600MW汽轮机隔板蠕变寿命评估方法研究.pdf

上海交通大学
硕士学位论文
600MW汽轮机隔板蠕变寿命评估方法研究
姓名:胡柳欣
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:叶春
20090101
上海交通大学硕士学位论文摘要
600MW 汽轮机隔板蠕变寿命评估方法研究
摘要
随者国民经济的发展,火力发电厂的发电设备的安全性和稳定性受
到了越来越多的关注。某电厂现有 4 台单机容量为 600MW 亚临界燃煤汽
轮发电机组,自投运以来,在历次机组检修的隔板挠度试验中曾发现多
级隔板的刚性不够理想,这说明该机组在隔板的强度刚度的设计或材质
可能存在一定的缺陷。因此电厂在每次大修中对中压隔板的变形进行了
实际测量,发现透平侧中压缸 11 级(以下简称 T11 级)的隔板变形量
较大,比较上一次检修,隔板的塑性变形达到了 ,这从国内机组
的标准来看显得偏大,给机组的安全运行带来不确定因素。为了了解和
评估中压隔板长期运行尤其是对一个大修期内的安全性,本文就隔板在
高温下蠕变的变形过程及机理进行了分析研究。
首先,本文对 4 号机组的 T11 级隔板的叶型、内外环进行现场测绘,
并在大修后启动过程中测量了汽缸的缸胀、轴胀和差胀,同时收集了汽
轮机机组在服役期内的运行统计参数和历次检修记录和试验数据,这些
工作对中压隔板评估建模提供了可靠的基础数据。
其次根据测绘数据建立气动和隔板强度计算模型,采用收集到的隔
板和静叶的有关材料特性和力学性能计算在集中作用力(模拟隔板试验
工况)下的隔板静态变形量,最大应力位置并与隔板试验数据比较,用
计算结果对计算模型及有关材料特性数据进行修正完善,确定了本次计
算的有效模型和材料特性数据。在建立隔板计算模型后,再通过计算结
果和实际塑性变形量的比较,校核蠕变参数,最终得到合理的隔板评价
I
上海交通大学硕士学位论文摘要
模型。
最后,利用校核得到的蠕变参数预测隔板在未来一段时间的蠕变过
程,得出在 30 年内的运行寿命中,机组正常运行时动静部件之间不会发
生碰磨,所以可以不用更换隔板的结论,节约了维修费用。
本文的研究提出了根据机组历次大修记录的变形数据和有限元计
算相结合得到材料蠕变参数的方法。采用该方法不但可以有效解决蠕变
参数与材料材质以及制造时工艺流程紧密相关带来的难于准确确定参
数的问题,而且还可以在机组未来的运行过程中,随时跟踪和修正隔板
蠕变情况,获得更精确的结果。该研究结论可以应用到其它电厂,对汽
轮机或燃气轮机高温部件的蠕变寿命的评估提供了一种实用方法,具有
通用性。

关键词:汽轮机,隔板,寿命评估,蠕变
II
上海交通大学硕士学位论文 Abstract
The METHOD Research Of Evaluation of 600MW Steam Turbine’s
Creep life
Abstract
With the development of the national economy, The security and
stability of equipments of thermal power plants has been attached greater
importance increasingly. For example,some diaphragm’s stiffness less is
found in heavy maintenance since units put into service in the thermal
power plant to be provided with four 600MW Subcritical Coal-fired
turbine-generator units. So the design of diaphragm may have some defects.
As a result, the deformation of diaphragm is tested by power plant in every
times heavy maintenance. And the 11th diaphragm has been found that it
exist a deformation of , which seems abnormally large by the current
standard. It may bring about some uncertainties or hidden troubles to the
uni