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【摘要】 馬 克 數(shù) 據(jù) 網(wǎng) 本發(fā)明給出一種汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力在 線計(jì)算方法及等效應(yīng)力控制方法，可實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等 效應(yīng)力的在線計(jì)算及控制。如果汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的相對(duì)應(yīng)力 超過(guò)設(shè)定值，通過(guò)在線控制汽輪機(jī)主蒸汽的溫度變化率、汽輪 機(jī)的負(fù)荷變化率來(lái)減小汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的等效應(yīng)力，以減小 汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的低周疲勞壽命損傷。如果汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn) 子的相對(duì)應(yīng)力達(dá)到報(bào)警值時(shí)，發(fā)出報(bào)警，并在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)停 機(jī)，以減小汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的低周疲勞壽命損傷，達(dá)到控制 汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力并延長(zhǎng)高中壓轉(zhuǎn)子使用壽命的技 術(shù)效果。 【專利類型】發(fā)明申請(qǐng) 【申請(qǐng)人】上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院 【申請(qǐng)人類型】企業(yè) 【申請(qǐng)人地址】200240上海市閔行區(qū)劍川路1115號(hào) 【申請(qǐng)人地區(qū)】中國(guó) 【申請(qǐng)人城市】上海市 【申請(qǐng)人區(qū)縣】閔行區(qū) 【申請(qǐng)?zhí)枴緾N200610030244.X 【申請(qǐng)日】2006-08-21 【申請(qǐng)年份】2006 【公開(kāi)公告號(hào)】CN1908381A 【公開(kāi)公告日】2007-02-07 【公開(kāi)公告年份】2007 【授權(quán)公告號(hào)】CN100370116C 【授權(quán)公告日】2008-02-20 【授權(quán)公告年份】2008.0 【IPC分類號(hào)】F01D21/00 【發(fā)明人】史進(jìn)淵; 楊宇; 鄧志成; 孫慶 【主權(quán)項(xiàng)內(nèi)容】1.一種汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力在線計(jì)算方法及等效應(yīng)力控制方法，其方法為： 第一流程：確定汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力修正系數(shù) 第一步：采用簡(jiǎn)化模型計(jì)算名義等效應(yīng)力σne 采用現(xiàn)有技術(shù)的差分法離線計(jì)算汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)，把有中心孔的汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)化為等厚壁圓筒模型，把無(wú)中心孔轉(zhuǎn)子簡(jiǎn)化為等直徑圓柱模型，采用差分法計(jì)算簡(jiǎn)化模型的溫度場(chǎng)；采用現(xiàn)有技術(shù)的解析公式計(jì)算轉(zhuǎn)子外表面的名義離心應(yīng)力、名義蒸汽壓應(yīng)力和名義熱應(yīng)力，汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子外表面名義等效應(yīng)力σne的計(jì)算公式為： 式中： σθt-轉(zhuǎn)子外表面名義切向離心應(yīng)力 σθp-轉(zhuǎn)子外表面名義蒸汽壓應(yīng)力 σθth-轉(zhuǎn)子外表面名義切向熱應(yīng)力 σzth-轉(zhuǎn)子外表面名義軸向熱應(yīng)力； 第二步：采用有限元模型離線計(jì)算等效應(yīng)力σeqa 采用現(xiàn)有技術(shù)，對(duì)于同型號(hào)汽輪機(jī)同一根高中壓轉(zhuǎn)子，按照實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸建立兩維或三維有限元模型，給定與步驟一相同的汽輪機(jī)的蒸汽溫度、壓力、轉(zhuǎn)速和功率等的變化條件，采用數(shù)值計(jì)算方法，得出高中壓轉(zhuǎn)子外表面相同部位的等效應(yīng)力σeqa； 其特征在于， 第三步：確定瞬態(tài)等效應(yīng)力修正系數(shù)ki 對(duì)于汽輪機(jī)某一種啟動(dòng)過(guò)程、停機(jī)過(guò)程或負(fù)荷變動(dòng)過(guò)程的某一瞬態(tài)時(shí)刻ti，計(jì)算等效應(yīng)力修正系數(shù)ki： ki＝σeqa/σne 第四步：確定等效應(yīng)力修正系數(shù)k的計(jì)算公式 汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力的修正系數(shù)k與汽輪機(jī)主蒸汽壓力P0、汽輪機(jī)主蒸汽溫度t0、汽輪機(jī)工作轉(zhuǎn)速n、汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子體積平均溫度θm和汽輪機(jī)非穩(wěn)態(tài)過(guò)程(啟動(dòng)過(guò)程、停機(jī)過(guò)程或負(fù)荷變動(dòng)過(guò)程)起始時(shí)刻高中壓內(nèi)缸金屬監(jiān)測(cè)溫度θ0等5個(gè)物理量有關(guān)。