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核动力工程.
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核电汽轮机的运行与高压缸的热应力分析
朱丹书,/
上毒汽轮厂,
棱电汽轮机的运行方式直接影响高压缸热应力。核电汽轮机的高压汽缸热应力、中
分面接触应力、高压转子热应力和疲劳分析表明:高压汽缸的热应力不大,而需要关注中分面的
密封问题;高压转于的热应力与热疲劳是升速与变负荷过程的限制因素,砖态超动特别是电负
荷会对转子寿命产生大的掼害
\二/ 关键词垒速汽轮机高压汽缸高压转于热应力疲劳分析运行工况
一——
, ——
前言么/
核电汽轮机蒸汽参数低,进口为饱和蒸汽,有着与火电机组不同的运行特点。火电再热
汽轮机的高中压缸处于过热蒸汽下工作,仅在低压缸的末几级进入湿蒸汽区。核电饱和汽轮
机的整个高压缸处于湿蒸汽下工作,核电汽轮机与火电机组的主要差别发生在高压缸,低压
缸有着与火电机组相似的参数与工作条件。
核电汽轮机的起动与变负荷速率限制在高压缸进汽区,这里有最大的参数变化, 它处于
湿蒸汽条件下,有着很大的放热系数,会引起金属内部大的热应力。
, 由抽汽及新汽二
级再热,进入低压缸的为过热蒸汽。汽水分离再热器投运中,需改变二级加热蒸汽量来控制
再热器的出口蒸汽温度变化,以避免在低压转子中产生较高的应力。低压转子应力与负荷的
变化无直接关系。
, 以
及静子与转子质量相当,使两者有着相近的加热速度与热胀。
西屋公司的核电机组均为半速汽轮机我国的核电机组是在引进西屋火电机组
基础上开发的全速机组,有着不同的结掏特点。为了解与掌握该全速核电机组的起动、变负
荷特点,有必要对各种运行工况作计算分析,包括高压汽缸的热应力、中分面密封与螺栓应
力分析,以及高压转子的热应力与疲劳寿命分析。
工况与热交换条件
西屋公司推荐的起动与加负荷过程如下:当高压缸第一级初始金属温度低于℃,机
组升速至额定转速空转并同为小时,加至负荷也约为小时;第一级金属温度大于
。
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℃,升速至额定转速空转并网可减至分钟;第一级金属温度超过,所加初始
负荷为;第一级金属温度在℃以上,所加初始负荷为。冷态起动从增加至
负荷为小时,对于不同的初始条件有着相同的负荷变化率。以下讨论不同工况的热
交换条件。
. 起动与加负荷过程
围起动与加负荷过程的高压缸温度变化
——进汽参数变化一蒸汽干度——冷志起动时第一缎金属温度变化
——热恋起动时第一级金属温度变化.
起动与加负荷过程中蒸汽参数的变化见图,在开始起动的小流量时,由于调节阀的深
度节流,新汽沿等焓线降压,高压缸进汽为过热状态,金属表面发生对流换热,放热系数很小。
打开阀门逐渐增加蒸汽流量时,焓熵图上的进汽点沿等焓线向左移动,压力相应提高。当
。
蒸汽凝结时有着很大的放热系数,使盒属表面温度紧跟蒸汽饱和温度变化,该温度与压
力为单值关系,而压力的增长又正比于蒸汽流量的增加。合适的温差与热应