分体式调阀阀座强度分析与结构改进

针对分体式调阀阀座结构，将有限元法、非线性接触计算理论以及多物理场热固耦合法相结合，模拟计算了稳态运行条件下的温度场与综合应力场，重点分析了强度和法兰结合面汽密性，为结构改进提供理论依据。研究结果表明：温差对结构强度影响较大，压差和管道力影响相对较小，初始设计结构强度满足使用要求，而法兰结合面设计及螺栓材料选用不合理导致结合面存在蒸汽泄漏的风险；通过采取对法兰结合面增加减荷槽、提升螺栓材料性能等方案进行改进，经计算验证在极限工况下即使考虑高温蠕变应力松弛，新结构依然能满足汽密性要求。     

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。     

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.     

一种新型高效调峰汽轮机机组热经济性研究

常规汽轮机在额定工况时热耗率最低,当运行工况偏离设计点时,热耗率呈单调上升。通过分析超超临界机组系统循环特性和调峰经济性下降问题,基于电网负荷峰谷特性,依据双工况点设计概念,设计了一种高效调峰汽轮机机组。该机组由主汽轮机系统和调峰汽缸构成,当负荷降低到一定值时可切除调峰汽缸,减少通流面积,提高主蒸汽参数,从而提高机组循环效率。对采用新型高效调峰结构设计的1 000MW等级超超临界机组进行了热平衡计算,计算结果表明,高效调峰汽轮机机组部分负荷工况下热耗率明显优于常规汽轮机。研究成果可为高效宽负荷调峰机组设计提供参考。     

发动机主轴承座结构强度分析研究

建立了包括缸体、框架、轴瓦、曲轴及连接螺栓的发动机主轴承座网格模型,通过指定不同的接触区域、接触条件、载荷、约束边界条件及多点约束,分别建立了螺栓预紧、轴瓦过盈、曲轴动压力及热负荷四种工况主轴承座强度分析有限元模型。采用二阶修正单元并通过接触主从面上单元的对应性来保证计算精度和收敛性,采用小滑移接触算法计算出各工况下主轴承座的应力和变形情况,根据计算结果,对主轴承座的强度、变形、滑移表面的滑动以及轴瓦背面的压力分布进行了评价,对主轴承座结构提出了改进意见,改进方案满足结构设计要求。     

涡轮盘-片结构瞬态应力应变分析及寿命预测

根据某燃气轮机实际运行数据编制了疲劳载荷谱,利用ANSYS软件建立了涡轮盘一片结构接触热弹塑性分析有限元模型,分别计算了在紧急工况、典型工况、改进工况下结构的应力应变变化情况,采用Morrow弹性应力修正的Manson-Coffin方程计算了结构的疲劳寿命.综合考虑机动性和使用寿命的要求,制定了一个改进的启动-运行-停机程序.研究方法及结论对燃气、蒸汽及内燃动力装置的运行管理具有一定的参考价值.     

超临界和超超临界汽轮机汽缸传热系数的研究

提出了汽轮机汽缸传热系数的计算方法。介绍了超，临界和超超临界压力汽轮机汽缸光滑内表面和安装镶片式汽封表面的对流换热表面传热系数的计算公式，安装整体车制式汽封的汽缸内表面、安装静叶的汽缸内表面和安装隔板的汽缸内表面的传热过程总传热系数的计算方法。采用圆筒壁与肋片传热等简化模型来计算汽封块、静叶和隔板的传热过程总传热系数。给出了某型号超，临界600MW汽轮机高压内缸内表面传热系数的计算结果。该方法考虑了不同运行工况下汽缸不同部位的传热过程，在超临界和超超临界压力汽轮机汽缸的温度场与热应力场的有限元法数值计算和寿命评定中，为确定传热边界条件提供了依据。     

耦合末级叶片的汽轮机排汽缸气动数值模拟

为研究末级叶片出口流场径向的不均匀性对排汽缸气动性能的影响,基于稳态的三维N—S方程、能量方程以及连续性方程,采用商业CFD软件进行了排汽缸气动性能的数值模拟计算．结果表明：耦合末级叶片的数值模拟计算结果更接近真实值;动叶叶顶漏气射流对排汽缸内的流动结构有很大影响,使得计算得出的静压恢复系数有所增加;叶片叶顶漏气影响不可忽略,在今后的排汽缸气动设计及优化工作中需要考虑末级叶片的影响;排汽缸进口条件对于其气动性能有着决定性的影响．     

高速柴油机活塞温度试验与热力耦合仿真

为改善现代高速、高强化柴油机活塞热负荷高的难题,以算例柴油机实测活塞温度为依据,利用温度拟合法模拟计算得出的温度场与实测结果吻合良好。以活塞、活塞销、连杆和气缸套作为耦合系统,在考虑各组件接触关系的基础上,将计算得出的活塞温度场作为温度载荷与标定工况下的燃烧压力、惯性力等机械载荷进行热力耦合计算,求得活塞在热力耦合作用下位移场分布情况。根据计算结果,对活塞结构做适当改进并进行模拟计算。研究结果表明:改进后活塞最高温度降低26℃,验证了结构改进的合理性,有效降低了高速柴油机活塞的热负荷。     

