Оценка ползучести корпуса регулирующего клапана турбины при повышеной температуре пара
Ключові слова:
система парораспределения, турбина, расчет, температура корпуса, напряженно-деформированное состояние, ползучестьАнотація
Рассматривается влияние температуры подаваемого пара на рабочие и прочностные характеристики при ползучести корпуса регулирующего клапана паровой турбины К-325. В настоящее время клапаны эксплуатируются при подаче пара с давлением 24 МПа и температурой 540°С. Выполнен анализ влияния повышения температуры подаваемого пара до 565°С. Исследование проводилось в связи с возможным повышением температуры пара для увеличения мощности турбины. Температура и давление пара на стенки корпуса определяются на основе численного решение уравнений Навье-Стокса в трехмерной постановке. Установлено, что повышение температуры подаваемого пара мало влияет на характер распределения температуры и давления на стенки корпуса клапана. Температурные поля и давление пара на стенки корпуса клапана используются для дальнейшего решения задач прочности корпусов регулирующих клапанов турбины К-325 на стационарном режиме работы. Численно определяется напряженно-деформированное состояние корпуса клапана паровой турбины на стационарном режиме роботы. Задача решалась методом конечных элементов в трехмерной постановке. Результаты показали, что максимальные упругие напряжения на внешних поверхностях наблюдаются в районе верхнего перехода входного патрубка. На внутренних поверхностях максимальные величины упругих напряжений наблюдаются в зоне патрубков перед регулирующими клапанами. Определено, что повышение температуры подаваемого пара до 565°С незначительно влияет на напряженное состояние корпуса клапана. Ползучесть корпуса рассчитывалась с использованием модели неявной ползучести с упрочнением, учитывающей переменную и постоянную составляющие ползучести. Оценено влияние температуры подаваемого пара на ползучесть корпуса клапана. Результаты свидетельствуют, что повышение температуры подаваемого пара на 25°С приводит к повышению деформации ползучести в 2,3 раза после 200 тыс. ч. эксплуатации. Значения температур, давления и эквивалентных напряжений приводятся на поверхностях корпуса, а характеристики ползучести – в форме кривых для 540°С и 565°С.Посилання
Shul'zhenko N.G., Gontarovskij P.P., Zajcev B.F. Zadachi termoprochnosti, vibrodiagnostiki i resursa jenergoagregatov. Modeli, metody, rezul'tatyissledovanij. LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. 370 p. ISBN 978-3-8465-1493-1
Zaryankin A.Ye., Simonov B.P. Reguliruyushchiye i stoporno-reguliruyushchiye klapana parovykh turbin [Regulating and stop-regulating valves of steam turbines]. Moscow: Moscow Power Engineering Institute, 2005. 360 p.
Plotkin Ye.R., Leyzerovich A.Sh. Puskovyyerezhimyparovykhturbinenergoblokov [Start-up modes of steam turbines of power units]. Moscow: Energiya, 1980. 192 p.
Kolyadyuk A.S., Shulzhenko N.G., Babayev I.N. Chislennoye modelirovaniye techeniya para v regulirovochnom klapane turbiny [Numerical simulation of steam flow in a turbine control valve]. Vestnik dvigatelestroyeniya – Engine Building Bulletin. 2011. No. 2. P. 106-110.
Kolyadyuk A.S., Shulzhenko N.G., Yershov S.V. Techeniye para I raspredeleniye temperatury v sisteme paroraspredeleniya turbiny dlya razlichnykh rezhimov yeye raboty [Steam flow and temperature distribution in the steam distribution system of a turbine for various modes of its operation]. Aviatsionno kosmicheskaya tekhnika I tekhnologiya – Aerospace Technic and Technology. 2012. No. 7. P. 85-90.
Menter F.R. Eddy Viscosity Transport Equations and their Relation to k– the Model. NASA Technical Memorandum 108854. November. 1994.
Koliadiuk A.S., Shulzhenko M.H. Thermal and stress state of the steam turbine control valve casing, with the turbine operation in the stationary modes. Journal of Mechanical Engineering. 2019. Vol. 22, no. 2. P. 37-44. ISSN 0131-2928.
Shulzhenko N.G., Kolyadyuk A.S. Otsenka polzuchesti korpusa reguliruyushchego klapana parovoy turbiny K-325 [Evaluation of the creep of the control valve body of the K-325 steam turbine]. Visnyk NTU «KhPI». Seria Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia – Bulletin of the NTU "KhPI": Power and Heat Engineering Processes and Equipment. 2014. No. 11. P. 125-131.
Shulzhenko N.G., Kolyadyuk A.S. Ocenka vlijanija formy kamery na techenie para I na polzuchest' korpusa regulirujushhego klapana turbiny. Problemy mashinostroenija. 2015. № 3 P. 45-53. ISSN 0131-2928.
