东方电机厂“600MW汽轮发电机设计制造”荣获四川省科技进步奖一等奖

60 0MW汽轮发电机是当今世界上投入批量生产的最大容量的汽轮发电机。由于其效率高 ,每度电的耗煤量仅为 2 0 0MW级机组的 60 %左右 ,因此采用 60 0MW级发电机作为电力工业的主力机组 ,可以大大节约能源 ,减少环境污染 ,降低工程造价 ,获得巨大效益。随着我国经济的快速发展 ,国内电网对该容量汽轮发电机的需求急剧增加 ,为此 ,60 0MW汽轮发电机的完全国产化 ,对提高我国电网整体供电能力和质量 ,提高大容量汽轮发电机制造水平和我国的经济发展都有相当重大的意义。为了缩短研究开发的时间 ,迅速满足电力市场需求 ,在 90年代初充分利用自身经验和开发能力的同时 ,东方电机厂也借助COD/COP方式 ,与国外厂家合作研制 60 0MW汽轮发电机这一全新的产品。大量创新技术的采用使东方电机厂研制的 60 0MW汽轮发电机整体技术达到国内领先水平。东方电机厂研制的首台 60 0MW汽轮发电机于 1 997年 3月在工厂进行了全面的型式试验 ,试验结果证明发电机性能完全满足产品技术条件的要求 ,优于国家标准和IEC国际标准的要求。该机于 1 997年 1 0月 5日在山东邹县发电厂首次并网 ,当年 1 ...     

1Mn18Cr18N护环钢高温低周疲劳特性研究

为了研究超超临界汽轮发电机护环钢1Mn18Cr18N在工作温度100℃的低周疲劳特性,本文采用应变控制法对其进行温度为100℃下的低周疲劳试验,并对试验结果进行分析讨论。拟合出循环应力应变曲线和应变寿命曲线,得到了护环钢1Mn18Cr18N在100℃时的低周疲劳特性参数,包括Rambeg-Osgood参数和Manson-Coffin公式,推导出该材料的转变寿命NT。结果表明:1Mn18Cr18N护环钢低周疲劳特性表现为循环软化,循环软化程度随应变幅值的增加而增大,软化速率随应力下降幅值增加而增大;1Mn18Cr18N护环钢的过渡寿命为2177周次,小于2177周次时,塑性应变高于弹性应变成为影响疲劳断裂的主要因素,大于2177周次时,弹性应变主导疲劳断裂。     

QFQS-200-2型汽轮发电机负序能力试验

为了确定QFQS-200-2型汽轮发电机的负序能力,东方电机厂在厂内作了负序试验。介绍了试验方法及部分试验结果。     

管道疲劳强度计算方法的探讨

目前火电厂管道设计中所采用的疲劳强度计算公式，是以美国Ｍａｒｋｌ的疲劳试验结果为基础，其交变截荷与循环次数只与有材料的抗拉强度有关。但实质上管道的破坏机制大部分属于低周疲劳破坏，其计算方法除与抗拉强度有关外，还与材料的应变有关，据此，建议采用国际上通用的方法来计算管道的疲劳损伤。     

大型汽轮发电机转子低周疲劳寿命分析

运用有限元软件ANSYS及相关疲劳理论,对大型汽轮发电机转子的低周疲劳寿命进行了分析。     

“电网冲击下东方300MW汽轮发电机组轴系扭振响应的模拟试验研究通过专家鉴定

“电网冲击下东方３００ＭＷ汽轮发电机组轴系扭振响应的模拟试验研究通过专家鉴定由华北电力大学（保定）、东方电机厂和东方汽轮机厂３家承担的电力部“八五”重点课题“电网冲击下东方到３００ＭＷ汽轮发电机组轴系扭振响应的模拟试验研究”于１９９６年３月７日在华北...     

