汽轮机闷缸状态下温度场数值模拟

发布时间：2017-07-26 06:02

  本文关键词：汽轮机闷缸状态下温度场数值模拟

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【摘要】：随着汽轮机组朝着大容量、高参数的方向不断发展,其故障后带来的损失越来越大。研究汽轮机故障后应该采取的应急措施并进行科学合理优化,不仅可以提高故障机组的维修效率,而且可以提高机组的经济效益。汽轮机闷缸是指为了避免机组在上下缸温差作用下发生变形,将汽轮机上的各个疏水阀、进汽阀以及轴封处的漏汽进行封堵,隔绝汽轮机内部与外部设备之间的蒸汽交换的一种措施。研究闷缸过程中汽轮机的温度场分布及其变化规律,有利于了解和预测汽缸本体以及其他结构在闷缸过程中的变形、应力等变化情况。本文使用有限元软件ANSYS对某电厂600MW汽轮机高中压缸及其转子结构进行了有限元建模,针对实际换热问题,建立了包括辐射换热在内的汽轮机高中压缸换热模型。通过与有限的实际测量温度数据相互校验的方法,获得了了汽轮机故障停机过程中缸体与外界的实际对流换热系数。文中首先进行了热稳态分析,得到了汽轮机停运时刻的整体稳态温度场分布,然后以此作为初始条件,进行闷缸后换热过程的瞬态分析,最后分析了高中压缸1#、2#轴承内的轴瓦在不同工况下的温度变化情况,提出了发电机故障后及时恢复备机的措施,为发电机故障后提前停盘车装置并进行发电机维修提供了理论参考。通过上述研究,为以后进行汽轮机高中压缸及其转子应变分析、动静碰摩分析以及内部结构的应力分析提供了参考,并且为发电机故障后制定措施完成维修提出了可操作的建议。
【关键词】：汽轮机 有限元 辐射换热 闷缸
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK263.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 2 汽轮机闷缸状态下的换热问题15-23
• 2.1 闷缸状态下的辐射换热理论15-20
• 2.2 闷缸状态下的对流换热理论20-21
• 2.3 闷缸状态下的导热理论21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 3 高中压缸及转子有限元建模23-39
• 3.1 有限元理论23-26
• 3.2 高中压缸及转子换热模型26-32
• 3.3 网格的划分32-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 闷缸状态下汽缸温度场模拟和分析39-63
• 4.1 汽轮机闷缸前的停机方式39-41
• 4.2 基本假设以及边界条件的设置41-54
• 4.3 高中压缸温度场的数值模拟和分析54-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5 闷缸过程中轴瓦温度的变化规律分析63-71
• 5.1 边界条件63-64
• 5.2 轴瓦温度的变化规律64-68
• 5.3 轴瓦温度对发电机维修的影响分析68-70
• 5.4 本章小结70-71
• 6 总结与展望71-74
• 6.1 研究工作总结71-72
• 6.2 本文主要创新点72
• 6.3 课题展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-80
• 附录 攻读硕士学位期间参与的科研项目80

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