技术的试验及应用过程,通过采用焊接试验件模拟产品堆焊的方法,确定了在高压内缸密封面上堆焊司太立21的可行性,并得出优良的焊接工艺参数来指导生产。实践证明,堆焊后的密封面完全满足设计要求。     

HE型联合循环汽轮机中低压缸整体总装工艺技术

介绍了HE型联合循环汽轮机中低压缸的整体总装工艺技术,从工艺方法、工装设备、检测手段等方面进行阐述,为今后同类型汽轮机的整体总装起到引导和借鉴作用。