国产超临界汽轮机转子钢低周疲劳特性的试验研究

为了解国产超临界汽轮机转子钢的静拉伸性能和低周疲劳特性,在540℃和593℃温度下对5种国产超临界汽轮机转子钢进行了静拉伸试验和总应变控制低周疲劳试验,给出了汽轮机转子钢的静拉伸力学性能参数,并拟合出其应变-疲劳寿命关系式.结果表明:在经过540℃和593℃低周疲劳试验后,5种转子钢的维氏硬度分别下降了约15和20,试验用超临界汽轮机转子钢均具有明显的循环软化特性.     

汽轮机转子蠕变—疲劳耦合寿命精细分析与传统方法的比较

通过对汽轮机转子蠕变－疲劳耦合寿命分析的传统方法与精细方法的算例比较和结果分析，指出了精细分析方法的合理性，优越性以及应用前景。图５表１参６。     

材料硬度值下降对汽轮机转子寿命消耗计算的影响

对高温金属材料硬度值进行了研究，发现硬度值下降对计算汽轮机转子低周疲劳寿命和高温蠕变寿命影响较大，考虑硬度值变化对汽轮机寿命计算更接近实际寿命消耗。     

基于材料老化和蠕变疲劳交互作用汽轮机转子寿命预测

根据材料老化和蠕变-疲劳交互作用对致裂寿命的影响，建立了汽轮机转子寿命预测模型和预测方法，以N75MW汽轮机转子为对象进行了寿命损耗分析和预测，指出基于材料老化和蠕变疲劳交互作用，可以有效提高汽轮机转子寿命预测的精度。     

30Cr1Mo1V转子钢低周疲劳性能及损伤演变规律研究

对３０Ｃｒ１Ｍｏ１Ｖ转子钢进行３组不同温度的低周疲劳试验，分析了该转子钢低周疲劳特性，给出了应变——寿命关系式，讨论了该转子钢的循环特性，推导了该转子钢在各个温度下的应变疲劳损伤演变方程和寿命估算方程。     

660MW超超临界汽轮机高压转子的高温蠕变强度分析

为了研究在高温下某660 MW超超临界汽轮机高压转子的蠕变强度,利用有限元计算方法分析了转子在额定工况下的温度和应力分布,并采用幂率模型和孔洞长大机理预测了该转子在2×105h工作中的蠕变行为,研究结果表明:在额定工况下,转子最高内应力低于屈服极限,处于纯弹性变形状态;转子内大部分区域温度在300～600℃,已进入蠕变温度范围.蠕变与热弹性耦合分析表明:蠕变会引起转子内部应力的重新分布,转子前轴封圆弧段的蠕变应变较高,而且多轴应力对该区域蠕变韧度的影响明显,应当引起足够重视.     

基于不同启动方式的1 000 MW超超临界汽轮机高温部件低周疲劳损耗研究

为了解汽轮机寿命损耗情况,对汽轮机高温部件寿命影响因素进行分析。基于低周疲劳理论,建立汽轮机高温部件寿命损耗分析模型,采用定量计算方法分析1 000 MW超超临界机组冷态、热态启动方式下高温部件温度偏差变化情况,计算各边界条件下高温部件等效热应力及寿命损耗,并进行敏感性分析。结果表明：汽轮机低周疲劳寿命损耗率对高温部件温度偏差较为敏感,随着温度偏差的升高,汽轮机寿命损耗率大幅升高;相同的温度偏差出现在不同温度区间时,对汽轮机寿命损耗的影响亦不同,高温区间的温度偏差对寿命损耗率影响较大。汽轮机高温部件寿命评估可以为机组启动期间升温速度控制提供技术支持,降低汽轮机寿命损耗,提高机组运行安全性。     

汽轮机转子蠕变-疲劳耦合寿命精细分析与传统方法的比较

通过对汽轮机转子蠕变－疲劳耦合寿命分析的传统方法与精细方法的算例比较和结果分析，指出了精细分析方法的合理性、优越性以及应用前景．图５表１参６     

汽轮机转子低周疲劳寿命的可靠性设计

采用可靠性设计方法,提出了一种确定汽轮机转子低周疲劳寿命损伤限的方法,在科学选择转子的全面探伤检修期上作了一些探讨。这在汽轮机转子寿命研究方面尚属首次,提出来希望同行们共同研究,最后给出了一个实例,以说明方法的使用过程。     

