600MW超超臨界汽輪機(jī)主蒸汽閥門(mén)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與流場(chǎng)分析.pdf

1、汽輪機(jī)在我國(guó)的能源和工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛，因此汽輪機(jī)的研發(fā)和應(yīng)用占有十分重要的地位。上海汽輪機(jī)有限公司自主開(kāi)發(fā)的超超臨界600MW機(jī)組,其主調(diào)門(mén)系統(tǒng)采用原WESTINGHOUSE亞臨界技術(shù)的閥門(mén)結(jié)構(gòu),在超超臨界狀態(tài)下閥門(mén)的溫度和應(yīng)力分布和原來(lái)亞臨界機(jī)組有很大的差別。本文就原結(jié)構(gòu)的閥門(mén)在強(qiáng)度和關(guān)閉速度尤其是汽輪機(jī)在故障狀態(tài)下的閥門(mén)快關(guān)過(guò)程方面是否能滿(mǎn)足超超臨界機(jī)組的要求進(jìn)行了強(qiáng)度和動(dòng)強(qiáng)度分析。閥門(mén)通流能力等的計(jì)算為強(qiáng)度、動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算提供了邊

2、界條件，計(jì)算結(jié)果為設(shè)計(jì)人員采用新的參數(shù)條件和新的材料許用應(yīng)力校核整個(gè)強(qiáng)度水平提供了參考意見(jiàn)。 首先，本文就閥門(mén)內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行了三維流場(chǎng)計(jì)算，得出了超臨界和超超臨界機(jī)組主汽閥門(mén)系統(tǒng)的阻力系數(shù)、壓力損失水平、流動(dòng)速度分布、預(yù)啟閥的通流能力和油動(dòng)機(jī)的提升力等參數(shù)；同時(shí)還對(duì)閥門(mén)的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)如偏心、橢圓度、型線(xiàn)角度等對(duì)閥門(mén)氣動(dòng)性能的影響情況進(jìn)行了分析計(jì)算，提出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向和范圍；這些計(jì)算為后繼的閥門(mén)氣動(dòng)性能和強(qiáng)度的改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。

3、 其次，本文通過(guò)對(duì)主汽閥門(mén)閥體穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算，分析了閥體在蒸汽壓力、熱應(yīng)力以及兩者綜合作用下的的應(yīng)力大小，進(jìn)而對(duì)閥體的強(qiáng)度水平進(jìn)行校核和使用壽命進(jìn)行了估算，為減少閥體應(yīng)力可能采取的技術(shù)改造提供依據(jù)。 另外，為了分析閥門(mén)從全開(kāi)到關(guān)閉所呈現(xiàn)的閥碟和閥座瞬時(shí)的沖擊狀態(tài)，本文提出了具有創(chuàng)新性的將彈性--剛性體的碰撞和彈性體間的接觸問(wèn)題聯(lián)合求解的方法，很好地解決了閥門(mén)快速碰撞這一難題，計(jì)算結(jié)果和上海汽輪機(jī)有限公司傳統(tǒng)的計(jì)