隨著能源與社會用電結構的進一步轉變,峰谷差日益擴大。同時,可再生能源所占發(fā)電比例逐年增加,給我國電網的調峰和消納工作帶來了嚴峻考驗,造成了經濟損失和社會資源的浪費,這就要求火電機組關鍵設備具有更為快速的啟動和變負荷能力。對機組的冷態(tài)啟動和變負荷過程進行優(yōu)化,在滿足設備安全運行的必要前提下,提高機組的響應速度,對于提升大容量火電機組參與調峰的靈活性和解決新能源發(fā)電所產生的消納問題具有積極作用。本文以某660MW超超臨界汽輪機的高中壓模塊為研究對象,選擇具有針對性的網格劃分方法,建立轉子的二維有限元模型和內缸的三維有限元模型。對汽輪機在冷態(tài)啟動過程中的邊界條件進行合理假設和分析。采用Workbench有限元軟件計算在原冷態(tài)啟動過程中轉子和內缸的溫度以及應力變化情況,選定在啟動過程中六個應力較大部位（轉子和內缸各三個）作為數值計算的應力監(jiān)測點。結合汽輪機運行規(guī)程、各監(jiān)測點溫度和內缸應力水平,確定暖機時間和升負荷率的調整范圍,初步擬定四種對比方案。對采取不同方案的冷態(tài)啟動過程進行有限元模擬,得出超超臨界汽輪機高中壓轉子和內缸應力水平隨暖機時間和升負荷率的變化規(guī)律�；谝陨辖Y果,為進一步降低轉子... 

【文章來源】：上海發(fā)電設備成套設計研究院有限責任公司上海市

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

汽輪機高中壓內上缸汽輪機在熱耗保證工況下的主要參數如下：

第二章汽輪機啟動及變工況分析的數值計算理論18,,圓柱坐標下的剪應力。汽輪機零部件在穩(wěn)態(tài)額定負荷工況下的分析設計判據如下：≤0.2（2-13）式中：0.2汽輪機零部件所使用的金屬材料在溫度t下的屈服極限。汽輪機零部件瞬態(tài)變工況下的分析設計判據如下：≤0.2（2-14）式中：瞬態(tài)工況下汽輪機零部件出現的最大等效應力；當汽輪機零部件為鍛件時，取=2.0，當汽輪機零部件為鑄件時取=1.5。2.5高中壓轉子和內缸的有限元模型對研究對象進行建模是進行有限元分析的第一步，也是關鍵一步。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高中壓轉子及內缸的結構特點和復雜程度，確定轉子直接在Workbench自帶的Spaceclaim快速建模工具中建立二維幾何模型，內缸則選擇更為通用的UnigraphicsNX軟件進行三維實體建模。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對內缸完成實體建模后，再將該模型文件以常用的工業(yè)標準文件格式x_t格式導入Workbench軟件進行后續(xù)處理和計算[42~44]。圖2-2高中壓轉子的幾何模型該型號超超臨界汽輪機的高中壓轉子由1級調節(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，忽略汽缸內部的汽封等。由于轉子的結構特征以及邊界條件都對稱于中

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

【參考文獻】：
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本文編號：3589213