超超临界二次再热高压缸流热耦合特性研究

为满足大型核电汽轮机高压缸的开发要求,采用耦合流动计算和共轭传热的数值方法研究了超超临界二次再热高压缸的流热耦合,给出了高压缸排汽腔室和抽汽腔室流体域的流动特性、外缸和内缸固体部件的温度场分布特性。研究结果表明:抽汽腔室进口重量流量不均匀,靠近抽汽管道的进口质量流量整体偏高;双分流波整体内缸的表面强化与排汽腔室的对流换热承受了高压缸几乎全部的温差应力,因此外缸温度场比内缸的温度场相对要更加均匀。研究结果为研发超超临界二次再热高压缸提供理论支持。     

600MW汽轮机不同负荷下高压缸法兰螺栓密封应力分析

以600MW汽轮机高压缸为例进行不同负荷下高压缸法兰螺栓密封应力分析，给出了高压内缸和外缸压差随机组功率变化曲线，进一步给出了法兰螺栓所需密封应力随机组功率变化曲线，为延长机组连续运行时间、增长大修周期时间和法兰螺栓剩余寿命在线监测提供理论依据。     

引进型300MW汽轮机高压缸中分面螺栓改进的计算和分析

1 前言引进美国西屋公司技术制造的300MW汽轮机首台机组,于1987年7月在山东石横电厂并入电网运行,1989年7月停机进行第一次大修(二年来累计运行时间为15188小时)。大修中发现机组高压内缸左侧(从机头朝发电机看)两端的二根定位螺栓断裂,螺栓材料为WR26(西屋公司材料牌号为15106FD),该材料为含高镍铬的耐热合金钢。经过能源部西安热工所和我厂有关部门共同分析研究,并征询了西屋公司专家意见后,认为螺栓断裂的主要原因为应力腐蚀开裂。从石横电厂蒸汽品质分析中发现,钠/磷酸三钠克分子比大于4(高于西屋公司规定的允许值     

某柴油机凸轮轴箱的热-机耦合分析

以某机车用6缸直列柴油机凸轮轴箱为研究对象,建立凸轮轴箱和机体的装配接触模型,利用Ansys Workbench平台建立有限元模型,并根据凸轮轴箱的实际受力情况对其施加约束和载荷,进行稳态热分析和热-机耦合分析,得到其在缸头约束、螺栓预紧力、热负荷综合作用下的应力与变形云图,找出最大应力和变形所在位置。结果表明:凸轮轴箱各部位的应力满足材料的强度要求,最大变形出现在凸轮轴箱顶端,最大应力出现在凸轮轴箱右侧弧形板与侧板的端角处,凸轮轴箱设计安全。     

某型汽轮机紧急启动时高压缸热强度分析

建立了某型汽轮机高压缸的三维模型,用有限元方法计算了其在紧急启动工况下的温度场和应力场,得到温度和应力的最大部位。运用压力容器理论对该型汽缸进行了强度校核,得到其应力集中部位的峰值应力超过了强度极限;同时在长期循环载荷作用下,该型汽缸会产生蠕变破坏。计算结果能够为优化汽缸结构、改进启动历程提供理论参考。     

考虑再热压力对高压缸影响的再热汽轮机模型

考虑了中间再热压力对高压缸的影响，改进了传统的中间再热式汽轮机动态数学模型，再现了高压缸在动态过程中出现的“动态过载”现象。     

125MW汽轮机高压内缸热应力试验及分析

本文介绍了国产125MW汽轮机组高压内缸热应力的试验结果及分析,并提出一些看法和建议.鉴于国内外类似的试验尚不多,故文中对试验的关键环节也作了介绍.     

NY6280ZJB柴油机气缸套热-机耦合分析

介绍了NY6280ZJB柴油机气缸套分别在机械载荷、热载荷、热-机耦合下的应力应变情况,得出热载荷对气缸套的应力影响尤为显著,不可忽略;并且最大应力通常发生在凸肩位置处,在使用过程中易发生凸肩处裂纹危险;为气缸套的设计或改型升级提供了理论指导。     

超临界汽轮机红套环高压内缸开裂的强度有限元分析及运行对策

介绍了某型号超临界汽轮机红套环高压内缸强度有限元分析方法,对红套环高压内缸额定负荷稳态工况以及冷态启动、温态启动、热态启动和极热态启动等瞬态工况进行了强度计算与分析,得出了红套环高压内缸额定负荷稳态工况和瞬态工况下的温度场分布和最大应力比,并提出了该汽轮机的优化运行措施.结果表明:红套环高压内缸开裂部位瞬态工况下的应力过大是产生裂纹的主要原因之一;推荐的优化运行措施包括该汽轮机应多带基本负荷,减少机组启停次数,降低启动过程中负荷在29%~56%内主蒸汽的升温率,特别应降低负荷在53%~56%内主蒸汽的升温率.     

1000MW汽轮机高压内缸硬质合金堆焊技术的应用

阐述了硬质合金司太立21堆焊技术的试验及应用过程,通过采用焊接试验件模拟产品堆焊的方法,确定了在高压内缸密封面上堆焊司太立21的可行性,并得出优良的焊接工艺参数来指导生产。实践证明,堆焊后的密封面完全满足设计要求。     

法兰螺栓加热装置对汽轮机高压缸胀差的影响

主要探讨200MW汽轮机组法兰螺栓加热装置对高压缸胀差的影响。通过对现场运行数据的分析和对法兰螺栓加热装置的详细研究,得出引起高压缸胀差异常的原因。法兰螺栓加热装置的设计是为了控制机组启停过程中的胀差,但若加热装置本身出现问题,也就必然会对机组的膨胀产生不利影响。     

电站汽轮机高压内缸的二维在线计算方法

以某引进的125 MW汽轮机内缸为研究对象,建立二维非稳态的汽缸热应力的计算模型,并用三维有限元计算结果进行了修正,得到了二维应力修正系数,其精度基本达到了工程计算的要求.采用二维模型对汽轮机的实际起停过程中高压内缸的热应力进行了在线计算,得到了起停阶段和稳定运行时影响汽缸热应力的各种因素,揭示了该型汽轮机高压内缸出现内张口的原因,并提出了合理的运行建议.二维汽缸的在线计算模型同样适合其它类型的汽轮发电机组.     

