汽轮机转子应力论文

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式 中： ｖ 一柏松 比； ｋ 一内外径之 比。 因叶轮产生的切向应力 ：
作者简介 ： 尉万红（ １ ９ ７ ２ 一 ） ， 男， 工程师 ， 从事 火力发 电厂的生产技 术管理 工作 ， 主要研 究方向是汽轮机的节能管理分析 。
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可得 由于 （ 一 ） 的热 冲击导致转子温 ）
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式 中： ｍ一柏松 比的倒数 ； ｒ ｉ 一转子 内径 ； ｒ ２ 一转子外径 ； （ ｏ 一转动角 速度 。转子 中心孔表面离心力包 括两项 ： 转轴旋转 时 自重引起 的切 向离心力和 由于叶轮所 产生 的切 向离心力 。 旋转时 ， 转轴 自 重引起 的切 向离心力 为 ：
（ ４ ）
据上式求得 由于热 （ 冷 ）冲击在转子外表面产生 的热应力为 ： 壁
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上式可表示为 ａ ｃ － Ａ ￣ Ｔ ｅ 的形式 。Ａ由材料 的尺寸 及物性参数 决定 ， △ 丁 为蒸 汽与金 属表面 的温差 ， Ｂ为应力 的衰减 系数 ， Ｔ为 时 间 。由此可见 ， 影响冲击应力的因素为蒸汽与金属 的温差 以及材料 的温度 。 ３转子离心力的计算 汽轮机转子外 表面叶轮根部 向轴面过渡区离心力计算表达式 ：
时也 会 发生 。
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试论汽轮机起动过程温升分配对转子热应力的影响梁天赋摘要：转子热应力的分析，是汽轮机做功传输效率探究的主要分支，是提升机械做功效率，减少机械做功损耗的主要研究领域。

基于此，本文对转子热应力的分析，主要从汽轮机起动过程温升分配计算模型的视角，对转子热应力的相关因素进行归纳，以达到优化汽轮机结构设计，促进现代机械做功效率提升的目的。

关键词：汽轮机；起动温升分配；转子热应力引言机械传输是现代社会发展的主要动力来源，是社会能源供应体系不断完善的基础。

随着社会工业研究技术的不断创新，机械传输体系也在实践中不断整合。

除了实现机械整体动力技术的升级，逐步向着数字化的方向发展，同时也要注重机械动力源的功率转换情况探究，逐步形成动力传输低损耗，高比例应用的模式，这也是逐步机械设备做功恒常性传输的基础性保障。

一、转子热应力计算模型解析（一）对称性温度场计算模型转子热应力是汽轮机做功的传输主要元件，通常而言，转子热应力的产生是一组对称的力，转子做功速率与温度传输速率相同。

简单来说，就是汽轮机启动时，转子能够将外部不均匀动力条件，转换为同等的热源条件，转子这一动力传输做功的规律，应用计算公式将其表示出来为：γT/γtr=λ/pc（γ2T/γz2+γ2T/γr2+1/rγ2T/γz）。

其中γ为材料热导率，T为时间，r为半径，z为坐标值。

经过计算的数据如果呈现规律状态，则说明转子做功速率稳定，如果转子做功速率不稳定，则转子做功速率则不稳定[1]。

稳定性温度场计算模型，是汽轮器启动过程中温度分配评价最为直接的计算分析方式。

（二）应力场计算模型汽轮机启动过程中，转子热应力的分析测定，也可以通过应力场计算得到。

但与转子温度场的计算模型不同的是，应力场的计算的规律，是按照应力双趋向拉伸动态的模式进行分析，其分析模型中，一部分是转子做功初期运转的曲线变化，另一方面是平稳转动期间周期运转计算。

其计算模型稳的表达式为：1）δ=Eε（δ<δx）；2）δ=δx+Eε（ε-εx）（δ>δx）。

燃气轮机周向拉杆转子拉杆应力分析和改进设计刘昕;袁奇;欧文豪【摘要】为优化燃气轮机的拉杆组合式转子中拉杆的结构,提高转子运行安全性,建立了含10根周向均布拉杆的10级轮盘转子模型,设置了8组拉杆凸肩与拉杆孔的静态安装间隙,采用三维接触非线性有限元方法分析了拉杆应力随转速、凸肩静态安装间隙量的变化关系.在此基础上,比较了相同间隙量下凸肩数等跨距加倍和不等跨距加倍对降低拉杆应力的效果,进一步研究了各凸肩等跨距时跨距变化对拉杆应力的影响.结果表明:拉杆凸肩与拉杆孔的静态安装间隙量不影响拉杆在正常工作状态下的应力,但是影响转子升速时拉杆最大应力;随着转速升高,拉杆最大应力在不同的转速区域内存在特定变化规律;增加凸肩数、减小凸肩跨距能够有效减小拉杆最大应力,与不等跨距增加拉杆凸肩数的改进方案相比,等跨距方案降低应力效果更显著.该结论可为燃气轮机的拉杆组合式转子设计提供参考.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2016(050)010【总页数】7页(P104-110)【关键词】燃气轮机转子;周向拉杆;拉杆凸肩;应力;改进设计【作者】刘昕;袁奇;欧文豪【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;ABB(中国)有限公司,100015,北京【正文语种】中文【中图分类】TK14燃气轮机是一种高温、高压燃气推动旋转机械,具有高效、洁净、安全等特性。

