不调频叶片设计改型研究

工业汽轮机与发电用汽轮机不同，它通常都是在一个很大的转速范围内长期运行，这就使得动叶片常常会在共振点上长期运行，对级组的动叶片特别是末级动叶片的安全性提出了更高的要求。本文将计算固体力学分析、三维计算流体动力学分析以及流固耦合技术与传统的常规计算方法和汽轮机行业安全性准则相结合，来综合判断动叶片在其共振点上运行的安全性。     

200MW空冷机组末级叶片性能研究

介绍了国产２００ＭＷ空冷机组末级叶片７１０ｍｍ设计情况，重点阐述了空冷机组末级叶片的热力、气动及结构设计特点，以及影响汽轮机末级叶片运行经济性、安全性的主要因素，尤其在小流量，高背压情况下，并提出适应叶片安全经济运行的末级运行保护曲线，认为这旨集设计合理性及正确性一一全将是保证汽轮机叶片具有高安全性经济运行的有力手段之一。     

汽轮机低压缸的可靠性

一、前言近年来随着汽轮机的大功率化,低压末级叶片的尺寸越来越长,汽轮机低压缸的尺寸也越来越大.目前在运行的三菱公司制造的一百万千瓦火电汽轮机和一百十七万五千千瓦核电站汽论机采用44时低压末级叶片(叶片长1120毫米),其低压缸为高约七米轴向长约十米的大型构件.再者,由于核电机组所占的比例增大,所以最近甚至对一百万千瓦级的大功率火电     

百万级压水堆核电站空冷汽轮机选型研究

针对国内某核电厂址的初步气象条件,进行了百万等级核电机组空冷汽轮机选型计算分析。分析结果表明,该厂址参数下若选用半转速核电汽轮机,目前已有的末级叶片不能满足要求,需要开发全新的空冷末级叶片;而利用大型火电空冷汽轮机已有运行业绩的末级叶片,开发全转速百万级核电空冷汽轮机,将花费较少的时间和经费,是比较适宜的方案。某厂址气象条件在我国北方具有代表性,上述工作为我国北方缺水地区核电站汽轮机选型提供了参考。建议国内汽轮机厂利用已有核电、火电汽轮机技术积累,尽快启动全转速百万级核电空冷汽轮机研发工作,形成具有完全自主知识产权的百万级核电空冷汽轮机技术,抢占技术制高点。     

52吋低压末级叶片

低压缸用的52时叶片:(1)核电汽轮机与火电汽轮机相比,在同一输出功率的情况下,核电汽轮机的排汽量为火电汽轮机的1.6～1.8倍,因此,为了提高汽轮机效率就要求减少排汽损失,以增加电力输出。为了达到加长末级叶片的长度,增加排汽面积这一目的,三菱公司早就加紧了用于低压缸的52时末级叶片的研制。52时锻造叶片已经完成了设计和要素试验,工厂造了一部分叶片,装入叶轮,预     

深度调峰运行时汽轮机低压叶片的安全性分析

为了满足电网深度调峰和供热的要求,低压缸需要长期在低负荷甚至零出力工况下运行。本文以某660 MW汽轮机为对象,对其深度调峰和供热工况下低压叶片的通流特性和运行安全性问题进行了研究,得到了不同排汽压力时低压末级叶片的流场分布以及相关参数随背压变化的规律,分析计算了叶片所受汽流弯应力,确定了汽流弯应力随背压的变化。结果表明：该机组在深度调峰和供热的小容积流量工况下,叶片所受汽流弯应力很小,满足不调频叶片的设计要求,能够保证机组安全稳定运行;小容积流量工况下,汽轮机的排汽压力降低,真空度提高,其低压部分摩擦鼓风损失大幅度降低,鼓风发热问题减少,汽流弯应力降低,汽轮机可以安全稳定运行。     

引进型300MW、600MW汽轮机次末级叶片安全性分析的思路

阐述了引进型300MW、600MW汽轮机次末级“474”、“475”叶片安全性分析的思路,指出了“474”、“475”叶片二阶频率振型的不同是“474”叶片失效、“475”叶片安全运行的关键。     

汽轮机低压转子末级叶片裂纹及叶根销钉断裂失效分析

本文对汽轮机低压转子末级叶片的裂纹和叶根销钉断裂失效问题进行了详细分析。通过对损坏叶片和销钉的外观观察、微观结构分析、材料成分检测以及运行环境的综合评估,揭示了失效的主要原因。研究发现,叶片裂纹主要是由于长期受高温、湿度变化和蒸汽侵蚀导致的材料疲劳累积,以及叶片设计中的应力集中现象所致;叶根销钉的断裂失效主要与运行过程中周期性的抗拉应力过大以及振动疲劳有关。研究结果表明,对汽轮机低压转子末级叶片裂纹和叶根销钉断裂失效机理的分析能够为汽轮机低压转子末级叶片和叶根销钉的设计、材料选择、加工制造和运行维护提供科学依据。     

试验汽轮机内湿蒸汽测量研究

汽轮机内部的湿蒸汽会对机组的运行效率、动叶片水蚀及机组运行寿命产生重要影响。介绍了国内外对于汽轮机湿蒸汽研究的概况,使用基于多波长消光法与光阻法测量原理结合的湿蒸汽测量集成探针系统,对某汽轮机末级湿蒸汽1次、2次水滴进行了实测研究,介绍了1次水滴与2次水滴的测量方法及数据处理过程,给出了包括1次水滴湿度与2次水滴数目及粒度分布的计算结果。结果表明,沿着叶高1次水滴湿度与2次水滴粒度渐增,而经过运用除湿措施的末级后2次水滴平均粒径减小、粒度分布变窄。     