电机转子滑环测温的交叉接法

东方电机厂在为20万千瓦汽轮发电机转子温升试验做准备时,发展了一种不用切换装置增加测点的新方法—交差接法。通过分析和试验表明,这种方法简单可靠,可用作转子温度分布的多点测量。文内介绍了交差接法的基本原理以及使用条件等。     

空冷180 MW汽轮发电机中转子风扇座的强度及低周疲劳分析

采用ANSYS软件有限元分析方法计算大型空冷180MW汽轮发电机转子风扇座的应力，并应用Neuber方法计算转子风扇座的低周疲劳寿命。采用ANSYS软件计算汽轮发电机转子风扇座的应力，克服了经典计算方法对复杂变化曲面应力计算的局限性，是较理想的模拟转子风扇座实际运行工况的精确计算方法。     

基于ASME设计规范的汽轮发电机转子齿疲劳强度分析

频繁起停汽轮发电机会带来疲劳破坏的问题,需进行疲劳寿命校核,目前对于发电机转子齿疲劳强度计算暂无专用的规范流程或标准可参考。基于ASME设计规范的疲劳校核流程,以我公司60MW光热汽轮发电机转子齿端部为分析对象,使用有限元应力计算方法对其进行应力计算,采用ASME设计规范的应力线性化、疲劳筛分程序及疲劳损伤计算理论对有限元计算结果进行处理和疲劳损伤计算,从而得到了分析对象疲劳损伤率,计算结果显示该机型转子齿端部疲劳损伤率最大点位置满足ASME设计规范要求。文章介绍的计算流程和方法为国际通用的机械结构强度分析规范,解决了目前发电机转子疲劳寿命无专用的计算标准和流程的问题,为需频繁起停的汽轮发电机转子设计提供了参考。     

国内动态 高压电机防晕技术经验

由一机部召开的“高压电机防晕技术经验交流会”于七六年三月在兰州召开,现将主要经验转载如下: 一、对60万瓩汽轮发电机防晕技术科研成果及20千伏防晕结构的讨论意见: 60万瓩汽轮发电机的防晕是电机研究的关键技术问题之一,有关单位都作了大量科研工作,大会期间作了广泛的交流和讨论。东方电机厂和西安交大提出的18—20千伏端部采用一段处理的非线性碳化硅玻璃带与槽部低阻层一次成型的防晕结构,各种性能较高且稳定,能够满足上述电压等级电机运行     

汽轮发电机转子绕组绝缘介电强度及超速试验

国标CB755—65第44条(2)款规定“…汽轮发电机的转子绕组应在额定转速时进行绝缘介电强度试验。”我国哈尔滨电机厂、东方电机厂都是采用在额定转速时进行绝缘介电强度试验,其他工厂则在静止状态下进行绝缘介电强度试验。国外各主要工业国家及IEC在标准中对此未作明确规定。那么此项试验有无必要呢? 此外,我国GB755-65未明确规定汽轮发电机转子在超速试验时的状态(冷态或热态),IEC及英、日、德国标中亦未作规定,而且在同一个国家中的做法也不一样。那么是否要在标准中明确规定超速试验的状态呢? 为此《电机基本技术要求》编审委员会要求第四工作组研究这一问题。参加这一课     

分布式能源电站35MW空冷汽轮发电机开发设计

介绍了应用于分布式能源电站的、采用系列化设计的35 MW空冷汽轮发电机的电磁和结构设计特点、疲劳强度计算及型式试验结果。     

涡轮叶片低周疲劳可靠性稳健设计优化研究

针对涡轮叶片低周疲劳可靠性稳健设计优化问题,对叶片材料进行了高温疲劳试验,采用定量方程随机化方法处理试验数据,获得叶片材料的概率-应变-寿命曲线。采用贝塞尔曲线描述叶片型线方程,建立了涡轮叶片结构及流场的参数化模型,采用热-流-固耦合有限元法对涡轮流场和叶片进行了数值分析,得到叶片动能效率和应力应变分布特性。建立了叶片疲劳可靠性稳健设计优化模型,并采用响应面法获得叶片结构性能函数和极限状态函数,将叶片低周疲劳可靠性作为基本约束条件,采用序列二次规划优化法得到设计优化结果。研究结果表明,优化后的叶片低周疲劳可靠性以及稳健性显著提高,模型及方法正确可行,可用于涡轮叶片以及其他复杂结构的低周疲劳可靠性稳健设计优化。     

30Cr1Mo1V转子钢低周疲劳的损伤规律

在540℃和565℃温度下进行30Cr1Mo1V转子钢的低周疲劳实验研究。应用损伤力学理论对实验结果进行分析，得到该材料在此温度下的损伤演化规律，并将试验结果和30Cr2MoV在550℃结果进行比较，从低周疲劳特性方面探讨30Cr1Mo1V用于超临界参数机组转子钢的可行性。结果表明，温度从540℃上升到565℃时，30Cr1Mo1V转子钢的低周疲劳性能无显著下降，30Cr1Mo1V钢在565℃的低周疲劳性能和30Cr2MoV钢在550℃下的疲劳性能处于同一水平。从低周疲劳特性看，30Cr1Mo1V转子钢用作超临界参数机组转了钢是可行的。     