超超临界机组高压内缸蠕变强度分析

对某超超临界机组高压内缸的高温蠕变强度进行了研究,利用ABAQUS建立了高压内缸三维有限元模型,并进行了计算分析.结果表明:在稳态工况下高压内缸最大应力低于相应温度下材料的屈服强度,未达到屈服状态;高压内缸蠕变应变发生区域主要集中在进汽口及平衡活塞处;多轴效应对蠕变考核具有重要影响,采用多轴蠕变应变进行蠕变强度考核准确度更高;高温蠕变所引起的应力松弛使得螺栓热紧力下降,对2×105 h蠕变后的高压内缸中分面汽密性产生影响.     

机热耦合下发电电动机磁极引线应力及寿命评估

抽水蓄能发电电动机转子磁极引线的安全可靠对其运行有重要影响,针对磁极引线弯角断裂的问题,提出了考虑机热耦合作用的磁极引线应力及疲劳寿命评估方法。首先,基于发电电动机转子实际结构,建立1/20转子整机的有限元模型;其次,分析了不同工况下的磁极引线的机械应力和机热耦合作用下的复合应力;最后,基于S-N曲线计算其疲劳寿命。结果表明,考虑机热耦合作用后的磁极引线的应力和疲劳寿命比不考虑热作用时有明显差别,其应力最高增加了81%,疲劳寿命显著下降,疲劳损伤增加了约50倍。     

1000 MW超超临界汽轮机高压外缸蠕变强度的分析

以1 000 MW超超临界汽轮机高压外缸为研究对象,通过引入Norton-Bailey材料蠕变本构方程和Cocks-Ashby多轴韧度系数,对汽缸轴对称二维模型的温度场、应力场和CA蠕变等效应变分布进行了计算,找出了结构设计中不合理区域并提出相应的结构改进方案.结果表明:经改进的高压外缸结构设计是合理的;CA蠕变等效应变计算结果均小于推荐考核标准,该1 000 MW超超临界汽轮机高压外缸的高温蠕变应变强度能够满足设计要求.     

柴油机缸盖热-机耦合应力分析

采用有限元分析软件ANSYS,分析了某型柴油机缸盖的温度场分布和缸盖热应力以及缸盖在机械载荷作用下的应力场,然后运用热-机顺序耦合的方法,将热分析结果和机械载荷同时加载于缸盖,研究其在多种载荷作用下的应力场和变形情况.研究结果表明：缸盖温度最高点和热应力最大值出现在火力面鼻梁区;热-机耦合应力作用下,缸盖的最大应力点分布于缸盖螺钉头与螺孔的交界处以及火力面鼻梁区,缸盖承受的最大拉应力未超过材料的许容拉应力;热-机耦合应力作用下,缸盖的变形量很小,对其它零件的装配影响小,缸盖的整体变形呈现出对称性.     

风电机组齿轮箱高速轴端轴承热-应力耦合故障分析

建立了风电机组齿轮箱高速轴端轴承的热阻网络模型,研究了在变风速、变载荷情况下轴承的动态热特性.采用Ansys Workbench有限元方法进行三维热-应力耦合分析,并模拟轴承及其在故障条件下的温度、形变及热应力特征.结果表明:风速、轴承内圈和滚动体之间的接触热阻及润滑油的对流接触热阻对轴承的温度有显著影响;轴承正常运行时,最大形变出现在内圈与滚动体接触面,最大热应力出现在外圈外表面边缘;当轴承出现胶合以及磨损故障时,其温度分布、热流量及热应力均有不同程度变化.     

汽轮机高压旁路阀门内漏的热经济性分析

以等效热降法为基础,给出了高压旁路压力调节阀及减温水阀门内漏时汽轮机装置效率变化的计算公式.结合300MW亚临界和600MW超临界机组的实际数据进行了计算,结果表明高压旁路系统阀门内漏对机组热经济性影响甚大,且减温水小泄漏的影响程度高于新蒸汽小泄漏.     

锂离子电池电-热耦合模型分析及其温度场仿真研究

锂离子电池由于放电过程产生大量的热,不可避免的使得电池温度升高。研究大倍率放电时的电池温升,忽略电化学反应热,进一步简化原有的生热模型。为了得到电池温度分布,从电池内部结构出发,根据电流密度在集流板上的分布以及极耳处的收缩/扩散效应,分析集流板上电流密度的分布规律,从而建立电池的电-热耦合模型。通过生热模型模拟电池放电过程的温升现象,并与实验结果对比,发现模拟结果与实验结果能够很好地吻合。文章给出了电池在不同放电倍率条件下放电终了时的温度分布图,并解释了造成这种分布现象的原因。     

东方660 MW超超临界二次再热汽轮机高中压外缸强度分析

汽轮机高中压外汽缸的设计、整体结构要保证有足够的强度、刚性及法兰中分面的密封性。文章采用三维弹性接触理论,建立东方660 MW二次再热汽轮机高中压外缸的有限元模型,进行温度场、热应力和机械应力及变形仿真分析,为汽缸的安全可靠性评定提供了技术依据。