增压锅炉汽包低周疲劳寿命计算方法研究

在分析、比较和论证美英德和我国同类标准计算方法的基础上,确定了计算载荷的种类、考核点的位置,选取了应力集中系数和低周疲劳设计曲线,确定了主应力差计算的强度准则和疲劳损伤安全准则的计算方法,建立了径向温差及其热应力的计算方法、内压应力和径向温差热应力的合成方法,并形成了满足蒸汽动力装置机动性要求的增压锅炉汽包低周疲劳寿命计算方法。方法的建立,不仅对增压锅炉汽包的设计工作具有指导作用,而且为最终确立增压锅炉汽包低周疲劳寿命计算方法及其相关问题的拓展性研究奠定了基础。     

300MW机组锅炉汽包寿命在线监测系统的研究

采用三维有限元理论,对300MW机组锅炉汽包在内压作用下的应力场进行了分析,所得到的理论应力集中系数比TDR301的推荐值大17.3％,并用热弹性理论计算准稳态下汽包的热应力。在此基础上对TRD301给出的疲劳寿命计算方法提出了改进建议,开发了一套300MW机组锅炉汽包寿命在线监测系统。该系统利用计算机、智能化数据采集和通信转换对锅炉汽包运行全过程实行温度、压力和寿命的管理。经在某电厂1021t/h锅炉上运行,效果良好。达到了对锅炉汽包寿命进行在线监测和指导锅炉运行的目的。     

锅炉启停过程中SA299材质汽包整体应力变化的有限元分析

某电厂300 MW机组锅炉的SA299材质汽包中部距下降管400~500 mm处出现了一些裂纹,为分析锅炉启停过程汽包的应力变化,采用三维有限元分析方法,运用ALGOR软件对SA299材质的汽包在启停过程热应力和总应力的分布和变化进行了计算.结果表明：在启动过程中水位线处的热应力最大,裂纹处的热应力幅在80 MPa以内,裂纹处的热应力变化与水线处热应力变化趋势基本一致,最大热应力区域接近裂纹产生区域;启停过程中危险点处总应力最大,其应力幅为350 MPa,整个启停过程中,裂纹处的总应力不大,水位线及以下的内壁区域应力比上部和外壁更大;热应力是汽包裂纹产生的诱因之一.     

300MW机组锅炉启动过程的优化研究

用三维有限元理论计算300MW机组锅炉汽包在内压作用下的应力场,得到锅炉汽包下降管处的理论应力集中系数,并用热弹性理论计算准稳态下汽包的热应力。采用美国ASME标准计算锅炉汽包疲劳寿命,以不同阶段升压范围所经历的时间步长为优化参数,以降低疲劳寿命损耗和缩短启动时间为双目标,建立了300MW机组锅炉启动过程的优化模型。通过计算得到了锅炉冷态启动和热态启动的优化曲线。并应用于某电厂300MW机组1025t/h锅炉实际运行,效果良好。所得到的优化启动曲线对300MW机组锅炉运行具有指导意义。图3,表2,参8     

基于雨流计数法的锅炉汽包寿命实时监测

建立了汽包温度场、应力场监测模型,基于从电厂DCS(分布控制系统)中取出的锅炉汽包启动数据,通过有限元分析确定汽包的危险点,并修正了该点的应力集中系数,给出了汽包瞬态温度场计算的隐式差分方法和危险点的当量应力计算公式,改进了雨流计数方法,提出了采用应力稳定原则作为判定汽包启停状态结束的准则,统计每次启停过程中不同应力幅的循环次数,并据此确定汽包的寿命损耗。通过对锅炉汽包一次冷启动数据分析,验证了本文方法的有效性,研制了锅炉汽包寿命实时监测系统,经600 MW机组锅炉汽包的监测运行表明,效果良好,达到了对锅炉汽包寿命损耗进行实时监测并指导运行的目的。     

电站锅炉过热器出口集箱应力计算及分析

本文利用ANSYS有限元分析软件，结合工程示范，对复杂应力状态下的高温集箱进行温度场和应力场的有限元分析计算，得出冷态启动、热态启动和甩负荷等危险工况下集箱热应力和内压应力的数值计算结果，并对热应力和内压应力进行了应力耦合，得到了集箱筒体三向主应力的实际分布状况和数值计算结果。本文研究成果为高温集箱安全状态评估和寿命预测提供了应力分析基础，为电站锅炉长周期运行安全保障关键技术及工程示范提供了强有力的技术支持。     

锅炉运行状态下水冷壁应力分析

分析了运行状态下水冷壁的应力场,并给出轴向热应力,内压应力的解析公式及环向热应力,径向热应力的计算方法,最后用应力分析法进行了应力评定。     

增压锅炉耐火砖衬结构的断裂失效分析

针对增压锅炉炉膛耐火砖衬出现横向裂纹的现象,综合考虑耐火砖所承受的热冲击、高温烟气冲刷及机械载荷的复杂工作环境,对局部砖衬结构进行了三维仿真建模,采用有限元方法进行瞬态温度场和应力场计算。结果分析表明：耐火砖衬结构的断裂失效主要是由于增压锅炉快速升、降温过程引起的拉压应力反复作用所致的疲劳损伤,停炉降温过程中的拉应力是引起断裂失效的直接原因。     

