中心孔对大功率核电汽轮机转子强度和稳定性的影响

对大型整锻转子锻件开中心孔的原因和可能带来的问题进行了分析。研究分割叶轮和二次计算方法,推导了适用于整锻转子应力计算的矩阵方程,介绍开中心孔对转子强度、应力腐蚀的影响。同时,还讨论了轴系临界转速、不平衡响应以及扭振计算方法。最后基于计算结果分析了开中心孔对轴系稳定性的影响。     

大型汽轮发电机组基础-轴系联合振动试验研究

保证大容量汽轮发电机组轴系动态特性满足运行的要求是十分重要的。大容量机组的基础和轴承座刚度要比油膜刚度低,因此基础对转子的影响不能忽视。为了对比基础对转子的影响,建立了整体基础-轴系模型试验台和框架式基础-轴系模型试验台。提出了在不平衡响应计算的基础上考虑基础对转子影响的计算方法。基础用实测的机械阻抗与转子耦合,油膜阻抗由计算而得。 实测和计算表明,转子的临界转速在框架式基础上反比整体基础为高,这一结果具有十分重要的经济价值。     

核电汽轮机高中压转子弯曲故障评估及处理系统

研究HN1089型百万千瓦级核电半转速饱和蒸汽汽轮机轴系的动不平衡响应特性,首次建立高中压转子现场弯曲故障的评估及处理系统。采用转子动力学专业分析软件ARMD,先计算支撑轴承的静、动特性的性能参数,其次采用应变能法对轴系的带空腔焊接转子进行模化,并计入减振弹簧基础的参振质量和刚度,建立基础-轴承-转子的动力学模型计算轴系的动态特性。现场实测轴系固有频率结果与计算结果基本一致,证明模型正确。计算高中压转子加配重时轴系的振动响应与自身一阶振型弯曲时的振动响应,发现加重响应敏感性远低于同容量的火电机组,仅当高中压转子重心处弯曲值不超过0.06mm时,可以采取不揭缸在线安装最大质量配重螺钉的方式处理弯曲故障,但此时在线偏心传感器已无法正确评估该类弯曲故障的影响。借助该型汽轮机高中压缸特有的中间轴封体连接管孔,通过电涡流传感器可以测量转子实际弯曲度,并建立评估现场不揭缸动平衡处理可行性的系统,为快速决策高中压转子现场弯曲故障的处理提供重要参考。     

不同惯量飞轮对脉冲机组轴系扭振性能影响研究

建立了三组不同惯量飞轮下脉冲机组轴系的当量系统模型,应用轴系扭转振动计算软件,分别对该三种方案下脉冲机组轴系自由振动和强迫振动进行了计算研究.分析了不同惯量飞轮对轴系固有频率、柴油机曲轴扭振应力、发电机转子电角、发电机转子扭矩、弹性联轴器扭矩的影响,根据分析结果,提出了合理的机组运行方案.并利用扭振测试分析系统,校核了其中一组惯量飞轮下脉冲机组的扭振计算结果,证明了理论计算结果的正确性.     

汽轮机组高背压供热改造轴系振动特性分析

以国产200MW汽轮机组高背压改造项目轴系为研究目标,细致分析了该类型轴系的结构特点,并基于双转子互换等问题,提出了基于应变能法的轴系离散化方法,建立了更为精确的动力学模型。考虑三支点支承轴系的特殊性,给出适合这类轴系的找中设计理念和方法及计算结果,并进行了对比分析。在此基础上,结合双转子互换情况下高背压改造对低压转子的影响,研究了两组轴系的振动固有特性和响应特性,对各阶临界转速、模态振型、振动幅值、涡动轨迹、轴系变形及轴系稳定性问题进行了全方位研究,深入挖掘200MW汽轮机组高背压改造前后的轴系动力学行为。     

汽轮机无中心孔转子的应用

从国内外汽轮机无中心孔转子的应用情况及其与有中心孔转子的应力及疲劳寿命比较，和整锻转子制造及检测技术的发展等方面对汽轮机无中心孔转子应用的可行性进行了分析。     

无中心孔转子的前景

0 前言汽轮机转子锻件的首要问题是安全可靠性,因为转子事故会导致灾难性的后果。通常认为转子锻件材质最薄弱之处是心部,这与心部材料的如下特点有关:a.成分偏析最严重;b.夹杂物含量最高;c.锻造变形量最小;d.奥氏体化升温速率最低;e.淬火和回火的冷却速率最低。在整锻、焊接和套装这三种转子结构形式中,目前以整锻转子应用最广泛。已投入使用的整锻转子,特别是大容量汽轮机的整锻转子,多数是带中心孔的。     

