【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(jì)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(guó)市場(chǎng)上最清潔且廉價(jià)的常規(guī)火電替代產(chǎn)品之一。但是核電機(jī)組特別是百萬(wàn)等級(jí)的核電機(jī)組,由于其低壓轉(zhuǎn)子跨度和直徑相較同等級(jí)的百萬(wàn)常規(guī)火電機(jī)組而言更長(zhǎng)、更大,所以整個(gè)軸系對(duì)于不平衡質(zhì)量更為敏感,僅靠末二級(jí)葉片稱(chēng)重排序已經(jīng)無(wú)法滿足百萬(wàn)核電汽輪機(jī)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(guò)事先優(yōu)化輪盤(pán)不平衡質(zhì)量的矢量和,從而達(dá)到降低整個(gè)轉(zhuǎn)子在動(dòng)平衡配重實(shí)驗(yàn)前不平衡質(zhì)量的目的。在分析轉(zhuǎn)子各個(gè)截面徑向跳動(dòng)量與整個(gè)轉(zhuǎn)子在工作轉(zhuǎn)速時(shí)的不平衡質(zhì)量或振動(dòng)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(pán)的跳動(dòng)量。首先對(duì)已有的樣本轉(zhuǎn)子跳動(dòng)量進(jìn)行不平衡質(zhì)量模擬,將實(shí)際的跳動(dòng)量轉(zhuǎn)化為模擬軸振響應(yīng)曲線,通過(guò)動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)響應(yīng)曲線與模擬響應(yīng)曲線進(jìn)行對(duì)比,確認(rèn)模擬程序的準(zhǔn)確性;其次采用標(biāo)準(zhǔn)粒子群遺傳算法對(duì)套裝輪盤(pán)的跳動(dòng)量進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)子不平衡矢量和的目的;再次針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的局限性,采用改進(jìn)粒子群算法,進(jìn)一步優(yōu)化套裝輪盤(pán)的跳動(dòng)量;最后對(duì)優(yōu)化輪盤(pán)不平衡質(zhì)量后的樣本轉(zhuǎn)子進(jìn)行實(shí)際振速響應(yīng)測(cè)試,將優(yōu)化后的模擬振速響應(yīng)和實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比,驗(yàn)證該動(dòng)平衡優(yōu)化技術(shù)的可靠性,為以后的生產(chǎn)實(shí)踐提供一定借鑒意義。本文提出了一種套裝轉(zhuǎn)子的主動(dòng)平衡新方法,通過(guò)事先調(diào)整輪盤(pán)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(jì)不平衡量,顯著減少動(dòng)平衡配重實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間和配重量,大大提高生產(chǎn)效率,降低動(dòng)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(dòng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP18;TM623
【圖文】：

圖 2 核電機(jī)組結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Nuclear power unit structure轉(zhuǎn)子作為核電機(jī)組常規(guī)島的關(guān)鍵部件，不論是加工過(guò)程還是電廠運(yùn)行都對(duì)其高速動(dòng)態(tài)不平衡量有著嚴(yán)格的要求。一般由多個(gè)部件（多級(jí)輪盤(pán)、兩端聯(lián)軸器、成百上千的葉片）裝配而成，在裝配過(guò)程中需要保證各個(gè)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(mén)子 KWU 型汽輪機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子作為課題載體，西門(mén)子大型核電汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)有別于美國(guó) GE 公司和法國(guó) Alstom（現(xiàn)其能源部門(mén)已被 GE 收購(gòu)）的地方是其采用套裝輪盤(pán)的轉(zhuǎn)子。西門(mén)子之所以在其低壓轉(zhuǎn)子上采用這種結(jié)構(gòu)，主要是因?yàn)槠浣鉀Q了其他公司無(wú)法解決的應(yīng)力腐蝕裂紋問(wèn)題。經(jīng)過(guò)超過(guò) 3 百余萬(wàn)小時(shí)的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和 7 百余次的檢修，可以說(shuō)從實(shí)際運(yùn)行業(yè)績(jī)來(lái)看，西門(mén)子套裝輪盤(pán)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(wèn)題。而 Alstom 自上世紀(jì) 70年代初開(kāi)始設(shè)計(jì)投運(yùn)的 28 臺(tái)沖動(dòng)式核電汽輪機(jī)，同樣采用過(guò)紅套結(jié)構(gòu)，但在經(jīng)過(guò) 4 萬(wàn)小時(shí)的運(yùn)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(shì)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(dòng)測(cè)量示意圖Fig.3 Radial run-out measurement schematic精密回轉(zhuǎn)體的機(jī)械運(yùn)行精度和高速回轉(zhuǎn)體的機(jī)械運(yùn)行安全主要取決于旋回轉(zhuǎn)體徑向跳動(dòng)度。劉占生教授等[6]提出了矢量相減法來(lái)抑制回轉(zhuǎn)件外圓誤對(duì)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(cè)信號(hào)中的表面形貌誤差信號(hào)抵消，從而減少了徑向跳動(dòng)對(duì)動(dòng)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(chē)輪制造精度對(duì)平衡品質(zhì)

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2717198