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汽轮机旁路阀门阀体温度场和应力场分析

稿件来源:《热能动力工程》2011年02期 期刊  作者:林鹏 点击:1852次 发布时间:2019-11-18
 
【摘要】

  采用有限元分析方法对某330MW电站机组的汽轮机旁路阀门进行模拟分析。在其备用工况和操作工况下,分析了阀门阀体的温度场和应力场,由此得出不同工况下温度场及其对应的应力场的变化规律,其中备用工况下温度场及其对应的应力场的变化规律,其中备用工况下阀门入口处阀体温度梯度最大,综合应力值随着开启时间的延续先降后升随后又降低,直至稳定,应力最大值出现在368.5s,为85.6Mpa;并对汽轮机旁路阀门的安全性进行了分析评价......


【正文试读】

1 引 言

汽轮机旁路系统是与汽机并联的蒸汽减温减压 系统。它由旁路阀门、控制系统、执行机构以及旁路 蒸汽管道组成,其作用是将锅炉产生的蒸汽不经过 汽轮机而引到下一级压力和温度的蒸汽管道或冷凝 器。旁路系统的蒸汽减温减压阀长期工作再高温高 压条件下,在服役过程中可能会产生蠕变、热疲劳、 过热氧化、渗碳以及腐蚀等现象,这会使材料性能劣 化并缩短使用寿命[1 ~3]。 采用有限元分析方法对汽轮机旁路阀门阀体在 备用工况、操作工况下的温度场、热应力场、压应力 场以及等效综合应力场进行模拟,并对阀体的安全 性进行评估,所得结论可为汽轮机旁路阀门的设计 和选型提供参考[4 ~6]。
2 阀门的运行工况和几何模型

汽轮机旁路阀门的运行工况分为两个工况,即 备用工况和操作工况。当旁路阀门处于备用状态 ( 即关闭状态) 时,阀门前后的蒸汽是不流动的,停 滞在管内的蒸汽将不断的向环境散热,在经过 80 ~ 90 h 后,降低到对应压力下的饱和温度。此时,阀门阀体的温度分布将受到饱和蒸汽轴向导热的影 响。当汽轮机启、停以及负荷调节时,旁路阀门将打 开,进入操作工况,此时高温高压的蒸汽将对阀体进 行瞬态的热冲击。因此,汽轮机旁路阀门长期工作 在高温高压的环境下,常常出现松弛和蠕变的现象。 在此计算分析中,不考虑阀门开启时可能产生的气 锤等高压冲击现象。


 
 
【关键词】:旁路阀门,有限元, 温度场,应力场
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