ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Определение термонапряженного состояния корпусов стопорных клапанов из "Исследование мощных паровых турбин на электростанциях " Корпус стопорного клапана современной паровой турбины является одним из ответственнейших узлов, определяющих ее маневренные характеристики и надежность. Поэтому нет необходимости доказывать актуальноаь подобных исследований. [c.211] Рассмотрим характерные особенности экспериментально-расчетных исследований на примере исследования термонапряженного состояния корпуса стопорного клапана мощной паровой турбины. [c.211] Необходимость выполнения таких исследований была продиктована тем обстоятельством, что при плановых ревизиях турбин были обнаружены трещины в зоне углового стыкового шва, с помощью которого соединяются трубопроводы свежего пара с корпусом клапана. Необходимо было выявить причины трещинообразования, разработать мероприятия по повышению надежности корпусов стопорных клапанов. Перед исследователями стояла задача выяснить причину трещинообразования является ли данный дефект конструктивным недостатком, следствием некачественного заводского изготовления или причина скрыта в условиях эксплуатации Следует отметить, что передача на корпус клапана больших нерасчетных усилий со стороны присоединенных трубопроводов, большие температурные перепады по толщине присоединенных труб и в корпусе стопорного клапана вследствие отклонений от заводской инструкции при пусках из различных тепловых состояний могут быть причинами трещинообразования. [c.211] Исходя из задач исследования, была разработана схема экспериментального контроля (рис. 6.14), согласно которой предусматривалось термометрирование корпуса стопорного клапана и тензометрирование патрубка в районе сварного шва. Термометрирование осуществлялось с помощью термопар повышенной надежности группы ТХА диаметром 0,7 мм. [c.212] А з 9 - разность температур между глубинной термопарой в патрубке и поверхностной на стенке корпуса в районе сварного шва. [c.212] На рис. 6.15 представлены эти температурные перепады во время пуска, нагружения турбины и ее работы на стационарной нагрузке. Из рисунков видно, что в начальный период пуска, когда клапан еще не прогрет, вышеуказанные разности температур составили соответственно А з 8 = 125 С А 9 8 = 50 С Д з э = 70 С, а расход пара в это время по нитке исследуемого клапана составил 120 т/ч. [c.212] По мере нагружения и, следовательно, прогрева корпуса стопорного клапана эти температурные перепады уменьшались и при N = Л ном номинальных параметрах свежего пара перепады соответственно составляли = 40 С = з-9 20 С. Такие температурные перепады не являются опасными с точки зрения напряженного состояния. [c.212] При работе на стационарной нагрузке в течение 103 ч при N = и параметрах свежего пара, близких к номинальным, перепады не увеличились, а практически остались теми же. [c.212] Расчетные исследования теплового состояния корпуса стопорного клапана выполнялись с целью получения данных для оценки и анализа термонапряженного состояния на режимах работы, наиболее жестких с точки зрения перепадов температур металла клапана сравнения расчетных и экспериментальных данных, полученных при пусках турбины из различных тепловых состояний подтверждения правильности задания граничных условий теплообмена на расчетных режимах работы турбины. [c.214] На рис. 6.16 для примера представлено температурное поле стопорного клапана на номинальном стационарном режиме. [c.215] В начальньй период пуска из холодного состояния, когда температура металла ниже температуры насыщенного пара на поверхностях, омываемых средой, необходимо учитывать теплоту конденсации. В этом случае а = 8000 10000 ккал/(м -ч- С) оценивается по рекомендациям [150]. [c.216] При расчете сопротивлений участков, включающих зазоры с воздухом, используют эффективный коэффициент теплопроводности воздуха. [c.216] Граничные условия по воздуху определяются с учетом слоя изоляции с коэффициентом теплопроводности X = 0,2 ккал/(м-ч С), а для воздуха принимался X = 0,13 ккал/(м -ч- С). [c.216] При проведении сравнения расчетных и экспериментальных данных по пуску из холодного состояния необходимо учитывать теплообмен по поверхностям, омываемых протечками пара по штоку. [c.216] Температурные поля были получены в моменты достижения температуры пара 280°С (т = 1 ч), 450°С (х = 3 ч), 520 С (т = 4 ч 05 мин) и 540 С (т = 4 ч 45 мин). [c.216] Проводилось сравнение расчетных и экспериментальных данных. На рис. 6.17 для примера показано расчетное температурное поле стопорного клапана при пуске из холодного состояния в момент достижения температуры пара 530°С (т = 5 ч), там же нанесены экспериментальные данные. [c.217] На рис. 6.18 приведены результаты сравнения экспериментальных и расчетных данных по изменению температуры металла стопорного клапана при пуске из холодного состояния. [c.217] Расчетное температурное поле новой конструкции корпуса клапана на номинальном стационарном режиме показывает, что температурный перепад для зоны патрубок-корпус почти в 2 раза меньше (17°С против зге для исходной конструкции). Эта конструкция корпуса стопорного клапана позволяет обеспечить более равномерный прогрев клапана, особенно в зоне приварки трубопровода свежего пара к корпусу клапана. [c.219] Полученные расчетные и экспериментальные данные по тепловому состоянию корпуса стопорного клапана при различных режимах нагружения позволяют произвести расчет напряжений в корпусе стопорного клапана на этих режимах. [c.219] Вернуться к основной статье