增压锅炉锅筒内压应力三维有限元分析

锅筒是锅炉关键部件之一,它的运行安全与否,直接影响到锅炉的使用寿命。本文运用ANSYS软件建立了某型增压锅炉锅筒及对流管束接头的三维有限元模型,实现了锅筒整体二分之一模型的内压应力三维有限元数值模拟,得出了锅筒内压应力分布状况,确定了胀接锅筒最大应力区的位置。研究结果为增压锅炉安全性分析提供了技术支撑。     

1000MW锅炉汽水分离器的瞬态应力有限元分析

选取1 000MW锅炉汽水分离器为研究对象,根据机组运行曲线确定边界条件,建立其三维有限元模型。计算了冷态启动工况下的瞬态热应力、机械应力和总应力,讨论了热应力、机械应力和总应力的分布规律,分析了影响应力的各种因素,找出了汽水分离器最大应力点位置及随时间的变化规律。     

电厂锅炉锅筒寿命计算

从锅炉锅筒运行中产生疲劳寿命损耗的实际情况出发,给出锅炉锅筒寿命计算的方法及计算机框图,并作实例计算。     

基于汽包寿命的1 021 t/h锅炉启动过程的优化研究

1引言300 MW机组已经成为我国火力发电的主要机组。随着用电结构的变化,电网负荷的峰谷差日益增大,许多大容量机组已参予调峰运行。机组在调峰过程中,锅炉启停、变负荷运行使汽包受到交变应力作用,产生低周疲劳损伤。随着机组启停次数的增加,汽包疲劳损伤加剧,给电力生产留下安     

9E HRSG高压汽包上抬关联部件应力分析及监测

某热电厂早期进口的9E HRSG高压汽包上抬过程中,汽包或与汽包相连的部件可能产生过大的变形和应力。为评估抬升过程的安全性,采用有限元软件对汽包及关联部件进行应力应变分析,并对抬升过程进行动态监测。结果表明此次抬升对汽包、相关管道和锅炉今后的运行无影响。     

电站锅炉优化启动曲线的数学模型

采用优化理论，以不同阶段升压范围所经历的时间步长为优化参数，以降低疲劳寿命损耗和缩短启动时间为双目标，建立了锅炉优化启动曲线的数学模型。以400t/h锅炉为例，采用三维有限元理论计算汽包在内压作用下的理论应力集中系数，并通过计算到了冷态启动和热态启动的优化曲线。按优化曲线启动，不仅保证汽包寿命损耗小，而且能大量缩短炉启动时间。该模型对电站锅炉运行具有指导意义和参考价值。     

控制循环锅炉水冷壁流量偏差影响因素数值分析

1引言控制循环锅炉是一种重要类型的锅炉,已在我国一批电厂投运。控制循环锅炉的主要特点是在下降管和上升管之间加装循环泵,以提高循环回路的运动压头。机组运行时,管屏中每个管子受热是不同的,结构也不完全相同。在相同压差下,受热强的管子,管内的平均比容大,流量小,而受热弱     

TEMPERATURE AND THERMAL STRESSES IN A BRAKE DRUM SUBJECTED TO CYCLIC HEATING

For the optimized design of a brake drum, it appears to be very important to examine the transient temperature and thermal stress distributions in the brake drum. In the direct measurement, of them, however, a number of difficulties are involved In this study, in order to examine the initiation mechanism of the thermal crack in the brake drum, the temperature and thermal stress distributions in the brake drum in the course of their heating and cooling were investigated by using a two-dimensional axisymmetric Finite Element Method. The effect of a circumferential fin near the open end of the brake drum was also examined.     

THERMAL STRESS ANALYSIS OF A RECTANGULAR PLATE AND ITS THERMAL STRESS INTENSITY FACTOR FOR COMPRESSIVE STRESS FIELD

Abstract

In this study, a transient thermal stress problem of a rectangular plate due to a nonuniform heat supply is treated theoretically and, thereafter, fracture behaviors of the plate with a crack are examined for compressive stress states. Assuming that a crack located on an arbitrary position, with an arbitrary direction, is sufficiently small and is closed because of the compressive stress field, a temperature field, in a transient state, is analyzed by taking into account the effect of relative heat transfer on both surfaces of the plate. Thereafter, the corresponding thermal stress analysis is developed on the basis of the two-dimensional plane stress problem using Airy's stress function method, and the stress intensity factor is analyzed for the biaxial stress state. As an analytical model, we consider mechanical boundary conditions of prescribed displacement and estimate the stress intensity factor of a crack tip using parameters of the crack configuration such as the location, direction, length, and coefficient of friction. These numerical results are shown in graphical form.