火電廠主蒸汽管道的應力分析和壽命評估.pdf

1、火力發(fā)電廠中鍋爐的主蒸汽管道受主蒸汽高溫高壓的影響，長期在高溫引起的溫度載荷和高壓引起的壓力載荷下工作，其失效形式主要有疲勞失效，蠕變失效以及疲勞蠕變交互作用下引起的管道材料失效。一般情況下，電廠鍋爐高溫金屬部件的設計壽命在30年或者20萬小時左右，國內(nèi)某電廠2號機組自運行以來，機組累計運行已超20萬小時。本文以國內(nèi)某電廠主蒸汽管道為研究對象，對其進行應力分析和壽命評估，對電廠的安全運行有重要的參考價值。
　　本文基于CAESAR

2、II模擬了國內(nèi)某電廠主蒸汽管的管道布置情況，并進行應力校核，對CAESARⅡ建立管道模型的過程和注意事項進行了詳細描述，校核了主蒸汽管道的一次應力和二次應力，并找出了最大三維應力的位置。
　　本文選取國內(nèi)某電廠主蒸汽管道三維應力最大處的彎頭為研究對象，建立了其瞬態(tài)溫度場、應力場的數(shù)學模型和有限元模型。通過建立彎頭的幾何模型，劃分網(wǎng)格，根據(jù)主蒸汽管道彎頭在機組啟動時的設計參數(shù)（包括溫度時間變化規(guī)律和壓力時間變化規(guī)律）施加邊界條件等步

3、驟，計算了彎頭的不同時刻的溫度場和應力場。得到了彎頭的不同時刻溫度場分布，溫度隨時間變化規(guī)律，溫度梯度分布規(guī)律和溫度梯度隨時間變化規(guī)律。計算得出了不同時刻機械應力場的分布云圖和機械應力-時間變化曲線以及機械應力與蒸汽壓力之間的對應關系。得到了彎頭所受熱應力的分布云圖和熱應力-時間變化曲線。模擬了主蒸汽管道彎頭在溫度和壓力兩種載荷同時作用下的總應力場，得到了總應力不同時刻的分布云圖和總應力-時間變化曲線，找到了總應力最大值的位置，為主蒸汽