基于某超超臨界汽輪機的中壓進汽導流環(huán)結(jié)構(gòu),采用有限元分析方法對不同撐筋結(jié)構(gòu)、不同撐筋數(shù)量、不同結(jié)構(gòu)約束的進汽導流環(huán)方案進行了強度計算和模態(tài)分析。強度計算結(jié)果表明,各方案的穩(wěn)態(tài)應力均較低,但增強撐筋的結(jié)構(gòu)能夠顯著改善導流環(huán)的高溫蠕變性能。模態(tài)計算結(jié)果表明,撐筋越強壯、數(shù)量越多,進汽導流環(huán)的各階固有頻率越高。但在其邊界約束相同的情況下,各方案的低階固有頻率的差別不大。最終通過合理設定進汽導流環(huán)的外部約束顯著提高其低階固有頻率,使其大范圍避開汽輪機的工作頻率。

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圖12約束不同的兩種方案各階固有頻率對比

圖11X向面約束5結(jié)論

圖1進汽導流環(huán)位置

中壓進汽導流環(huán)由內(nèi)環(huán)、外環(huán)和中間撐筋組成,將高溫蒸汽從中壓進汽腔導流至第一級靜葉前。如圖1所示,中壓進汽導流環(huán)的外環(huán)安裝在中壓內(nèi)缸的開槽里,內(nèi)環(huán)通過裝配與中壓第一級靜葉圍帶連在一起,目的是將中壓進汽與中壓轉(zhuǎn)子隔開,中壓進汽進入中壓第一級靜葉進行做功,降溫后的蒸汽溫度再流至中壓轉(zhuǎn)子....

圖2中壓進汽導流環(huán)的結(jié)構(gòu)方案

如圖2所示,中壓進汽導流環(huán)的外環(huán)、內(nèi)缸受中壓內(nèi)缸、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)限制,其外環(huán)、內(nèi)環(huán)的結(jié)構(gòu)是確定的;不同結(jié)構(gòu)方案的中壓進汽導流環(huán)在于中部撐筋角度α不同;本章節(jié)分別按照方案1(α=0°),方案2(α=10°),方案3(α=30°),按其半圈進汽導流環(huán)的撐筋個數(shù)均為5個進行3種方案計算分析....

圖3進汽導流環(huán)的計算邊界

表1進汽導流環(huán)材料性能Tab.1Materialpropertiesofinletflowguide溫度T/℃彈性模量E/GPa泊松比v線膨脹系數(shù)αT/℃-1202100.2881.02×10-56001380.3141.25×10-5如圖4....

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