超临界600MW机组用给水泵的汽轮机末级叶片的开发

针对给水泵汽轮机的运行特点,设计开发新的末级叶片,以便满足给水泵汽轮机运行时气动、强度、振动要求。     

汽轮机增容改造、挖潜增效的成功尝试

为解决齐鲁石化公司内部电力紧张的矛盾,对热电厂1号机组50MW抽汽式汽轮机组实施了以更改低压缸叶片为主要内容的技术改造,使机组的额定定量由50MW了60MW,机组的综合安全性能有所加强,内效率有所增加,经运行证明改造取得了成功,经济效益明显。     

大功率空冷机组末三级动叶片的设计及其频率试验

介绍了大功率空冷机组末三级动叶片的设计及其动静频试验情况。通过计算和试验的对比分析,改进了次次末级动叶片的初始设计状态并确定了末三级动叶片围带的最终尺寸。试验表明,大功率空冷机组低压末三级动叶的设计是成功的,叶片能满足空冷机组的长期安全运行要求。     

太阳能与燃煤机组混合发电方式的热经济性研究

阐述了分别从锅炉蒸发受热面、高压加热器汽侧和汽轮机低压缸引入太阳热能与燃煤机组进行混合发电的3种集成方案,定义了太阳能热电转换率、单位时间节煤量及太阳能热贡献率等评价指标,并以某300 MW燃煤机组为例,应用变热量等效焓降法计算理论对3种太阳能与燃煤机组混合发电集成方案的热经济性指标进行了计算和比较,确定了混合发电的最优集成方式,并对其经济性进行了初步分析.结果表明：混合发电集成方案2-1（取代2号高压加热器抽汽）的热经济性指标、运行安全性和稳定性均较好,因此选取方案2-1作为混合发电最优集成方案;太阳能的单位发电成本为0.63元/（kW·h）,低于单纯太阳能发电站的0.75～1.85元/（kW·h）.     

Reliability design method for steam turbine blades

Based on theories of probability and statistics, and taking static stresses, dynamic stresses, endurance strength, safety ratios, vibration frequencies and exciting force frequencies of blades as random variables, a reliability design method for steam turbine blades is presented. The purport and calculation method for blade reliability are expounded. The distribution parameters of random variables are determined after analysis and numerical calculation of test data. The fatigue strength and the vibration design reliability of turbine blades are determined with the aid of a probabilistic design method and by interference models for stress distribution and strength distribution. Some blade reliability design calculation formulas for a dynamic stress design method, a safety ratio design method for fatigue strength, and a vibration reliability design method for the first and second types of tuned blades and a packet of blades on a disk connected closely, are given together with some practical examples. With these methods, the design reliability of steam turbine blades can be guaranteed in the design stage. This research may provide some scientific basis for reliability design of steam turbine blades. __________ Translated from Chinese Journal of Applied Mechanics, 2007, 24(3): 331–335 [译自: 应用力学学报]     

新型冷却塔用水轮机流固耦合计算与分析

为研究一种新型冷却塔用水轮机结构的稳定性,通过双向流固耦合计算,分析水轮机桨叶在稳定运行时的应力变化及变形,揭示了固体叶轮应力分布与水体压力分布的规律。结果表明,该水轮机的转轮叶片应力分布均匀,且叶片的总变形主要发生在叶片出水边侧;叶片动应力主频、变形主频与叶片通过频率相吻合,可知叶轮结构的动静干涉引起的波动是造成叶片动应力波动及总变形变化的主要原因之一。     

喷丸对汽轮机叶片残余内应力影响的研究

汽轮机末级叶片经局部高频淬火后其防水蚀抗力得到提高,然而由于过渡区的存在,导致叶片整体性能恶化。喷丸工艺可以改善过渡区的残余应力分布和提高汽轮机叶片的疲劳性能。研究了喷丸前后汽轮机末级叶片（909mm叶片和40in叶片）的残余内应力分布特点。研究表明,喷丸能优化汽轮机叶片表面的残余应力状态,引入有益的残余压应力,为提高其疲劳性能提供保障。     

汽轮机低压末级动叶片进汽侧防水蚀自动淬火设备研究及应用

文章阐述了汽轮机低压末级动叶片进汽侧防水蚀自动淬火设备的设计恩路、结构特点和应用流程。经设备调试、工艺试验验证及试生产结果表明：该设备结构设计合理,运行控制稳定可靠,操作界面简洁、美观。该设备的成功应用使东汽汽轮机低压末级动叶片进汽侧高频防水蚀淬火技术处于行业先进水平。     

大型风力机叶片在不同平均风速作用下的挠度及应力分析

利用有限元分析软件对风力机叶片在不同平均风速作用下的挠度和应力进行了分析。采用Davenport脉动风速谱模拟出不同平均风速,并计算出叶片各部位的挠度及其应力分布。计算结果表明,叶片的振动主要以挥舞振动为主,随着工作风速的增大,叶片挥舞振幅增大,叶片承受的mises应力主要集中在叶片迎风面的中部位置。该研究为风力机叶片的安全设计提供了技术参考。     

汽轮机内部除湿技术的发展

由于地热电站及核能发电的迅速发展,汽轮机低压缸所面临的湿蒸汽问题显得尤为突出,尤其是末几级动叶片长期受高速水滴的冲击．造成的水蚀、甚至断裂将影响汽轮机的安全运行。按照机内除湿位置及除湿方式的不同,论述了空心导叶抽吸、吹扫及加热除湿法、动叶表面槽道除湿法和加长动静叶间隙法、隔板装置除湿法等,概括了近三十年来,俄、英、德、美、法等国家内部除湿技术研究的进展和应用情况,以及与其相关的蒸汽湿度测量技术的发展,探讨了国内机内部除湿的研究状况及发展方向。