大型实心整锻转子应用初探

本文从冶金和热加工方法的改进旨提高转子钢的冶金质量,改善转子钢的断裂韧性的角度,论述了制造大型实心转子锻件的可行性,并通过分析计算确定了实心转子的安全性,展望了无中心孔实心整锻转子的应用前景。     

不同基础形式对大型核电半速机组轴系动力特性的影响

为量化研究采用不同基础形式时汽轮发电机组轴系动力特性的差异,采用基础与轴承座均为动态支承刚度边界的方法,以某百万级核电半速机组为计算实例,计算得到常规固定基础及弹簧隔振基础下各轴承座的支承动刚度,并在2种支承边界下计算分析了轴系临界转速、轴颈不平衡响应及轴系对数衰减率等主要动力特性.结果表明:2种基础形式下,轴系各转子临界转速和轴颈的不平衡响应值均很接近,轴系失稳转速大于2 000 r/min,选用弹簧基础时轴系各转子水平向临界转速略有减小,而垂直向临界转速有所增大,通过优化设计可使弹簧基础的支承刚度具备与常规固定基础等效的支承刚度.     

135MW机组半挠性联轴器波纹节的动力学模化

在小功率汽轮机组轴系设计过程中,为了提高轴系的动态性能,降低转子间的相互干扰,经常使用半挠性联轴器连接汽轮机转子与发电机转子。在利用传递矩阵法进行轴系动力学计算过程中,必须对轴系进行等效模化。文章通过对135MW机组半挠性联轴器关键部位波纹节的两种不同的等效模化方法的比较,验证了应变能法在轴系模化过程中的优势,并得到了该半挠性联轴器波纹节的弯曲刚度等效模型与扭转刚度等效模型。     

水轮发电机组空载状态下非线性运动特性分析

鉴于不同类型的电磁力会对转子的稳定运行产生影响，从实际水轮发电机组运行特性出发，利用变阶数微分方程对发电机转子系统进行参数化建模，选定变步长求解器进行计算，结合轴心轨迹图及频谱图分析了不同电磁力对轴系摆度的影响，分别探讨了两种气隙对机组轴系摆度的影响程度。对比两工况的计算结果，发现均匀圆周电磁力有助于提高转子运行的稳定性；而在发电机几何不对中而引起的非均匀电磁力作用时，转子的运行状况有较为复杂的变化，不利于机组安全稳定运行，计算结果与现场检测数据互相印证。     

200MW汽轮机转子系统主轴中心孔异物对轴系振动影响的分析研究

对汽轮机转子系统的主轴中心孔内存在的金属件和液态润滑油两种异物的运动状态的计算分析，阐述了异物对汽轮机轴系振动的影响。同时分析了异物存在在于转子系统主轴中心人的原因，并提出了解决办法。     

轴系特定结构扭转刚度及其对扭振特性的影响

以某国产660 MW超临界汽轮发电机组轴系为对象,重点计算和讨论了轴系特定结构(如阶梯轴、整锻轮盘)的扭转刚度及其对扭振特性的影响。首先推导了阶梯轴不参与完全变形材料长度λ的计算公式,确定了λ的取值范围在0～0.125d1之间,进而提出转轴直径突变处不参与完全变形材料的刚度模化方法,将整锻轮盘和阶梯轴的处理统一起来。对某国产660 MW汽轮发电机组轴系的计算结果表明,采用本文推导的公式和模化方法来处理轴系结构所得到的扭振频率与用经验方法得到的结果吻合。这种算法的特点是便于计算机编程,可保证计算精度。     

