2014年第10期
东北电力技术
NORTHEAST ELECTRIC POWER TECHNOLOGY 俄制800MW汽轮机组中压转子
带额定负荷时的强度分析
赵宗彬，孙鹏，张磊，张俊杰，赵东亮，秦志文3
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（1.神华国华（北京）电力研究院有限公司，北京100025；2.神华国华绥中发电有限公司，辽宁绥中125222；
3.中国科学院工程热物理研究所，北京100080）
摘要：俄制800MW汽轮机组存在中压转子弯曲间题，运用有限元方法，计算机组实际运行中振动最大的中压转子在额定工况下的温度场及离心应力、温度应力等，分析该机型中压转子弯曲的根本原因，为确定消除中压转子弯曲技术方案提供科学依据。研究表明，在不平衡质量的偏心距工况下，综合加载的等效应力分布基本一致，最后一级轮盘中
心孔处等效应力较大，而不平衡离心力对最大等效应力的数值和分布影响都较小。关键词：汽轮机；中压转子；强度分析
[中图分类号］TM311［文默标志码］A［文章编号］1004-7913(2014100047-04
Strength Analysis of Medium Pressure Rotor with Rated Load for
Russia-made800MWSteamTurbine
ZHAO Zong-bin', SUN Peng', ZHANG Lei', ZHANG Jun-jie', ZHAO Dong-liang , QIN Zhi-wen
(1. Shenhua Guohua (Beijing) Electric Power Research Institute Co., Lad., Beijing 100025, China;
2. Shenhua Guohua Suizhong Generation Co., Lid., Suizhong, Liaoning 125222, China; 3. Institute of Engineering Thermophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China)
Abstract: Finite element method is used to calculate the temperature field, centrifugal stress and thermal stress to solve the problems of medium pressure rotor bending. The results show that, on different unbalanced centrifugal force, the von mises stress distribution is almost the same, and the maximum stress is at the bottom of the last wheel, whereas unbalanced centrifugal force has little effect on the value and distribution of the maximum von mises stress.
Key words: Steam turbines; Medium pressure rotors; Strength analysis
国内外轴系破坏事故调查结果显示，汽轮机轴系破坏主要由机组运行中突然产生转子弯曲导致的不平衡引起，因此，需就转子弯曲对转子温度场、应力场的影响进行深入研究，明确不平衡影响，为确定消除中压转子弯曲技术方案提供科学依据(1-3)。
针对目前国内仅有的2台俄制800MW超临界汽轮机组进行转子弯曲对机组安全性影响的研究，对机组实际运行中振动最大的中压转子进行温度场及应力场计算分析。在第2次A级检修中，发现中压转子弯曲严重超标，进行了直轴处理[4-6]。同类机组的调研中也发现中压转子在机组投运一段时间后普遍发生不同程度的弯曲。因此，通过对中压转子应力场的计算，分析该机型中压转子弯曲的根本原因和对轴系安全性的影响，为确定消除中压转
万方数据
子弯曲技术方案提供科学依据。 1有限元模型的建立
由于实际转子模型结构复杂，细微结构众多，不能完全建模分析，根据对计算结果影响小即可忽略的原则，需进行一定的简化处理(7-1]。
a由于各级轮盘气动载荷及转子自身重力对转子静强度影响小，因此可忽略转子自身重力及轴向气流力影响，只考虑转子离心力、温度载荷及不平衡离心力。
b.由于实际模型叶片众多，且叶片模型复杂，接触关系众多，无法完全建模模拟，因而将转子轮盘计算外半径取为轮盘的实际外径，并综合考虑气流对叶片及叶片平台等的换热，在计算半径处取综合等效换热系数进行模拟，将叶片的离心力载