预紧力作用下水轮机顶盖螺栓刚强度分析

水轮发电机组关键螺栓的安全状态对机组的稳定运行起着重要作用。若螺栓发生断裂,可能导致水淹厂房的重大事故。该文采用ANSYS有限元软件,对某水电站水轮机顶盖连接螺栓进行强度分析,计算了顶盖螺栓在水轮机不同运行工况以及螺栓在不同预紧力情况下顶盖的变形和螺栓的应力分布。结果表明：顶盖螺栓在承受最大水头作用下,水轮机满负荷运行时承受最大应力,其值为181.24 MPa,小于螺栓安全承载极限,故螺栓安全;但螺栓的应力集中明显,现实情况中应多监测螺栓与法兰把合面处的应力大小,保证水轮机组的安全运行。     

水轮机顶盖部分螺栓破坏对剩余螺栓强度影响研究

水轮机组关键螺栓的安全状态对机组的稳定运行具有重要作用。针对水轮机顶盖关键螺栓破坏而易导致重大事故的问题,基于ANSYS有限元软件,建立了某轴流式水轮机组座环顶盖及螺栓的三维有限元分析模型,计算了顶盖螺栓全部完好时的的工作性能,考虑部分螺栓松动或断裂,分析剩余螺栓的承载重新分配情况和受力性能,并分析研究了螺栓松动或断裂数量、断裂位置分布对应力的影响。结果表明：部分螺栓失效后,由于受力和承载的偏心及不对称,剩余螺栓的应力值显著升高;螺栓发生松动破坏时,剩余螺栓的最大应力小于螺栓发生断裂破坏时的应力;螺栓发生破坏的数量越多,剩余螺栓承受的应力越大,当8根螺栓发生集中断裂时,剩余螺栓最大应力增幅为13%,达到材料屈服强度的76%,存在极大安全运行隐患。     

水泵水轮机顶盖螺栓强度特性研究

顶盖连接螺栓是水泵水轮机最重要的螺栓连接之一，若是发生疲劳断裂可能会导致水淹厂房的严重事故。本文以某水泵水轮机双法兰顶盖-顶盖螺栓-座环多体系统为研究对象，基于流固耦合算法将转轮上冠间隙腔内压力映射到顶盖过流面上，定量分析了顶盖轴向水推力和预紧力对联接螺栓强度特性的影响。发现由于双法兰刚度不均导致螺柱承受较大的弯曲应力；顶盖圆周方向刚度不均导致96个螺柱承受的总拉力、工作载荷、螺柱的夹紧力和相对刚度沿圆周方向周期性变化，且其变化幅度较大。随着顶盖轴向水推力的增大，各个螺柱的相对刚度基本不变；随着预紧力的增加，各个螺柱的相对刚度减小，且预紧力越大，相对刚度减小的幅度越慢。研究成果可为蓄能机组顶盖螺栓的设计提供参考。     

水轮机顶盖联接螺栓疲劳寿命研究

水轮发电机组关键螺栓的安全状态对机组的稳定运行起着重要作用。针对顶盖螺栓疲劳断裂及其寿命预测的问题,该文基于ANSYS有限元软件,根据疲劳累积损伤理论和材料的S-N曲线,通过名义应力法、局部应力应变法和有限元方法,分析评价顶盖螺栓的疲劳性能,并对顶盖螺栓所受交变荷载的应力幅值和平均值进行敏感性分析。计算结果表明：联接螺栓在机组启停机及甩负荷工况下,单次损伤率最大为2.55×10^-15,螺栓损伤微乎其微,顶盖螺栓在规定使用年限30年里不会发生疲劳断裂;交变荷载的应力幅值对螺栓疲劳寿命的影响更为显著。     

水泵水轮机顶盖/座环联接件应力幅分析

螺栓应力幅的大小直接关系到螺栓的疲劳寿命。本文借助数值有限元方法,分析大型水泵水轮机顶盖与座环双法兰联接结构中外载荷的分配以及被联接件和联接件刚度对载荷分配的影响,并使用变量化参数化方法分析顶盖和联接螺栓结构参数对螺栓应力幅的影响,找出影响螺栓应力幅的关键结构参数,对大型水泵水轮机顶盖与座环联接结构设计提供参考和借鉴。     

水泵水轮机顶盖/座环联接件应力幅分析计算

螺栓应力幅的大小直接关系到螺栓的疲劳寿命。本文借助数值有限元方法,分析大型水泵水轮机顶盖与座环双法兰联接结构中外载荷的分配,以及被联接件和联接件刚度对载荷分配的影响,并使用变量化参数化方法分析顶盖和联接螺栓结构参数对螺栓应力幅的影响,找出影响螺栓应力幅的关键结构参数,对大型水泵水轮机顶盖与座环联接结构设计提供参考和借鉴。     

