基于流场换热的阀壳瞬态温度场分析及强度评估

文章基于浸入边界法,对汽轮机阀壳进行了流场分析,得到了阀壳在不同开度下的换热系数场和温度场,根据机组启停曲线分析了阀壳瞬态温度场,并在循环热载荷和压力载荷下的得到了阀壳在启停过程的低周疲劳和长时运行时的高温蠕变,为研制更加安全、高效的汽轮机阀壳提供了重要理论依据。

一种烟盒丝带自动粘贴装置

目的:针对不破坏精美外包装的前提下,如何便捷拿取高档烟盒中烟包的问题,研制了一种包装盒丝带自动粘贴装置,包括机架。方法:该类丝带自动粘贴装置需要经历点胶、热风以及粘贴按压等流程,各个工序流程接替进行。结果:最终将达到烟盒中的丝带通过自动化的方式粘贴在高档烟盒的内外壁上,达到消费者拉动丝带就会更加便捷拿取烟盒里面烟包的效果。结论:该类装置借助于自动化操作的特点,相较于传统的丝带粘贴装置具有高效率,节约成本以及提高工作空间利用率的优势。

吹砂填海地质下的组合式吊打锤击沉管灌注桩施工技术

为避免沉管灌注桩施工过程出现带笼浮笼及拔空管现象,依托具体工程,在吹砂填海的复杂地质条件下,通过对沉管灌注桩工艺进行改进,发明了一种组合式吊打锤击沉管灌注桩施工技术。通过对相关关键技术的研究应用,显著提升了桩基础施工质量、节约了工期。该技术具有很强的可复制性,施工中获得的数据和经验可供相关工程参考。

分析解决600 MW汽轮机三段抽汽温度高的问题

针对土耳其EREN电厂2号汽轮机运行中存在三段抽汽温度高的问题进行重点分析和论证。2021年3月,对2号机组A级检修,设备解体过程中,以修前原因分析为导向,检查中压内缸与中压1号持环之间的配合轴向密封面存在明显大量漏汽痕迹。对轴向密封面配合间隙进行测量,最大间隙达到0.96 mm,严重超标。此缺陷非常隐蔽,高参数(566℃)再热蒸汽将会直接进入三抽腔室,是造成三抽温度高的重要原因。针对此缺陷制订解决方案并实施,检修后,三抽温度从修前的530℃下降到了471.6℃,基本达到设计值。通过对此缺陷成功解决案例的分析论证和总结,为解决同类机组相似缺陷和问题提供了良好的经验借鉴。

汽轮机红套环筒形高压内缸设计制造与检修的技术研究

介绍了汽轮机红套环筒形高压内缸的设计、制造与检修的几项关键技术,包括红套环筒形高压内缸的常规设计方法、有限元分析设计方法、实际过盈量的制造过程保障方法和红套紧力的检修监控方法。提出了红套环筒形高压内缸额定负荷稳态工况和起动与停机瞬态工况下的强度设计方法、额定负荷稳态工况下的蠕变设计方法和起动与停机瞬态工况下高压内缸中分面严密性的设计方法,给出了某电厂600 MW超临界汽轮机筒形高压内缸的红套环设计数据,以及高压内缸制造与检修过程增加垫片厚度的应用实例,并分析了高压内缸开裂的原因。结果表明:合理增加红套环与高压内缸间的垫片厚度,既可以保证红套环与高压内缸首次装配的实际过盈量达到设计要求,又可以保证红套环的红套紧力与高压内缸的严密性处于受控状态。

中年人睡眠相关行为与高血压关系的病例对照研究

为探讨中年人睡眠相关行为与高血压发病风险之间的关系。本研究采用1：1匹配的病例对照研究法；资料收集方法采用问卷调查法；资料处理分析采用t检验及多元条件Logistic回归模型分析法。结果显示中年人病例组与对照组睡眠质量存在显著性差异（t=6．19，P〈0．05）。（1）睡眠相关行为（每日睡眠不足、夜间睡眠不足、睡眠时点延迟、睡眠质量差、入睡困难、每周入睡困难次数增加及打鼾等因素）多元条件Logistic回归模型的OR值和95％CI分别为[（OR=5．07，95％CI：3．12～8．21）；（OR=5．57，95％CI：3．43～9．04）；（OR=2．27，95％CI：1．49～3．47）；（OR=2．17，95％CI：1．60～2．94）；（OR=3．36，95％CI：1．47～7．69）；（OR=1．55，95％CI：1．08～2．24）；（OR=2．69，95％CI：1．86～3．88）]。（2）适当午睡为（OR=0．85，95％CI：0．74～0．98）。（3）早起与否（OR=1．40，95％CI：0．87～2．20）。因此（1）中年人睡眠相关行为与高血压发病密切相关，每日睡眠不足、夜间睡眠不足、睡眠时点延迟、睡眠质量差、入睡困难、每周入睡困难次数增加及打鼾等因素可能为高血压发病的危险因素；（2）中年人适当午睡可能是高血压发病的保护性因素；（3）是否早起与高血压发病关系尚不清晰。