135 MW汽轮机无中心孔转子热应力有限元计算及低周疲劳寿命分析

引进了Lemaire的非线性低周疲劳连续损伤累积理论和三轴度因子，建立了汽轮机转子低周疲劳寿命损耗计算模型，将材料简单试验的低周疲劳试验结果应用于计算复杂应力状态下转子低周疲劳寿命损耗，计算了汽轮机转子在复杂应力状态下的低周疲劳寿命损耗，并将其计算结果进行了对比分析。分析结果表明多轴损伤累积模型较为准确的反映了转子低周疲劳寿命非线性累积损伤过程，接近于工程实际。     

加载速率对汽轮机转子钢低周疲劳损伤的影响

加载速率反映了汽轮机转子启停及运行时温度变化速度与负荷变化速率。对火电厂汽轮机转子30Cr1Mo1V钢在538℃温度下的低周疲劳损伤进行试验研究,研究加载速率对实际低周疲劳损伤和预测低周疲劳损伤的影响。结果表明:在相同的寿命分数下,加载应变速率越大,低周疲劳损伤越小;在同一加载速率下,总应变幅越大对应的低周疲劳损伤也越大;在同等应变幅条件下,转子钢高温低周疲劳预测损伤比实际损伤大,加载速率较低时,转子钢高温低周疲劳预测损伤比较大;加载速率对材料损伤有显著影响的取值范围为0.1%-s-1≤ε≤0.2%-s-1。     

上海发电设备成套设计研究院获三项发明专利授权

<正>由上海发电设备成套设计研究院承担国家高技术发展计划(863计划)课题"发电机组寿命和广义可靠性设计与分析技术研究",完成的"一种单台汽轮机关键部件低周疲劳寿命管理系统及管理方法"、"一种汽轮发电机定子绕组绝缘寿命的设计方法及其评价方法"和"一种汽轮发电机定子绕组绝缘寿命的设计     

汽轮发电机转子横截面应力及低周疲劳的计算分析

本文采用ANSYS5.3软件有限元分析方法计算空冷135MW汽轮发电机转子横截面应力,并应用经典计算方法验证ANSYS5.3软件有限元分析方法的准确性,分析减少转子齿根应力集中的有效方法。应用Neu-ber方法计算转子齿根及转子槽楔的低周疲劳寿命。采用ANSYS5.3计算汽轮发电机转子横截面应力,克服了经典计算方的局限性,考虑了转子在高速运行时大小齿分配不均对相互间的应力影响及位移变化产生的影响,是较理想的模拟转子实际运行工况的精确计算方法。     

30Cr1Mo1V钢高温低周疲劳中的软化特性

软化是高温长期运行部件的主要特征,软化意味着材料性能的降低。为了探讨软化对材料低周疲劳特性的影响,对30Cr1Mo1V转子钢进行了应变控制中断低周疲劳试验。试验温度为540℃和565℃,应变幅为0.2%～1.0%,采用拉压对称三角波。基于试验结果,建立了疲劳损伤与低周疲劳寿命之间的关系。通过对试验试样的维氏硬度进行检测,得到了带有硬度修正的低周疲劳应变-寿命修正公式,并对修正公式的有效性进行了检验。结果表明,硬度修正公式在循环寿命小于0.5倍寿命分数时有效,而在循环寿命大于0.5倍时,则存在高估剩余寿命的危险。在同一硬度下,对不同温度和应变,损伤是不同的,应变越小,损伤越大;温度越高,损伤越小。     

空冷180MW发电机转子护环部分的强度及低周疲劳分析

采用ANSYS软件有限元分析方法计算大型空冷180MW汽轮发电机转子护环的应力，在护环的有限元应力计算中，描述了转子齿的等效建模过程；描述了不均匀温度分布时，ANSYS有限元方法中的温度加载方法；提出了合理选择护环与转子间过盈量的有效方法。应用Neuber方法计算转子护环的低周疲劳寿命。本文所采用的ANSYS有限元方法，较理想的模拟转子实际运行工况，是计算汽轮发电机转子护环应力比较精确计算方法。