六十万千瓦汽轮机低压转子光弹性实验应力分析

前言自1975年以来,我们曾对哈尔滨汽轮机厂设计的六十万千瓦汽轮机低压焊接转子及整锻转子的单级叶轮(焊接转子的22级及21级叶轮,整锻转子的22级叶轮)进行过光弹模型实验,测得焊接转子22级及21级叶轮轮盘中面的应力及边界应力并获得最大应力的部位与大小。(详见“六十万千瓦汽轮机接低压转焊子模型光弹实验应力分析”一文)。对整锻转子的22级叶轮也测得其中面的应力及内径边界应力。对转子的强度设计提出了改进意见。这次又根据设计部门改型后的焊接转子与整锻转子进行了双级叶轮的     

涡轮增压器轴系对匹配发动机性能的影响

从增压器效率角度对增压器性能进行了分析,指出提高增压器轴系机械效率ηm可提高增压器总效率ηTC,分析了影响轴系机械效率ηm的原因、因素和影响程度,得出轴颈半径r、增压器转速对涡轮功率损失、轴系机械效率影响大,指出增压器转子总成的转动惯量不仅影响增压器的响应能力,也影响增压器匹配发动机的稳态性能,采用UG软件计算、分析了2种不同轴系方案转子总成的转动惯量和质量,小轴系方案转子总成转动惯量小、质量轻,并在发动机试验台架上进行外特性试验对比,得出:小轴系结构增压器具有更低的转动惯量,并由于涡轮低速脉冲收益原因,这对改善发动机低速性能有较大好处,但是对中高速性能影响不大,最后得出了计算增压器轴系机械效率ηm的方程式。     

中心孔对汽轮机转子寿命的影响分析

通过对空心转子和实心转子的两种汽轮机转子模型,从热态启动到稳定运行期间,汽轮机转子温度场、热应力场和离心力随时间和转子半径变化规律的对比分析,以及低周疲劳寿命损耗的计算,给出中心孔对汽轮机转子运行安全性的影响。计算结果表明:中心孔的存在使转子中心内表面部位应力出现突增现象,尤以切向应力明显,同时导致转子寿命损耗增加。     

轴系对中偏差对单支撑轴系振动的影响

建立了单支撑轴系动力特性分析有限元模型,研究轴系对中偏差对单支撑轴系振动的影响.结果表明:轴系对中偏差会改变中间轴承载荷和油膜刚性,对振动传递特性产生影响;单支撑轴系出现的振动不完全表现在不平衡转子所在跨内;在轴系对中偏差情况下,低压转子不平衡量会在相邻高中压转子上激发起较大振动.     

转子不平衡对两跨三支撑轴系振动特性的影响

针对汽轮机组、航空发动机等两跨三支撑轴系常发生不平衡振动故障问题,研究了各转子不平衡对轴系振动特性的影响.首先建立两跨三支撑轴系动力学有限元模型,在各跨转子上分别施加同相和反相不平衡激励,对轴系不平衡稳态响应进行分析,并搭建了轴系模拟实验台.结果表明:这种轴系转子跨内加重振动以单转子不平衡振动特性为主,转子间振动相互影响较大,具有明显的悬臂转子外伸端振动特性.     

30万千瓦汽轮机转子的应力分析

一、引言 30万千瓦汽轮机转子使用两根整锻转子,即高中转子和低压转子,高中压转子工作温度高达508℃,而且高压部分和中压部分合并为一个转子。为保证轴系合适的临界转速,转子的长度就受到限制,所以高中压转子的强度校核是个重要问题;低压转子需承受1米长叶片等的巨大离心力,末级叶轮的强度校核亦成为更突出的问题。在设计转子过程中除了采用常规的二次计算法和轴身加载法来计算转子的应力外,还运用有限元方法来计算高中压转子的稳定温度场、热应力及离心应力和低压转子的离心应力。     

大型发电机转子轴系横振评判标准分析

为了保证大容量汽轮发电机组转子轴系在电厂的长期安全运行,其横振特性在设计及运行阶段均须满足相应的评判标准.总结了国内外标准及行业标准中对于发电机组转子轴系横振特性的评判要求,运用Riccati轴系传递矩阵法分别计算了600 MW、1 000 MW等级大型发电机组轴系临界转速,并结合权威测试机构对机组的现场升降速试验数据进行了调研,将多组计算和试验得到的转子轴系临界转速与相关标准进行了对比.分析结果表明,现行横振评判标准具有较好的适用性,并建议可将频率、响应、敏感度等指标结合,以评判发电机组横振特性的优劣,进一步提高标准的适用性,从而提高大型汽轮发电机组轴系设计的可实现性.