【摘要】：隨著全球氣候變暖、霧霾日益加重,全世界都希望能夠在經(jīng)濟增速不放緩的前提下,保持旺盛的電力供應(yīng)。在這一背景之下,核電成為目前中國市場上最清潔且廉價的常規(guī)火電替代產(chǎn)品之一。但是核電機組特別是百萬等級的核電機組,由于其低壓轉(zhuǎn)子跨度和直徑相較同等級的百萬常規(guī)火電機組而言更長、更大,所以整個軸系對于不平衡質(zhì)量更為敏感,僅靠末二級葉片稱重排序已經(jīng)無法滿足百萬核電汽輪機低壓轉(zhuǎn)子在制造廠內(nèi)的振速控制要求。本研究的目的是通過事先優(yōu)化輪盤不平衡質(zhì)量的矢量和,從而達到降低整個轉(zhuǎn)子在動平衡配重實驗前不平衡質(zhì)量的目的。在分析轉(zhuǎn)子各個截面徑向跳動量與整個轉(zhuǎn)子在工作轉(zhuǎn)速時的不平衡質(zhì)量或振動速度之間的關(guān)系基礎(chǔ)上,使用遺傳算法,優(yōu)化套裝輪盤的跳動量。首先對已有的樣本轉(zhuǎn)子跳動量進行不平衡質(zhì)量模擬,將實際的跳動量轉(zhuǎn)化為模擬軸振響應(yīng)曲線,通過動平衡實驗室實測響應(yīng)曲線與模擬響應(yīng)曲線進行對比,確認模擬程序的準確性;其次采用標準粒子群遺傳算法對套裝輪盤的跳動量進行優(yōu)化,實現(xiàn)降低轉(zhuǎn)子不平衡矢量和的目的;再次針對標準粒子群算法的局限性,采用改進粒子群算法,進一步優(yōu)化套裝輪盤的跳動量;最后對優(yōu)化輪盤不平衡質(zhì)量后的樣本轉(zhuǎn)子進行實際振速響應(yīng)測試,將優(yōu)化后的模擬振速響應(yīng)和實測結(jié)果對比,驗證該動平衡優(yōu)化技術(shù)的可靠性,為以后的生產(chǎn)實踐提供一定借鑒意義。本文提出了一種套裝轉(zhuǎn)子的主動平衡新方法,通過事先調(diào)整輪盤安裝角度,在不改變現(xiàn)有加工設(shè)備和轉(zhuǎn)子配重修正面的情況下,降低生產(chǎn)系統(tǒng)中的累計不平衡量,顯著減少動平衡配重實驗所需的時間和配重量,大大提高生產(chǎn)效率,降低動平衡反復(fù)啟停產(chǎn)生的不必要成本,該技術(shù)可在發(fā)電設(shè)備的動平衡上推廣應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP18;TM623
【圖文】：

圖 2 核電機組結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Nuclear power unit structure轉(zhuǎn)子作為核電機組常規(guī)島的關(guān)鍵部件，不論是加工過程還是電廠運行都對其高速動態(tài)不平衡量有著嚴格的要求。一般由多個部件（多級輪盤、兩端聯(lián)軸器、成百上千的葉片）裝配而成，在裝配過程中需要保證各個零部件的回旋圓心與其中心軸的回旋圓心一致。本文是以西門子 KWU 型汽輪機的低壓轉(zhuǎn)子作為課題載體，西門子大型核電汽輪機結(jié)構(gòu)有別于美國 GE 公司和法國 Alstom（現(xiàn)其能源部門已被 GE 收購）的地方是其采用套裝輪盤的轉(zhuǎn)子。西門子之所以在其低壓轉(zhuǎn)子上采用這種結(jié)構(gòu)，主要是因為其解決了其他公司無法解決的應(yīng)力腐蝕裂紋問題。經(jīng)過超過 3 百余萬小時的累計運行時間和 7 百余次的檢修，可以說從實際運行業(yè)績來看，西門子套裝輪盤結(jié)構(gòu)低壓轉(zhuǎn)子未出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕引發(fā)的疲勞裂紋問題。而 Alstom 自上世紀 70年代初開始設(shè)計投運的 28 臺沖動式核電汽輪機，同樣采用過紅套結(jié)構(gòu)，但在經(jīng)過 4 萬小時的運行后，部分套裝轉(zhuǎn)子出現(xiàn)了裂紋，轉(zhuǎn)而采用焊接轉(zhuǎn)子。套裝轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于：由于各部件尺寸小，因此供應(yīng)商選擇面廣，交貨周期短；鍛件

圖 3 徑向跳動測量示意圖Fig.3 Radial run-out measurement schematic精密回轉(zhuǎn)體的機械運行精度和高速回轉(zhuǎn)體的機械運行安全主要取決于旋回轉(zhuǎn)體徑向跳動度。劉占生教授等[6]提出了矢量相減法來抑制回轉(zhuǎn)件外圓誤對其不平衡矢量的影響，該方法可以使得電渦流非接觸式位移傳感器所測信號中的表面形貌誤差信號抵消，從而減少了徑向跳動對動平衡精度的影。2004 年郭玉璽教授和杜云崗教授[7]具體分析了車輪制造精度對平衡品質(zhì)

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本文編號：2717198