1000MW核电汽轮发电机组弹簧基础与轴系耦合振动特性分析

发布时间：2020-11-23 14:40

　　 1000MW核电汽轮发电机组的轴系振动特性分析具有重要的研究意义和工程应用价值,一方面,弹簧基础的应用使得基础的动刚度及振动特性与刚性基础相比发生了明显的改变,另一方面,核电大直径、高质量空心焊接转子的振动特性较常规火电转子也有很大不同。目前,国内的研究集中在常规火电转子振动特性,有关核电机组转子振动特征的研究较少。本文以CPR1000型核电机组汽轮发电机组为研究对象,通过ANSYS和ARMD软件分别对基础和8个支撑轴承进行建模计算,总结分析了弹簧基础的振动特性,得到了基础横梁中心处的动刚度及支撑轴承特性参数曲线。在考虑弹簧基础的同时,应用应变能法(Strain Energy Method,SEM)及等厚圆盘法(Equal Thickness Plate Method,ETPM)分别模化变截面空心转子和叶片,在ARMD软件中建立了基于弹簧基础的机组轴系数学模型,得到轴系的弯振临界转速及扭振固有频率,通过比对现场实测值和厂方提供的数据验证了所建模型的有效性,同时分析了弹簧基础的应用对临界转速的影响。使用轴系模型还计算了轴系的不平衡响应,结合实际案例给出了实际弯曲高中压转子的振动分析。最后通过分析按振型曲线平面弯曲的高中压转子的振动特性,得到了高中压转子可以进行现场动平衡的弯曲限值,为核电站弯曲转子振动的治理提供了参考数据。
【学位单位】：西安热工研究院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TM623.3
【部分图文】：

布置图,弹簧隔振器,布置图,弹簧基础

体单元模拟混凝土，再进行两种单元的节点合并来考虑钢筋与混凝土的共同作用。2.2 弹簧基础的模化如图2-1所示，立柱从左至右的截面尺寸分别为1300 mm×1500 mm、1300 mm×2000mm、1000 mm×2000 mm、1300 mm×1800 mm、2000 mm×1800 mm、1800 mm×1300 mm，模型顶板平面尺寸为 55900 mm×17000 mm，底板平面尺寸为 55500 mm×18900 mm。柱子上的弹簧隔振器刚度和阻尼也各不相同，由厂家所提供的资料及图纸中可以看出本台机组的弹簧基础共使用了 TK 和 TVEK 两个系列共 4 种型号的弹簧隔振器，安放位置和技术参数如图 2-1 和表 2-1 所示，图 2-1 是弹簧基础对称布置中的一半。图 2-1 弹簧隔振器布置图

弹簧基础,有限元模型

2 弹簧基础模态分析表 2-1 弹簧隔振器型号及参数型号件数高度/mm垂直方向刚度/kN·mm-1水平方向刚度/kN·mm-1单重 kgK-950.1612.32 6 570 29.8 15.9 452-1200.2207.32 40 570 37.6 21.8 698-1300.2216.32 18 570 40.9 21.9 714EK-950.1612.32 12 570 29.8 15.9 787本文基于弹簧基础的图纸建立了有限元模型，如图 2-2 所示。实际设备中梁的内筋采用的是 HRB335 螺纹钢筋，考虑到钢筋混泥土模型中材料的非线性，采用非塑性单元来模拟，材料的弹性模量为 2.06×1011N/m2，屈服强度为 3.35×108N/m2比为 0.3，伸长率为 0.226。混凝土采用实体单元，密度选择 2.5×103kg/m3，泊松 0.2，弹性模量为 3.0×1010N/m2。立柱与台板间的空隙处为弹簧隔震器，隔震器表 2-1 所示。

模态图,弹簧基础,模态,第四