300MW鍋爐啟動(dòng)過程汽包應(yīng)力分析與疲勞計(jì)算.pdf

1、高參數(shù)、大容量參與調(diào)峰的機(jī)組啟停和變負(fù)荷過程中，較快的升壓和降壓以及蒸汽溫度變化均會(huì)使鍋爐汽包材料所承受較大的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力化，而頻繁交變的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力將使金屬材料產(chǎn)生的疲勞損傷增大，縮短鍋爐汽包的使用壽命。因此開展對(duì)鍋爐汽包的相關(guān)研究工作，包括鍋爐汽包的瞬態(tài)溫度場(chǎng)和瞬態(tài)應(yīng)力場(chǎng)分布，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行汽包的低周疲勞壽命計(jì)算等，對(duì)提高機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性具有重要的指導(dǎo)意義。
　　本課題以某發(fā)電廠300MW單元機(jī)組的HG10

2、25/18.2/540/540-PM2型亞臨界自然循環(huán)鍋爐的汽包為仿真研究對(duì)象，在獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)該汽包的瞬態(tài)溫度場(chǎng)、瞬態(tài)應(yīng)力場(chǎng)、強(qiáng)度計(jì)算和低周疲勞壽命等方面開展了多學(xué)科的交叉研究。文章主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了探討。
　　首先，本文建立了該汽包結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)域的有限元模型，然后利用采集的數(shù)據(jù)作為計(jì)算的邊界條件，采用三維有限元理論，運(yùn)用國(guó)際通用大型有限元分析軟件ANSYS，對(duì)機(jī)組汽包的瞬態(tài)溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和總應(yīng)力（熱和

3、機(jī)械的耦合應(yīng)力）進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。
　　其次，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，找出了汽包應(yīng)力最大值的位置，并求出了危險(xiǎn)點(diǎn)機(jī)械應(yīng)力和總應(yīng)力與蒸汽壓力的比例關(guān)系。應(yīng)用ANSYS程序提供的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)汽包的局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。作為對(duì)前面工作的總結(jié)，根據(jù)ANSYS程序的二次開發(fā)功能介紹了汽包瞬態(tài)應(yīng)力分析專用程序的開發(fā)過程。
　　論文最后引用ANSYS三維有限元瞬態(tài)分析的結(jié)果進(jìn)行了鍋爐汽包低周疲勞壽命計(jì)算，并與傳統(tǒng)算法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較