隨著能源與社會用電結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步轉(zhuǎn)變,峰谷差日益擴(kuò)大。同時,可再生能源所占發(fā)電比例逐年增加,給我國電網(wǎng)的調(diào)峰和消納工作帶來了嚴(yán)峻考驗,造成了經(jīng)濟(jì)損失和社會資源的浪費,這就要求火電機(jī)組關(guān)鍵設(shè)備具有更為快速的啟動和變負(fù)荷能力。對機(jī)組的冷態(tài)啟動和變負(fù)荷過程進(jìn)行優(yōu)化,在滿足設(shè)備安全運行的必要前提下,提高機(jī)組的響應(yīng)速度,對于提升大容量火電機(jī)組參與調(diào)峰的靈活性和解決新能源發(fā)電所產(chǎn)生的消納問題具有積極作用。本文以某660MW超超臨界汽輪機(jī)的高中壓模塊為研究對象,選擇具有針對性的網(wǎng)格劃分方法,建立轉(zhuǎn)子的二維有限元模型和內(nèi)缸的三維有限元模型。對汽輪機(jī)在冷態(tài)啟動過程中的邊界條件進(jìn)行合理假設(shè)和分析。采用Workbench有限元軟件計算在原冷態(tài)啟動過程中轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸的溫度以及應(yīng)力變化情況,選定在啟動過程中六個應(yīng)力較大部位（轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸各三個）作為數(shù)值計算的應(yīng)力監(jiān)測點。結(jié)合汽輪機(jī)運行規(guī)程、各監(jiān)測點溫度和內(nèi)缸應(yīng)力水平,確定暖機(jī)時間和升負(fù)荷率的調(diào)整范圍,初步擬定四種對比方案。對采取不同方案的冷態(tài)啟動過程進(jìn)行有限元模擬,得出超超臨界汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸應(yīng)力水平隨暖機(jī)時間和升負(fù)荷率的變化規(guī)律�；谝陨辖Y(jié)果,為進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)子... 

【文章來源】：上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責(zé)任公司上海市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽輪機(jī)高中壓內(nèi)上缸汽輪機(jī)在熱耗保證工況下的主要參數(shù)如下：

第二章汽輪機(jī)啟動及變工況分析的數(shù)值計算理論18,,圓柱坐標(biāo)下的剪應(yīng)力。汽輪機(jī)零部件在穩(wěn)態(tài)額定負(fù)荷工況下的分析設(shè)計判據(jù)如下：≤0.2（2-13）式中：0.2汽輪機(jī)零部件所使用的金屬材料在溫度t下的屈服極限。汽輪機(jī)零部件瞬態(tài)變工況下的分析設(shè)計判據(jù)如下：≤0.2（2-14）式中：瞬態(tài)工況下汽輪機(jī)零部件出現(xiàn)的最大等效應(yīng)力；當(dāng)汽輪機(jī)零部件為鍛件時，取=2.0，當(dāng)汽輪機(jī)零部件為鑄件時取=1.5。2.5高中壓轉(zhuǎn)子和內(nèi)缸的有限元模型對研究對象進(jìn)行建模是進(jìn)行有限元分析的第一步，也是關(guān)鍵一步。較小的模型誤差是保證有限元計算精度的基矗因此鑒于所研究汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子及內(nèi)缸的結(jié)構(gòu)特點和復(fù)雜程度，確定轉(zhuǎn)子直接在Workbench自帶的Spaceclaim快速建模工具中建立二維幾何模型，內(nèi)缸則選擇更為通用的UnigraphicsNX軟件進(jìn)行三維實體建模。由于文件格式的差異會對軟件的可識別性造成影響，因此在使用UnigraphicsNX對內(nèi)缸完成實體建模后，再將該模型文件以常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)文件格式x_t格式導(dǎo)入Workbench軟件進(jìn)行后續(xù)處理和計算[42~44]。圖2-2高中壓轉(zhuǎn)子的幾何模型該型號超超臨界汽輪機(jī)的高中壓轉(zhuǎn)子由1級調(diào)節(jié)級、7級高壓級和6級中壓級組成，幾何邊界左起主油泵中心線右至2#軸承中心線全長7658mm。在建模過程中，為節(jié)省時間，對模型進(jìn)行了必要簡化，比如將各壓力級的葉片簡化為單獨的葉輪，忽略汽缸內(nèi)部的汽封等。由于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特征以及邊界條件都對稱于中

第二章 汽輪機(jī)啟動及變工況分析的數(shù)值計算理論 心軸線，屬于典型的軸對稱問題，據(jù)此可建立起轉(zhuǎn)子軸向剖面的 1/2 作為計算模型如圖 2-2 所示。 內(nèi)缸支承在外缸的水平中分面上，軸向定位靠高中壓進(jìn)汽口間的凸臺與外缸槽的配合來實現(xiàn)。內(nèi)缸的左右部分結(jié)構(gòu)基本對稱，受載情況一致，故如圖 2-3所示選取整個高中壓內(nèi)缸的 1/2 作為研究對象就可以反映整個缸體的溫度與應(yīng)力分布規(guī)律，從而建立起內(nèi)缸的三維有限元模型。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3589213