高背壓式工業(yè)汽輪機排汽缸強度分析與結構改進.pdf

1、根據當前國內外市場信息反饋，進一步提高高背壓反動式工業(yè)汽輪機的排汽壓力是提高汽輪機節(jié)能的一個趨勢。課題以杭汽輪新產品開發(fā)項目為依托，以期突破現有設計準則，開發(fā)出能承受更高排汽壓力的高背壓機排汽缸結構。為此，本文將有限元法、多物理場熱固耦合法以及非線性接觸計算理論相結合，以機組最高進汽參數對準則工況與超準則工況分別進行水壓試驗和穩(wěn)態(tài)運行條件模擬計算，找出排汽參數提高后原基礎結構的各個薄弱環(huán)節(jié)，為結構改進提供理論依據。
　　本文主要研

2、究內容及研究成果如下:
　　1.準則工況強度計算。結果表明，各部件結構強度與汽缸法蘭中分面汽密性等計算結果與基礎機型HG32/20的初始設計準則相符，說明計算過程與參數取值基本符合實際情況，證明了計算方法的準確性;
　　2.超準則工況強度計算。結果表明，水壓試驗模擬計算中除了后軸封汽密性略顯不足外，其他基本都能滿足要求;而對于穩(wěn)態(tài)運行模擬，相比準則工況，排汽參數提高后排汽缸強度安全裕量由3.16下降至2.42，螺栓最高屈服百

3、分比由73.4％上升到了76.1％，后軸封最大接觸間隙則由0.047mm擴大到了0.082mm，各項數據均已超過設計準則，會給汽輪機的運行安全性與經濟性帶來嚴重影響;
　　3.結構改進與驗證。針對超準則工況下的基礎結構薄弱環(huán)節(jié)，采取增加排汽缸局部應力不足區(qū)域的壁厚、更換螺栓材料、調整螺栓大小及位置等措施以進行結構改進，經計算驗證改進后的排汽缸強度安全裕量為3.08，螺栓屈服百分比最大為73.6％，后軸封接觸間隙值只有0.04mm，