作为当前重型燃机转子的主要结构形式,组合式拉杆转子具有重量轻、冷却好、易装配以及轮盘材料选择灵活等优点。

周向拉杆转子作为最常用的组合式拉杆转子[1],各轮盘需要通过拉杆预紧组合而成,拉杆结构形式、预紧力选取、凸肩布置方式等会对转子整体动力学特性产生较大影响。

凸肩作为燃气轮机周向拉杆上的重要结构,其主要作用是在燃气轮机旋转时保持与轮盘接触,防止拉杆弯曲变形过大或振动过于剧烈。

目前对于燃气轮机的拉杆组合式转子,国内外发表的论文研究较多的方向是拉杆预紧力的选取原则[2-4]及其对转子动力学特性的影响[5-6],同时还有一部分学者从转子整体设计和应力应变角度进行数值模拟和实验研究:Janssen等介绍了西门子公司重型燃气轮机中心拉杆和Hirth齿连接的转子设计原则和设计中的应力评估、振动分析、转子装配和试验测试[7];上海汽轮机厂通过理论计算和试验研究了609燃机拉杆的应力情况[8];袁奇等通过理论和有限元分析计算了拉杆装配和卸载时的变形量,并分析了影响相对变形量的因素[9];李雪鹏等利用有限元模型对拉杆上含初始裂纹的组合转子进行裂纹扩展分析,得到了组合转子固有频率随裂纹尺寸的变化规律[10];Das对GE7FA转子进行了实际载荷下的三维有限元分析,得到了稳态下转子的应力分布和拉杆不同位置在加载过程中的应力变化情况[11]。

汽轮机焊接转子接头残余应力研究三：125MW及1000MW汽轮机低压焊接转子产品残余应力蔡志鹏;曹彬;潘际銮;刘霞;乔尚飞;沈红卫【摘要】在测试转子模拟件外圆、内圆、剖面处热处理前后的残余应力分布的基础上,在研究弹性槽对根部打底焊缝处残余应力的影响以及盖面焊缝下方4～5层焊道处残余应力的分布的基础上,测试了125 MW及1 000MW实际火电低压焊接转子接头处的残余应力.结果表明,实际产品残余应力的分布与模拟件相似,数值更小;不同结构均承受- 120 MPa左右的轴向压缩应力,切向应力可被忽略.相关结果对掌握焊接转子残余应力分布提供了重要参考.【期刊名称】《热力透平》【年(卷),期】2012(041)001【总页数】6页(P54-59)【关键词】焊接转子;残余应力;125 MW;1000 MW;低压转子;模拟件【作者】蔡志鹏;曹彬;潘际銮;刘霞;乔尚飞;沈红卫【作者单位】清华大学机械工程系,北京100084;清华大学机械工程系,北京100084;清华大学机械工程系,北京100084;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海200240;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海200240;上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂,上海200240【正文语种】中文【中图分类】TK263.61在第一、第二部分中已经对按照实际生产过程加工的模拟件热处理前后的残余应力进行了比较系统的测量和统计，应该说模拟件的残余应力水平和分布能够在相当程度上近似产品接头处的残余应力状态，但毕竟环形模拟件与实际产品焊接接头处的拘束度存在明显差异。

模拟件与实际产品残余应力的水平到底有多大差异，需要通过在实际产品中的测量研究获得［1－7］。

1 000 MW超超临界火电汽轮机低压焊接转子是具有相当制造难度且影响重大的产品，是代表上海汽轮机厂相关产品制造水平和能力的标志性产品之一，可作为核电低压焊接转子制造的有益参考。

本部分以小孔法测量了125 MW常规火电低压焊接转子和1 000 MW超超临界火电低压焊接转子焊接区的残余应力，并与模拟件的残余应力进行了比较，相关结果可作为核电低压焊接转子焊接区的残余应力状态和水平的预估，并为超超临界火电焊接低压转子的制造及服役安全性评价提供参考。