汽轮机不同高压内缸结构径向变形的分析探讨及结构优化

发布时间：2021-07-02 15:27

　　文章以某联合循环汽轮机的高压内缸为研究对象,利用ABAQUS有限元计算软件对传统带法兰高压内缸稳定运行时的径向变形进行计算分析,探究其径向变形不均匀的原因,并对高压内缸结构进行优化计算分析,对比了几种不同高压内缸结构的径向变形均匀性,最后选择了径向变形相对均匀的筒形缸投入到生产实践。计算分析表明,结构优化后的高压内缸可有效减小径向变形的不均匀性,且薄壁圆筒型内缸克服了传统带法兰高压内缸径向变形不均匀的固有结构缺陷,红套环筒形内缸在径向变形均匀性及汽密性方面占有较大优势,在高压内缸的结构优化上具有工程应用价值。 

【文章来源】：东方汽轮机. 2020,(02)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

高压内缸内壁考察截面位置图

对每个内壁截面的4个节点的径向变形进行数据收集分析，节点位置如图2所示。鉴于高压内缸的位移边界条件并不位于通过缸中心的竖直平面上或水平中分面上，而是与这2个平面有点偏差，因此节点的变形数值并不是变形绝对值。考虑到汽缸内壁圆周向径向变形的均匀性，用竖直向节点变形数据之和与水平向节点变形数据之和的差值，即△3+△4-（△1+△2）就能很好地反应径向变形的均匀性。计算结果见表2。

从计算结果数据可知，薄壁圆筒高压内缸内壁稳定运行时各截面径向变形后变成了横椭圆。这是因为薄壁圆筒型高压内缸中分面处取消了法兰，但开了若干螺栓孔，螺栓孔削弱了中分面处的刚度，造成其节点1,2的径向变形增大，故截面呈现横椭圆形状。薄壁圆筒高压内缸从径向变形均匀性来看，完全满足工程要求。但实际工程中，除考虑径向变形均匀性外，还需考虑内缸强度、螺栓强度、中分面汽密性等。薄壁圆筒高压内缸的强度及螺栓强度满足要求，但其在稳定运行时中分面存在一定小张口，如图3所示。从图3可知，张口量出现在高压内缸中段的螺栓处，该处螺栓尺寸较小，而增加螺栓尺寸将增加壁厚，这不利于快速启停。故考虑去掉螺栓，改成带红套环的筒形缸。带红套环筒形缸的径向变形差值见表5。

【参考文献】：
期刊论文
[1]动静碰磨下汽轮机启机方案的选择[J]. 谭勇,山雪峰.  科技视界. 2018(07)
[2]汽轮机动静碰磨故障的原因分析及处理[J]. 牟法海,卢盛阳,王文营.  热力发电. 2007(03)



本文编号：3260723