493柴油机机体强度及缸孔安装变形有限元分析

建立了某柴油机机体、气缸盖、气缸垫、主轴承盖等的有限元模型;运用非线性有限元软件,模拟了各个部件间的接触关系;计算了柴油机在螺栓预紧工况和爆发压力工况下的应力和应变,确定了最大应力部位,对机体进行了静态及疲劳安全强度校核,并对缸孔的安装变形进行了分析与评价。此方法可为发动机机油消耗评估及机体的改进设计提供依据。     

蒸汽取样装置的设计改进

蒸汽中含有过多的杂质,会引起过热器受热面、汽轮机流通部分和蒸汽管道沉积盐垢,对锅炉、汽机和阀门造成严重影响。蒸汽取样装置是蒸汽取样的主要设备之一,在锅炉运行中,通过取样可对蒸汽进行严格化学监督起到重要作用。介绍几种蒸汽取样装置及设计改进,为蒸汽取样装置的优化设计提供参考。     

稠油水平井多点注汽技术

欢喜岭采油厂稠油水平井采用常规笼统注汽方式开发,存在水平段动用不均的问题。对常规注汽出汽位置、油层非均质性、蒸汽超覆、汽窜等影响稠油水平井水平段动用不均的因素进行了分析。提出了利用多点注汽设计软件进行计算和模拟井下温场分布,采取蒸汽伞和配汽阀进行分单元多点注汽的多点注汽技术。介绍了多点注汽技术中管柱结构、配汽阀、蒸汽伞、多点注汽设计软件等关键技术的结构及功能。欢喜岭采油厂现场应用结果表明,多点注汽技术实施后,平均单井增油300t以上,最高单井增产达500t以上,该技术能够改善水平段吸汽剖面,有效改善水平井段动用程度,从而达到提高周期产油量的目的。欢喜岭采油厂欢127-H3井应用多点注汽技术,沿整个水平段设计4个注汽阀,措施后排水期由原来的12d缩短为2d,周期产油由761.3t提高到1282.1t。     

汽轮机通流状态经济性评估技术的现场应用

对影响汽轮机通流效率的各项因素的作用机理进行了定性分析,并对汽轮机通流状态经济性评估的基本概念进行了阐述。进行汽轮机通流部分经济性状态评估后,可以利用相关的分析工具软件对影响汽轮机通流部分经济性的因素进行有效分析及计算,为电厂大修中汽轮机的检修提供检修的重点。以某一超临界660MW汽轮机为例,给出了汽轮机通流状态经济性评估的大修通流状态实测数据及评估结果,在此基础上确定了汽轮机大修的重点检修工作。     

9F等级燃气蒸汽联合循环机组余热锅炉吹管方式的选择

根据余热锅炉三压系统不同压力级选择吹管方式,提高蒸汽吹扫的效果。     

汽包内清洗装置蒸汽穿孔速度的选择方法

探讨在汽包内蒸汽清洗过程中,采用平孔板式清洗装置时,为保证得到良好的清洗效果,选取最佳蒸汽穿孔速度的方法。     

超超临界汽轮机汽流激振研究现状与展望

对当前国内汽流激振的研究现状进行了分析和综述，分析和总结了汽流激振的机理、特征，并对汽流激振的国内外研究发展概况进行了介绍。总结了当前国外一些厂家超超临界汽轮机组所采用的一些汽封结构形式；归纳了防汽流激振的有效措施，最后对超超临界汽轮机汽流激振未来的研究方向进行了展望。     

稠油地面蒸汽管线热力参数影响及保温厚度优化

提高蒸汽注汽品质和优化保温层厚度是改善地面蒸汽管线热力输运、实现稠油高效开采的关键。建立了油田地面蒸汽管线热力参数计算模型和保温层厚度经济性分析模型,基于分段微元方法求解沿程蒸汽干度、热损等特性参数,分析了锅炉出口蒸汽参数和注汽流量的影响规律,并结合经济厚度法的计算原理优化了保温层厚度。结果表明：提高锅炉出口蒸汽温度和压力,沿程蒸汽干度降低速度变快,沿程热损增加变快,与锅炉出口蒸汽温度313 oC,压力10.2 MPa相比,其热损最大增加11.15%;增加注汽流量,蒸汽干度提升且随管线沿程降幅缩小,等梯度注汽流量差下,高注汽流量时蒸汽干度降幅较小,其降幅为3.58%;经济厚度为0.33m时,其热损费用同比原有厚度可降低68.22%。     

凝汽器喉部流场三维数值分析

建立物理模型和控制方程采用SIMPLE算法和κ-ε模型对国内某600MW凝汽器喉部进行数值模拟,旨在考虑小机排汽对喉部流场的影响。结果表明:内置低加小机排汽可造成喉部出口流场分布不均匀。     

蒸汽凝结水密闭式回收系统中水抽汽喷射器的应用

介绍了密闭式蒸汽凝结水回收节能技术,及采用抽汽喷射器的新技术来回收乏汽。分析了此类喷射器的工作特点和节能意义,介绍了此类喷射器在实际中的使用情况。     

5MW实验汽轮机内湿蒸汽两相流实验研究

在1台5MW3级实验汽轮机上进行了湿蒸汽两相流的实验研究,实验在3种不同进汽温度下进行,用联合探针测量了末级叶片前后沿径向和周向的流场、蒸汽湿度、水滴尺寸等参数,并分别用2种方法确定了末级前后的蒸汽参数,获得了3个级的级效率。比较发现,发生凝结的第2级的级效率低于其它2级,这表明凝结过程存在很大的热力学损失。