汽輪機轉子壽命預測及評估的研究.pdf

1、隨著現代工業(yè)的發(fā)展，汽輪機作為發(fā)電設備的典型裝備越來越受到人們的關注。為了保證發(fā)電設備安全、可靠、經濟的運行，汽輪機機組的壽命問題一直是研究的重點。汽輪機轉子作為機組的關鍵部件，也是機組的薄弱環(huán)節(jié)。其長期高速運行在高溫、高壓的環(huán)境下，一旦出現故障，將會帶來十分嚴重的后果。因此，研究汽輪機轉子的壽命問題具有十分重要的意義。
　　本文以國產135MW汽輪機轉子為研究對象，結合有限元技術，利用HyperMesh、ANSYS有限元分析軟件

2、計算出機組在冷態(tài)啟動下的溫度場和應力場，并將計算結果導入到MSC.Fatigue中來預測其壽命，并對壽命進行評估，其結果對于機組的運行和設計具有指導意義。主要研究工作如下：
　　1）分析了汽輪機轉子的疲勞機理及影響其壽命的主要因素，并研究了低周疲勞壽命和蠕變疲勞壽命的估算方法。
　　2）確定了機組的冷態(tài)啟動方案，并繪制了其冷態(tài)啟動曲線。根據啟動過程中各級處的壓力和溫度，結合熱力學知識計算出各級處的放熱系數，并將其作為邊界條件

3、添加在有限元模型上。
　　3）通過SolidWorks完成汽輪機轉子三維模型的創(chuàng)建，并對模型進行合理的簡化處理?？紤]到葉片產生的離心力作用，將葉片等效為質量環(huán)，通過修改質量環(huán)的厚度和密度來保證葉片產生的離心力不變。利用HyperMesh完成模型的網格劃分，并對網格進行修改已達到計算要求。最后，完成材料屬性及邊界條件的定義。
　　4）將有限元模型輸入到ANSYS求解器，求出轉子的溫度場云圖，并通過間接耦合分析方法對轉子的應力場