按照θ0≤100℃和θ0＞100℃，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)和多元回歸技術(shù)，得出以下高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力的修正系數(shù)k的計(jì)算公式： 當(dāng)θ0≤100℃時(shí) k＝A1+B1PD+C1t0+D1n+E1θm+F1θ0 θ0＞100℃時(shí) k＝A2+B2PD+C2t0+D2n+E2θm+F2θ0 以上兩個(gè)公式中A1、B1、C1、D1、E1、F1和A2、B2、C2、D2、E2、F2的取值示于表1： [表1] 系數(shù)??取值范圍??A1??1.004062～1.404062??B1??-8.690503×10-3～-7.690503×10-3??C1??4.334444×10-4～5.334444×10-4??D1??-1.404386×10-4～-1.004386×10-4??E1??3.420135×10-5～4.420135×10-5??F1??2.829305×10-4～3.829205×10-4??A2??1.342736～1.742736??B2??-1.249599×10-2～-0.849599×10-2??C2??-1.356659×10-3～-0.956659×10-3??D2??-3.826461×10-5～-2.826461×10-5??E2??-6.262553×10-4～-5.262553×10-4??F2??1.109901×10-3～1.509901×10-3 第二流程：汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力在線計(jì)算及控制 第五步：采用簡(jiǎn)化模型在線實(shí)時(shí)計(jì)算名義等效應(yīng)力 采用現(xiàn)有技術(shù)的等厚壁圓筒或等直徑圓柱的簡(jiǎn)化模型，在線實(shí)時(shí)計(jì)算汽輪機(jī) 高中壓轉(zhuǎn)子外表面名義等效應(yīng)力σne； 第六步：在線實(shí)時(shí)計(jì)算等效應(yīng)力修正系數(shù)k 采用第四步得出的等效應(yīng)力修正系數(shù)K的計(jì)算公式，采用C語(yǔ)言編寫計(jì)算軟件，運(yùn)行在汽輪機(jī)的參數(shù)監(jiān)視與控制的計(jì)算機(jī)上，輸入在線監(jiān)測(cè)的汽輪機(jī)主蒸汽溫度t0、汽輪機(jī)工作轉(zhuǎn)速n、汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子體積平均溫度θm和汽輪機(jī)非穩(wěn)態(tài)過(guò)程即啟動(dòng)過(guò)程、停機(jī)過(guò)程或負(fù)荷變動(dòng)過(guò)程，起始時(shí)刻高中壓內(nèi)缸金屬監(jiān)測(cè)溫度θ0，實(shí)時(shí)計(jì)算得出汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力修正系數(shù)k； 第七步：在線實(shí)時(shí)計(jì)算等效應(yīng)力修正值σeq 使用計(jì)算機(jī)軟件在線計(jì)算汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子外表面等效應(yīng)力的在線修正值σeq： σeq＝k×σne 第八步：確定轉(zhuǎn)子材料控制極限應(yīng)力σu 汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子材料控制極限應(yīng)力σu取工作溫度下材料的屈服強(qiáng)度σ0.2和轉(zhuǎn)子工作溫度下轉(zhuǎn)子材料工作1000小時(shí)的斷裂強(qiáng)度σfr的最小值： σu＝min{σ0.2；σfr} 第九步：確定相對(duì)應(yīng)力RS 汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子相對(duì)應(yīng)力RS為轉(zhuǎn)子外表面等效應(yīng)力在線修正值σeq與轉(zhuǎn)子材料控制極限應(yīng)力σu之比： RS＝σeq/σu 第十步：等效應(yīng)力的在線控制 在線計(jì)算相對(duì)應(yīng)力RS并與設(shè)定值比較，汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力的控制分為以下三種情況：若RS≤80％，汽輪機(jī)的主蒸汽溫度變化率和負(fù)荷變化率按《汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程》的規(guī)定數(shù)值操作；若80％＜RS＜100％，減小汽輪機(jī)的主蒸汽溫度變化率和負(fù)荷變化率，以減小汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的等效應(yīng)力；若100％≤RS＜105％，控制汽輪機(jī)的主蒸汽溫度變化率和負(fù)荷變動(dòng)率為0，以進(jìn)一步降低汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的等效應(yīng)力。 第十一步：等效應(yīng)力的在線報(bào)警和打閘停機(jī) 在線計(jì)算汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子的相對(duì)應(yīng)力RS，若105％≤RS＜125％，發(fā)出報(bào)警，30分鐘后跳閘停機(jī)；若RS≥125％，發(fā)出警報(bào)，1分鐘后跳閘停機(jī)。。 （來(lái)源 馬克數(shù)據(jù)網(wǎng)） 【當(dāng)前權(quán)利人】上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司; 國(guó)電投周口燃?xì)鉄犭娪邢薰?【當(dāng)前專利權(quán)人地址】上海市閔行區(qū)劍川路1115號(hào); 河南省周口市項(xiàng)城市天安大道東段369號(hào)國(guó)電投周口燃?xì)鉄犭娪邢薰?【專利權(quán)人類型】國(guó)有企業(yè) 【統(tǒng)一社會(huì)信用代碼】91310112133308156G 【被引證次數(shù)】17 【被自引次數(shù)】8.0 【被他引次數(shù)】9.0 【家族引證次數(shù)】4.0 【家族被引證次數(shù)】18

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