大型汽轮发电机组套装转子等效刚度研究

发布时间：2017-07-26 02:08

  本文关键词：大型汽轮发电机组套装转子等效刚度研究

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【摘要】：随着我国经济的高速发展,在能源和环境双重约束条件下,近年我国核能发电得到了大力发展。由于核电机组的蒸汽温度和压力相对较低,随着核电机组单机容量的提高,需要大幅提升机组的通流能力,机组的体积不断增大。因此,核电机组转子(特别是低压转子)会设计的很大,如某百万等级核电机组单低压转子重量就达到200多吨,不考虑叶片的最大径向直径将近3米。目前世界上还无锻造直径如此大的转子的整锻技术,因此通常采用套装转子或焊接转子。我国在焊接转子的设计及制造方面比较成熟。对于套装转子,在进行转子动力学性能分析时,套装叶轮对主轴弯曲刚度和扭转刚度的影响尚无明确定论。本文基于有限元法建立了套装叶轮转子等效刚度的计算方法,研究了某核电机组低压套装转子在设计过盈量下套装转子的应力和等效刚度,并研究了不同过盈量和转速对叶轮紧力和等效刚度的影响。同时也建立了套装转子的动力学模型,研究了该核电机组轴系各转速静挠度、刚性临界转速、阻尼临界转速、各轴承轴颈在不同平衡量下的振动响应峰峰值、轴系稳定性及扭振频率。研究结果表明:1)不同套装叶轮和过盈量对主轴刚度的加强效果不一样;2)相对过盈量从0.5‰到2.5‰对等效刚度的增强作用比较显著;3)随着转速的升高,轮盘对轮毂的离心拉应力也相应增强,削弱了过盈量对刚度的增强作用,且拉应力的大小与转速的平方成正比;4)过盈增强对轴系的标高影响比较大,#1轴承标高变化最大、#1低压转子静挠度变化为14.69%、临界转速变化为7.33%、对数衰减率为7.17%及Q-factor系数变化为7.72%,#2轴承的动态性能变化最大。
【关键词】：核电机组 套装转子 弯曲刚度 扭转刚度
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM311
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题的意义及国内外研究现状综述11-12
• 1.1.1 课题研究背景11-12
• 1.1.2 课题研究的意义12
• 1.2 国内外发展现状12-15
• 1.2.1 国外发展现状12-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 本文主要工作介绍15-16
• 第二章 转子动力学分析方法研究16-23
• 2.1 线性动力学方法16-21
• 2.1.1 转子系统临界转速17-19
• 2.1.2 转子系统稳定性19-20
• 2.1.3 转子系统不平衡响应20-21
• 2.2 非线性动力学方法21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 套装转子等效抗弯及抗扭刚度模化方法23-42
• 3.1 坐标系统的定义23
• 3.2 等效刚度计算方法23-26
• 3.3 等效方法的验证26-32
• 3.4 套装转子过盈量32
• 3.5 套装应力计算32-38
• 3.6 轴段等效弯曲刚度的计算38-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第四章 不同过盈量与转速对等效刚度的影响分析42-48
• 4.1 过盈量对等效刚度的影响42-43
• 4.2 转速对等效刚度的影响43-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第五章 套装转子机组轴系动力学性能分析48-72
• 5.1 套装转子及其叶轮质量属性48-50
• 5.2 机组轴系结构简介50-51
• 5.3 轴承静动态特性分析51-59
• 5.3.1 轴承静态性能分析52-54
• 5.3.2 轴承动态性能分析54-59
• 5.4 轴系静态性能分析59-60
• 5.5 轴系动态性能分析60-67
• 5.5.1 轴系刚性临界转速分析60-62
• 5.5.2 轴系阻尼临界转速分析62-63
• 5.5.3 轴系不平衡响应分析63-67
• 5.5.4 轴系稳定性分析67
• 5.6 轴系扭振频率分析67-71
• 5.7 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 总结72-73
• 6.2 本文的不足及展望73-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-77
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文77

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本文编号：574270