核电半速机组模拟轴系与弹簧隔振基础联合振动试验台设计

提出了一种轴系与弹簧隔振基础联合振动试验台的设计思路,以某百万千瓦级核电半速机组为原型,根据几何尺寸比拟及动力特性相似原则,成功搭建了原型机组尺寸1/10的试验台,为考察试验台设计合理性进行了初步调试.结果表明:试验台轴系转速可达10 000r/min以上,运转过程中轴振、瓦振、润滑油温度和压力等参数均正常可控,其变化趋势符合设计预期,且系统各部件在调试检查中均未出现异常,基本满足设计安全性要求;瓦振峰值转速与轴振峰值转速存在一定差异,且部分瓦振峰值转速与弹簧隔振基础顶板模态测试频率一致,说明弹簧隔振基础对轴系振动特性的影响不容忽视;初步调试结果为保障试验台后续试验研究的安全可靠运行奠定了基础.

某1000MW等级核电半速机组弹簧基础的设计与振动实测

某核电站汽轮发电机组是我国第一个国产化1 000MW等级核电半速机组,由国内电力设计院第一次自主设计的弹簧基础.半速机组的一个重大问题,是基础的固有频率容易与机组的额定转速产生共振.共振问题有两种解决方案:一种是美国与日本采用大质量基础抑制共振;另一种是欧洲采用低调谐弹簧基础使基础固有频率远小于机器激振频率以避开共振.弹簧基础的核心技术是大型有限元动力与静力分析,有限元分析的基本条件是瑞利假设.机组投运后,基础台板振动实测核实了瑞利条件的正确性.实测振动符合国际、国内与制造厂家所有标准要求,证明了弹簧基础设计的可靠与完善.某核电半速机组弹簧基础的成功,为我国核电站汽轮发电机的安全运行打下了坚实的基础.

百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子轴承支撑刚度的研究

建立了汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型,采用三维有限元软件Ansys分析了使用弹簧基础的百万等级核电半速汽轮发电机组低压转子落地式轴承座的刚度,并在此基础上计算和分析了轴承座刚度在一定范围内变化时对大型汽轮机低压转子临界转速的影响.结果表明:利用汽轮机低压转子落地式轴承座刚度分析有限元模型计算得到的低压转子轴承座刚度与经验数值量级相同,但大小有一定差异.汽轮机低压转子临界转速对低于一定数值的落地式轴承座支撑刚度变化更敏感,因此在设计时应保证足够大的轴承座刚度.

电力系统大扰动对百万千瓦级半速核电机组轴系扭振的影响评估

大容量核电机组对设备安全性有更高的要求,进行轴系扭振考核计算时有必要考虑更全面、更复杂的因素。为克服采用短路力矩方程的局限性,提出一个单机无穷大母线系统,作为轴系扭振考核计算的研究系统。经过推导分析,指出在标幺值形式下,核电半速机组轴系扭振模型与全速机组轴系扭振模型是一致的。对一台1 100MW核电半速机组在几种典型扰动下的最大扭应力进行计算和比较,发现120°误同期合闸激发的扭振情况最严重。因此,建议把误同期合闸和机端短路一起作为核电半速机组轴系扭振考核计算的工况。

大型半速核电发电机转子轴系的扭振疲劳损耗

利用电力系统机网相互作用数字仿真程序MANDISP,专门对某大型核电半速机组发电机转子轴系扭振疲劳特性展开研究,计算大机组的轴系扭振频率、典型电网扰动冲击情况下的扭应力以及扭振疲劳寿命损耗等重要技术参数。并将其与现有行业标准进行对比分析,用于指导该发电机组轴系设计。

AP1000三菱核电半速汽轮发电机组固定基础与弹簧基础动刚度的探讨

AP1000三菱核电半速汽轮发电机组采用弹簧基础后,会不会影响机组的轴系临界转速?这是汽轮机工程师希望回答的一个关键问题.在计算机组轴系临界转速时,轴系支承刚度是轴承油膜刚度(包括轴承座刚度)与基础支承刚度的串联和.对固定基础,往往会给人基础的支承刚度为无穷大的感觉.其实这个概念不确切,因为振动是动态问题,牵涉到固有频率(特征值)与模态振型(特征向量)等动态概念,不能用静态概念解决.确切的概念应该用基础的动刚度,而不是静刚度,所以固定基础的支承刚度并不是无穷大.为此,在对弹簧基础进行优化设计后,进行了10～50Hz范围内AP1000三菱机组固定基础与弹簧基础的动刚度的对比计算分析.计算结果表明,弹簧基础与固定基础的动刚度都是有限值,频域曲线相互交错,数量级相同,最小值都容易做到大于2×106kN/m,符合Siemens与Alstom公司的要求.由此可以期望弹簧基础基本不会改变机组的轴系临界转速.另外,介绍怎样对弹簧基础进行优化设计,使其动刚度在10～50Hz频域范围内都大于2×106kN/m.