基于主动间隙控制系统的高压涡轮机匣试验

为研究某型主动间隙控制(Active Clearance Control,ACC)系统的工作特性,设计并搭建了高压涡轮机匣试验台。依据高压涡轮机匣的热环境分析结论,采用了控制温度的方式模拟热源。通过对该试验方案的误差分析及不同工况的重复性试验分析,对该试验方案进行了验证,并进行了有无ACC系统、不同热源温度下机匣温度场与位移场的测试。试验结果表明:在ACC系统未作用时,机匣径向热变形随温度增加近似线性增长,每升高1℃机匣径向热变形在3.5μm左右;在ACC系统作用时,温度场在周向出现"山峰"分布,位移场的周向不均度增大,最大周向不均匀度为335μm,并观察到壁面流区与泉流区呈现"IOI"状的交错分布现象。通过对不同工况下试验数据的分析,得出了ACC系统工作效率与机匣热变形率呈负相关的结论。

多层涡轮机匣内螺栓对换热特性影响的试验研究

针对叶尖间隙主动控制系统的高压涡轮多层机匣,研究了机匣内部斜向冲击高肋结构中,定位螺栓对机匣换热特性的影响规律。试验中改变孔平均雷诺数-Re(2543~7121)、螺栓直径与冲击孔直径比D d(2.67,4.13,5.33)、螺栓间距与冲击孔直径比S d(23.2,30.7,45.2)等参数,获得了不同工况下螺栓安装面局部和平均Nu数变化规律,并整理出对应的经验关系式。研究中发现,安装螺栓的存在,显著增强了机匣表面的局部换热效果,但是平均换热系数的提升幅度有限。研究结果表明,在本文试验参数范围内,当保持螺栓间距比不变时,增加螺栓直径可以有效强化机匣表面的换热系数,如当螺栓直径比D d由2.67增加到5.33时,螺栓周围机匣表面平均Nu数增加幅度达20%~30%。当螺栓直径比保持不变的工况中,螺栓间距比S d为30.7时机匣表面平均Nu数达到最大值,但是螺栓间距比参数对机匣表面换热系数影响相对较小,平均Nu数的变化幅度在10%以内。

高压涡轮瞬态叶尖径向运行间隙计算分析

为了改善现代航空发动机整体性能和可靠性,将热分析和结构分析耦合起来,以航空发动机从地面启动到巡航这一过程为研究对象,对涡轮转子进行瞬态叶尖径向运行间隙计算分析。在计算中考虑了材料、温度和离心载荷的非线性,以及惯性力和温度的复杂的边界条件,分别对叶片、轮盘和机匣的变形进行计算和分析,进而得出涡轮叶尖径向运行间隙的变化规律以及与试验相符合的计算结果。该计算分析方法为涡轮叶尖径向运行间隙的概率分析和优化设计奠定了基础。

1000MW超超临界汽轮机高压外缸蠕变强度的分析

以1 000MW超超临界汽轮机高压外缸为研究对象,通过引入Norton-Bailey材料蠕变本构方程和Cocks-Ashby多轴韧度系数,对汽缸轴对称二维模型的温度场、应力场和CA蠕变等效应变分布进行了计算,找出了结构设计中不合理区域并提出相应的结构改进方案.结果表明:经改进的高压外缸结构设计是合理的;CA蠕变等效应变计算结果均小于推荐考核标准,该1 000MW超超临界汽轮机高压外缸的高温蠕变应变强度能够满足设计要求.

阀座圆角半径对汽轮机高压阀壳高温蠕变应力的影响

采用有限元计算方法分析了稳态额定负荷工况下汽轮机阀座圆角半径对高压阀壳蠕变应力的影响。计算分析结果表明,在蠕变的初期,阀座圆角半径增大时,阀壳蠕变应力明显减小;进入稳态蠕变期后,蠕变应力趋于一个常数;不同阀座圆角半径情况下,稳态蠕变应力差别并不大;改变阀座圆角半径,其他部位蠕变应力基本保持不变。

大型空冷汽轮机关键技术及解决策略研究

针对大型空冷汽轮机背压和排汽温度随环境温度变化的运行特点,指出了末级叶片变工况问题、低压内缸严重变形以及低压轴承箱变形导致轴承标高不断变化等关键难点。根据多年来空冷汽轮机的设计实践,提出了高阻尼结构末级长叶片、落地式低压缸和落地式轴承等设计技术,设计制造了空冷汽轮机,圆满解决了以上难题,在实际运行中安全高效。

