本文關(guān)鍵詞：超超臨界汽輪機(jī)超高壓轉(zhuǎn)子的高溫強(qiáng)度研究　出處：《上海交通大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：國(guó)產(chǎn)研發(fā)的35MPa/600℃某超超臨界新設(shè)計(jì)機(jī)組,它具有進(jìn)汽參數(shù)高、熱效率高,二氧化碳排放低,污染小的特點(diǎn)。由于超高壓模塊進(jìn)汽參數(shù)提高到35MPa/600℃,大幅度超越現(xiàn)有超超臨界高壓模塊限制值。為了滿足蒸汽溫度壓力的提高,轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的再設(shè)計(jì),這勢(shì)必對(duì)機(jī)組的啟停瞬態(tài)應(yīng)力及疲勞壽命造成影響。因此,十分有必要對(duì)新設(shè)計(jì)的超高壓轉(zhuǎn)子啟停瞬態(tài)及蠕變疲勞損傷進(jìn)行計(jì)算,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)啟停參數(shù)及溫度升速率進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,保證機(jī)組在規(guī)定的服役期內(nèi)安全運(yùn)行。本文以國(guó)產(chǎn)某超超臨界1000MW機(jī)組超高壓轉(zhuǎn)子為分析對(duì)象,以通用有限元分析軟件ABAQUS為平臺(tái),建立了超高壓轉(zhuǎn)子有限元模型,為了說明新設(shè)計(jì)超高壓轉(zhuǎn)子的性能,對(duì)比分析新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子與現(xiàn)役某電廠運(yùn)行的高壓轉(zhuǎn)子在穩(wěn)態(tài)工況以及啟停工況下的穩(wěn)態(tài)蠕變行為以及低周疲勞損傷,對(duì)新機(jī)組進(jìn)行了高溫強(qiáng)度考核,對(duì)結(jié)構(gòu)及啟動(dòng)曲線提出改進(jìn)意見。本文采用Norton-Bailey材料蠕變本構(gòu)方程模擬轉(zhuǎn)子的高溫蠕變力學(xué)行為。此外為了說明轉(zhuǎn)子的多軸蠕變特性,采用Cock-Ashby多軸韌度系數(shù),對(duì)比分析新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子與現(xiàn)役轉(zhuǎn)子在額定工況下穩(wěn)定運(yùn)行20萬小時(shí)的蠕變溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、C-A蠕變等效應(yīng)變分布,研究結(jié)果表明,蠕變變形最大的位置主要集中要第一級(jí)和第二級(jí)葉根槽的位置,此位置的溫度水平較高,加之葉片離心力的作用,導(dǎo)致其蠕變變形較大。通過對(duì)比現(xiàn)有高溫蠕變強(qiáng)度的考核結(jié)果,新轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,可以滿足正常工作要求。通過采用相同的啟停曲線,對(duì)新設(shè)計(jì)和現(xiàn)役轉(zhuǎn)子的啟停過程應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行分析,以基于應(yīng)變控制的Manson-Coffin壽命預(yù)測(cè)公式和Miner法則為依據(jù)得出轉(zhuǎn)子的低周疲勞強(qiáng)度校核結(jié)果,通過結(jié)果的對(duì)比我們發(fā)現(xiàn),新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子低周疲勞損傷大于現(xiàn)役轉(zhuǎn)子,為保證新設(shè)計(jì)機(jī)組的安全運(yùn)行,對(duì)啟動(dòng)曲線進(jìn)行改進(jìn),本文針對(duì)原始啟停曲線基礎(chǔ)上得到的轉(zhuǎn)子高溫強(qiáng)度結(jié)果,提出了四種啟動(dòng)優(yōu)化方案,計(jì)算了新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)子在四種啟停方案下的損傷結(jié)果,并與原始啟停曲線條件下的損傷結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,給出了較優(yōu)的啟停改進(jìn)方案。最后通過ABAQUS編程語言Python進(jìn)行計(jì)算結(jié)果分析,運(yùn)用連續(xù)損傷力學(xué)的有關(guān)理論,對(duì)轉(zhuǎn)子壽命期內(nèi)的蠕變與疲勞耦合損傷結(jié)果進(jìn)行計(jì)算,考核機(jī)組使用壽命。保證機(jī)組在規(guī)定的服役期內(nèi)安全運(yùn)行。
[Abstract]:A new ultra-supercritical unit developed at 35 MPA / 600 鈩，

本文編號(hào)：1385134