冷启动工况下汽轮机转子的疲劳损伤

在对600MW汽轮机高压转子冷启动工况下的温度场、热应力进行了瞬态有限元分析的基础上给出了热应力随启动温升率的变化关系,进而采用转子材料的低周疲劳曲线计算出不同启动温升率下转子的低周疲劳损伤。为现场运行制定安全、经济的启动过程提供了一定的理论依据。     

免疫算法在汽轮机转子低周疲劳裂纹扩展速率中的应用

首次将免疫算法应用于汽轮机高中压转子钢(30CrlMolV)的低周疲劳裂纹扩展速率计算.根据断裂力学中Pairs公式(da/dN=c△kn).在此之上引用F.Jeglie的裂纹扩展模型,以低周疲劳裂纹扩展速率最小化为目标函数,基于免疫算法和遗传算子原理,通过MATLAB软件编程,计算出满足转子钢疲劳裂纹扩展速率的应力强度因子幅值、温度和材料参数的最优解.研究表明,基于免疫算法具有良好的搜索性能,能够较好地对汽轮机转子在复杂条件下的低周疲劳裂纹扩展速率进行准确的预测.     

国产1000MW超超临界机组转子的冷却系统

转子冷却系统是有效防止转子热疲劳,提高转子材料使用等级的重要装置。重点分析了国产1 000MW超超临界汽轮机的高中压转子的冷却系统及其特点,以期为现场技术人员提供参考。     

超超临界汽轮机中压转子高温蠕变强度分析

对某超超临界汽轮机组中压转子稳定运行过程中的高温蠕变强度进行了有限元分析,得到了转子在稳定运行工况下的温度场、应力场和应变场,并考虑了多轴效应对蠕变强度的影响,分析了特征点连续蠕变损伤度演化规律.结果表明:多轴效应对蠕变强度有明显的影响;在稳定运行工况下的初期,转子发生了明显的应力重新分配现象;应力重新分配因素对连续蠕变损伤度演化规律有影响.     

超超临界二次再热汽轮机发展综述

文章概述了汽轮机二次再热技术的发展历程,当前我国超超临界二次再热汽轮机技术研发情况,并重点介绍了我国首台超超临界二次再热汽轮机技术特点及运行情况,对未来二次再热汽轮机技术发展方向和典型机型进行了探讨。     

超超临界汽轮机转子FB2材料性能及蠕变组织演化规律研究

随着国内外9-10%Cr铁素体-马氏体钢不断发展,25 MPa/600℃/600℃型超超临界机组已日趋成熟,适用于更高参数机组的材料仍在持续不断地开发。在欧洲COST522研发计划中开发出来的在原9-10%Cr钢的基础上添加Co和B元素,同时去掉W,得到的新铁素体不锈钢COST FB2在620℃下100000 h的持久强度≥100 MPa。文章通过对FB2材料的性能及长时蠕变时效后微观组织的研究,确认其适用于公司620℃超超临界火电站高中压转子。     

两条转子钢疲劳曲线的比较分析研究

对汽轮机寿命管理中常用的两条转子钢疲劳特性曲线,即原苏联的Ｐ２Ｍ曲线和西安热工研究所的３０Ｃｒ２ＭｏＶ钢曲线进行了比较及研究,在考虑转子长期服役后材料性能蜕化的基础上,对这两条曲线进行了硬度修正,比较分析结果表明,两条曲线基本一致。这一发现对汽轮机转子的疲劳设计和寿命管理将会产生重大影响。     

超超临界汽轮机抽汽系统数值研究

针对某型号超超临界汽轮机中3个典型的抽汽模型进行数值模拟,获得了抽汽系统内部的复杂流场数据,定量地给出了3个抽汽模型内各部分的流动损失,结合典型截面的流线图,分析了抽汽系统内的流动损失特性,在此基础上,利用工程方法计算3个抽汽模型的流动损失,并与数值计算的结果进行对比,结果吻合较好。