600MW汽轮机高压调节汽阀典型故障分析与处理

介绍了600 MW汽轮机高压调节汽阀容易发生的阀门反馈LVDT信号错误,门杆防转销松动、断裂及阀芯脱落,伺服阀故障,快速卸荷阀工作不正常等典型故障的现象与判定方法,分别分析了造成上述故障的原因,同时给出了相应的处理措施及处理过程中的注意事项。

蜗壳用钢板WDL610A应用特性研究

通过大量的试验及与国外同种钢板的对比 ,探讨了该钢板的成分设计、常温及低温性能、热处理等 。

双转子涡扇发动机碰摩振动特征研究

针对某双转子涡扇发动机转子叶片-机匣碰摩振动问题,建立了新型叶片-机匣碰摩的力学模型。将所提出的碰摩模型应用于某型发动机转子-支承-机匣整机模型中,开展了高压涡轮转子叶片和高压涡轮机匣的碰摩仿真分析。分析结果表明:碰摩导致整机振动值较大幅度的增大,同时伴随着高压转子倍频和高低压组合频振动成分。对某发动机整机试车振动数据分析表明:其振动偏大主要是由于工作过程中转子和静子机匣的热变形不协调导致的高压涡轮转子叶片和高压涡轮机匣的碰摩引起的,主要特征表现为振动总量和高压基频振动的增大,同时伴随明显的高压2倍频振动和高低压组合频振动。仿真分析结果与发动机实测振动数据基本一致。

基于六西格玛设计的高压涡轮机匣优化设计

结合航空发动机高压涡轮机匣优化设计绿带项目,通过对高压涡轮机匣结构因素的优化,改善了转子与静子间的热匹配特性,保证了该型涡轮小叶尖间隙设计,阐述了六西格玛设计的方法和工具在航空发动机预先研究中的运用。通过应用客户需求分析、产品质量屋模型和试验设计分析等,确定了机匣的关键设计因子和传递函数,并通过仿真计算表明设计满足产品使用要求。采用的方法具有通用性,对航空发动机同类产品的六西格玛设计具有一定的指导作用。

高真空下低压转子振动故障处理方案研究及应用

在高真空条件下,大型汽轮机组容易出现低压外缸变形引起动静碰磨导致的振动问题,现场采取的降低真空措施会影响机组的经济性。因此,采用有限元方法,建立了某型600MW机组低压外缸的有限元模型,计算了额定背压和极端背压下汽缸的变形量。提出了低压外缸内外部的加固方案,并建立低压外缸加固后的有限元模型,求解了加固后极端背压下外缸的变形量。计算结果表明,加固效果显著。将研究结果应用于某型600MW机组,实践结果表明:低压外缸经过内外部加固后,在高真空条件下不再出现低压转子碰磨导致的振动问题。对加固后低压外缸的固有频率进行了实际测量,确保可避开共振频率,证明了加固后不会引起汽缸共振。此措施兼顾到高真空条件下机组的安全性和经济性,为高真空条件下因低压缸变形而导致振动问题的处理提供参考。

冲击距离对涡轮外环表面温度影响的初步研究

为分析涡轮外环具体结构对温度的影响,在确定的流动与边界条件下,以某型发动机高压涡轮外环为研究对象并进行一定简化,应用3维数值模拟手段计算和分析了不同冲击距离对外环温度最大值及分布的影响,在综合考虑外环温度水平和分布均匀程度的约束下给出了冲击距离的最优值为冲击孔距离的6.5倍。具有较为实用的工程指导意义。

GH4169合金单/双层靶板高温高速冲击数值仿真

航空发动机机匣包容性是保障发动机安全、可靠工作的必要要求,涡轮机匣受到飞脱叶片撞击时处于高温环境下,因此如何考虑高温环境对机匣包容性的影响至关重要。针对涡轮机匣典型的GH4169高温合金材料,在LS-DYNA中采用Johnson-Cook本构模型和Thermal-constant关键字开展了单/双层靶板在常温与高温下抗冲击能力的数值仿真方法研究。仿真结果在弹片剩余速度与弹片损失动能上与试验吻合度很高,在损伤形貌上略有差异;6mm间距的双层GH4169靶板的包容性能强于4mm间距的双层靶板,包容性能增强主要表现为外层靶板吸收的能量增多,而内层靶板吸收的能量差异不大。所提出的数值仿真可用于不同工作温度下的机匣包容性分析。

配H级汽轮机整体内缸高温螺栓共轭换热研究

建立了配H级汽轮机高中压整体内缸所在高中压模块的共轭换热数值模型,并且基于整体的稳态计算结果建立了高温螺栓工作区域的局部共轭换热模型。得到了各高温螺栓工作区域的温度场、流场以及各高温螺栓的工作温度,并将其与传统有限元方法所得的结果进行了对比。结果表明,采用共轭换热的数值分析方法能够更加准确全面地对螺栓工作温度进行研究,其研究结果对于目前的工程应用具有重要的指导意义。