文档介绍：第卷第期汽轮机技术..
年月.
汽轮机转子热应力及寿命损耗分析研究
杨志磊,王海宁,杨承刚,徐鸿
华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京
摘要:以某电厂超超临界机组汽轮机转子为研究对象,运用有限元软件建立二维模型,计算出不同平
均温升率下机组启动时转子热应力值。与理论公式通过最小二乘法进行曲线拟合,从而确定无中心孔转子的时间
修正因子和形状因子。然后根据低周疲劳曲线计算出转子的寿命损耗。鉴于波动、间歇式新能源的并网,能够指
导运行人员,通过温升率和温升量的调节,在安全的前提下,提高汽轮机组负荷变动能力和调峰能力。
关键词:超超临界;寿命损耗;热应力;调峰
分类号: 文献标识码: 文章编号:

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超超临界汽轮机启机造成的转子寿命损耗,为运行人员提供
前言确实可靠的依据,指导其在启机时对温升率、温升量的掌握
和控制,从而提高机组运行的安全性,延长机组寿命。
随着我国火力发电事业的快速发展,发电机组单机容量
越来越大,同时电网的峰谷差也越来越大。基于波动、间歇转子热应力计算
式新能源的并网,大规模储能容量不足的情况下,大型火电
机组参与调峰和负荷变动已成为必然,机组的机动性和负荷. 有限元计算
变动能力的研究显得越来越重要。传统火电机组将更加频某电厂汽轮机为首批国产超超临界汽轮机组,
繁的参与调峰运行,汽轮机组的主要部件将会受到交变应力高压和中压部分采用具有高蠕变断裂强度的实心合金钢锻
场、交变温度场的作用,从而对汽轮机转子造成低周疲劳⋯件加工而成,无中心孔的整锻转子,材料为一。汽轮机
以及蠕变损耗,甚至可能引发安全性事故。组在启动时,由于不同温升率会造成转子热应力不同,从而
由于现实工作中的汽轮机转子高速旋转,鉴于目前的测导致其寿命损耗也不同。图为一次启动之后转子表面热
量手段,尚无法直接可靠地测量其转子温度及热应力,需要应力的分布图,根据实际情况和有限元模拟,选取最容易
通过理论计算来解决。对于转子温度场及热应力求解的数发生低周疲劳损伤的部位,即中压第一级弹性槽底部为研究
学模型通常分为两类:一类是解析模型,由导热微分方程式对象。
出发,采用积分变换的方法导出温度的迭代计算公式进而求本文重点研究平均温升率在卵/、.℃/、
得热应力;一类是数值模型,将转子的连续结构体离散化,采./、./、./时转子的受力情况。根据
用一系列代数方程来代替微分方程,进而导出其温度及热应有限元软件计算结果,提取随时间变化的中压弹性槽底部热
力的计算公式。应力值,得到曲线如图所示。
本文通过运用有限元分析软件,建立实体模型. 数值模拟计算
来对转子的热应力进行模拟计算,同时与理论公式计算值相汽轮机运行时,转子表面的蒸汽与转子进行热量交换,
比较,砑究在丕回垩均温赴室下转子的热应力,以及应力对导致转子体温度分布不断改变。可以近似认为转子是一个
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作者简介:杨志磊,男,河南,华北电力大学研究生,研究方向:汽轮机安全性与寿命评估。
汽轮机技术第卷
和形状因子,。
将有限元软件计算出的中压弹性槽底部在