水泵水轮机顶盖螺栓应力实测分析北大核心CSCD

水泵水轮机启停频繁、工况多变,内部流态复杂,顶盖在运行过程中受到复杂的水推力作用。连接顶盖和座环的高强度螺栓在不同工况下,应力水平和变化具有较大差别。螺栓的受力特性直接关系到机组的运行安全,因此,有必要全面了解顶盖螺栓在典型工况下的应力水平。本文依托宝泉蓄能电站水泵水轮机组开展顶盖螺栓应力实测工作。采用电阻应变法,选取螺柱中间截面上均布的4个应力测点,通过测量螺栓表面微应变得到螺栓应力。测试得到了螺栓在预紧、水轮机满负荷、甩负荷、水泵零流量及水泵正常运行工况下的应力结果,为顶盖螺栓和机组安全评估提供了基础数据,也为后续顶盖螺栓的设计提供参考。     

影响混流式水轮机顶盖刚度的主要因素分析

本文从拓扑结构，几何形状，板厚尺寸三个方面，系统地阐述了影响混流式水轮机顶盖刚度的主要因素，了解和掌握这些因素，对于设计一个先进合理的水轮机顶盖，具有重要的指导意义。     

某电站水轮机顶盖结构改进方案有限元分析

顶盖是水轮机的重要部件,其性能决定机组能否安全稳定运行。本文利用ANSYS软件,分别建立了某电站水轮机顶盖结构设计原始方案和改进方案的有限元模型,并施加合理的边界条件和载荷。对两种方案的刚强度和动态特性进行了有限元对比分析。结果表明:顶盖原始方案应力水平偏高、不满足许用要求,而改进方案应力水平较好、满足许用要求;原始方案动态特性较差、会引起共振,而改进方案动态特性较好,可避免发生共振。     

混流式水轮机顶盖的轴向刚度主要影响因素分析

从板厚配置、拓扑结构、几何尺寸三个方面系统地阐述了混流式水轮机顶盖的轴向刚度主要影响因素。了解和掌握这些因素,对于有效控制混流式水轮机顶盖的轴向变形,具有重要的指导意义。     

大变幅高水头机组转轮裂纹处理

通过建立了运行工况分析、机理分析、CFD流场计算、流固耦合数值仿真计算、材料分析、原型试验验证等五位一体的大变幅高水头转轮裂纹成因分析的技术方法和处理措施,解决了光照水电站转轮裂纹问题,并为其他电站转轮裂纹处理提供了借鉴和参考依据.     

邦朗转轮和牛陆岭转轮残余应力分布规律的研究

由于水力机组内部流动的复杂性,在不同工况下的裂纹控制问题,国内外尚无完善的预测方法和评估标准。目前国内大型水电站,超过6 m直径混流式转轮不可避免出现裂纹,转轮裂纹萌生的位置主要集中在叶片与上冠和下环的焊缝处及其热影响区,这些裂纹的萌生,严重影响机组运行的安全性和可靠性。通过对转轮裂纹产生的原因进行分析,认为焊接残余拉应力起到了加速裂纹形成和扩张的作用,还大大降低了转轮的抗疲劳强度。     

某大型水电站机组顶盖排水系统问题分析及优化

水轮发电机组运行过程中,主轴密封处漏水至顶盖内,需及时将顶盖内积水排出,否则将导致水位持续上升,危及系统安全稳定运行.介绍了国内某大型水电站库顶盖排水系统在实际运行中存在的问题,分析其原因,并提出了优化改进措施.     

基于非线性声弹性效应的输电铁塔螺栓预紧力预测数值分析

基于发展输电铁塔螺栓结构健康监测技术的现实需求,利用非线性声弹性效应,建立了输电铁塔螺栓的有限元模型,并发展了一种基于多物理场耦合的数值迭代算法.首先,考虑输电铁塔螺栓的几何构形特征,建立了预紧力作用下螺栓结构的轴对称二维有限元模型,并考虑预紧力作用下超声纵波的非线性声弹性效应,采用考虑三阶声弹性效应的默纳汉超弹性材料...     

水轮机顶盖及控制环磨损问题研究及处理

针对彭水水电站4号机组水轮机顶盖及控制环抗磨板磨损情况,分析水轮机控制环磨损原因,通过对顶盖及控制环加工修复处理,保证机组设备安全平稳运行.     

大型水轮机顶盖径向支撑动刚度分析

作为水轮发电机的重要部件的水导轴承,是安装在机顶盖上的。机顶支撑系统本身的抗振性能,对提高整个水轮发电机组轴系动力稳定性具有重要意义。文章运用ANSYS软件中的模态叠加法谐波响应分析技术,对挠性支撑和刚性支撑这两种典型顶盖结构的径向支撑动刚度进行了对比分析,结果表明挠性支撑顶盖结构更有利于提高机组稳定性。     

水轮机顶盖联接螺栓疲劳寿命研究

为提升风光水火蓄多源互补运行的经济性,计及不同类型电源的调峰特性,提出一种基于改进免疫蚁群算法的风光水火蓄多源互补优化调度策略。以火电机组的煤耗成本和启停成本、水电机组的发电成本、抽水蓄能的运行成本以及弃风弃光惩罚成本最低为优化目标,构建了风光水火蓄多源互补优化调度模型;提出改进的免疫蚁群算法对调度模型进行求解,改善了人工蚁群算法易陷入局部最优解的缺陷;通过夏、冬季典型日不同装机容量的抽水蓄能的算例仿真,表明所提模型可以充分利用抽水蓄能机组的“削峰填谷”以及能源之间的互补性,实现降低火电机组煤耗、新能源全额消纳、利用柔性电源调节的目的。