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热力透平 2009年第2期38卷 142-144,93页

作者：黄海跃上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200030 上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂上海200240

介绍了转子应力控制在DEH程序中的实现方式。通过转子应力计算理论分析,建立了用于DEH程序的计算和控制转子应力的方法,通过ATC初始化程序的计算,该DEH程序可适用于采用不同转子结构的所有不同类型的机组。实际应用表明,转子应力控制在... 详细信息

介绍了转子应力控制在DEH程序中的实现方式。通过转子应力计算理论分析,建立了用于DEH程序的计算和控制转子应力的方法,通过ATC初始化程序的计算,该DEH程序可适用于采用不同转子结构的所有不同类型的机组。实际应用表明,转子应力控制在DEH中的应用是可行和有效的。

关键词：西屋转子应力控制 DEH

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大型汽轮机转子传热和热应力计算的研究

大型汽轮机转子传热和热应力计算的研究

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作者：唐军上海交通大学

学位级别：硕士

汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机。与其他形式的原动机(如蒸汽机、汽油机、柴油机等)相比,汽轮机具有单机功率大、热经济性高、运行安全可靠、可利用多种燃料和使用寿命长等优点。因此,汽轮机被广泛用于常规火电发... 详细信息

汽轮机是将蒸汽的热能转换成机械能的一种旋转式原动机。与其他形式的原动机(如蒸汽机、汽油机、柴油机等)相比,汽轮机具有单机功率大、热经济性高、运行安全可靠、可利用多种燃料和使用寿命长等优点。因此,汽轮机被广泛用于常规火电发电厂和核电站中拖动发电机来生产电能。另外,汽轮机可以设计成变转速运行,用于直接驱动给水泵、风机和船舶的螺旋桨等。可见,汽轮机是非常重要的动力机械设备,在国民经济中起着极其重要的作用。转子是汽轮机的关键部件,也是运行过程中最脆弱的部件。机组在启动过程中,随着蒸汽参数(温度、压力、流量等)发生较强烈的变化,将在转子上产生巨大的交变热应力,并导致转子因低周疲劳损伤而出现裂纹,可见,热应力是启动过程需要控制的关键因素。为了调峰机组的安全和经济启动,就必须对启停及负荷变化等过程中的热应力进行监测和控制。在计算机广泛应用的今天,利用微机在线监控转子的热应力,就能为机组的优化启动提供有效的手段和科学的依据, 从目前的技术条件看,直接测量高速转动的转子内外表面的温差是十分困难的,只能按照传热学的原理,建立数学模型,以蒸汽的汽温、汽压、放热系数及金属材料的物理特性为计算原始数据,利用微机进行转子温差、热应力的跟踪计算。汽轮机自动控制就是以启动过程汽轮机转子的热应力为启动速度的判断依据,优化机组的启动过程。本论文在阅读和总结大量国内外文献的基础上,对大型汽轮机ATC系统进行了全面和系统的阐述,并根据汽轮机原理和大量运行实践,深入剖析了汽轮机转子温度分布计算和应力计算的核心内容,分别详细推导了高压缸转子和中压缸转子的温度分布计算模型,给出了实现细节,分析了转子寿命和应力之间的关系,这些工作为以后汽轮机的优化控制奠定了坚实的基础。针对两种类型的转子,即T型根槽式(T-Root Groove)转子和侧进式(Side-Entry Groove)沟槽转子,本文分别推导了计算其相应应力的计算模型。从这些模型可知,转子表面应力的大小是与相应的有效温差成正比的。所以,在一定的转子材料情况下,对应力的控制问题可以转变为对有效温差的控制。考虑到实际汽轮机转子的温度分布计算十分复杂,影响因素很多,如果采用多维计算模型,势必导致计算量巨大,难以满足实时在线的要求,因此合理的简化模型是必要的。本文还给出了影响转子温度分布的详细的转子导热模型。目前对实际运转的汽轮机转子,采用直接的应力检测还有比较大的困难,但通过某些温度点的检测以及模型的计算,控制其有效温差,同样可以达到对应力控制的要求,从而实现对汽轮机从启动、变负荷、停机等全过程的自动控制,并可在此基础上进行优化。

关键词：转子温度分布转子应力控制汽轮机自动控制

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核电厂汽轮机热应力控制技术的研究

核电厂汽轮机热应力控制技术的研究

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作者：黄海跃上海交通大学

学位级别：硕士

高效发展已经成为国家的核电发展战略,核电汽轮机的自动控制技禾也越来越引起制造商及业主的关注。在国外核电汽轮机先进控制的引进、消化、吸收的基础上,开发具有自主知识产权的控制系统,对于国家核电发展具有重要的意义。区别于常规... 详细信息

高效发展已经成为国家的核电发展战略,核电汽轮机的自动控制技禾也越来越引起制造商及业主的关注。在国外核电汽轮机先进控制的引进、消化、吸收的基础上,开发具有自主知识产权的控制系统,对于国家核电发展具有重要的意义。区别于常规火电厂的汽轮机组,核电汽轮机组具有转子大、饱和蒸汽湿度高、蒸汽流量大等特点，决定了转子承受的机械应力大、腐蚀引起的热疲劳应力大,而在升功率、降功率和事故工况下，往往采用机跟堆模式,转子将承受大的热负荷及负荷变化,因此转子应力的监测和控制是核电汽轮机组的技术关键,其决定汽轮机组的可靠性,从而影响反应堆运行的安全性。论文在分析研究核电厂汽轮机组工艺特性和力学性的基础上,通过建立转子的应力计算模型,研究转子应力计算和应力控制及转子应力的监控方法,从而实现在保证核电厂反应堆安全运行条件下汽轮机控制系统的研发。本文主要做了以下几个方面的工作：1.在分析汽轮机工艺特点及转子应力的机理模型的基础上,建立应力计算模型,并针对目标机组特点,研究确定了转子应力计算模型的参数。2.基于转子应力的机理模型,提出确保在核电机组运行安全条件下应力极限的计算方法,给出了转子表面应力极限数值,以实现不引起转子表面热疲劳裂纹条件下,满足机组启停次数的要求。3.提出转子应力控制和监控的方法,并研究了转子应力控制和监控在汽轮机控制程序中的实现方法。实现了在不超过许可的转子应力条件下的汽轮机快速起动,以确保核电汽轮发电机组运行安全性和经济性。4.根据运行经验,研究了核蒸汽供应系统中主蒸汽控制策略的优化,以改善转子应力控制性能。论文研究成果在C2核电厂汽轮机组的转子热应力监视和控制系统得到了成功的就用以及验证,这也标志具有自主知识产权的汽轮机组在核电领域首次得到成功应用,论文研究将为自主产权的汽轮机技术在型核电厂的应用奠定了基础。

关键词：核电汽轮机 DEH控制系统转子应力监视转子应力控制

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