Исследование прогибов корпуса паровой турбины мощностью 73 МВт, работающей в составе парогазовой установки

Паровые турбины мощностью 60…73 МВт для парогазовых установок с целью обеспечения надежности блока и по технико-экономическим причинам стремятся выполнить в виде однокорпусного агрегата. Опыт показывает, что турбина в этом случае имеет длинный корпус с большим тепловым прогибом в рабочем состоянии. Возникает аварийная ситуация, при которой возможно разрушение вала и подшипников. Однако в научной литературе сравнительно мало сведений об оценке величины тепловых прогибов корпусов турбомашин. В данном исследовании определены прогибы корпуса паровой турбины мощностью 73 МВт, работающей в составе парогазовой установки. Исследование состоит из двух частей. В первой части методом перемещений, разработанным авторами на основе метода Мора, определен прогиб холодного корпуса турбины. Во второй части рассчитан прогиб корпуса в рабочем (нагретом) состоянии. Численный эксперимент проводился в программной среде Solid Works с помощью модуля SW Simulation. Исследование показало, что тепловой прогиб корпуса турбины значительно больше прогиба холодного корпуса и существует реальная опасность задевания ротора за корпус. Для нормальной работы турбины необходимо увеличение жесткости корпуса, например, с помощью продольных ребер на его верхней части. Проведенные расчеты показали, что установка ребер уменьшает прогиб. Результаты исследований могут быть использованы при разработке конструкций корпусов паровых турбин парогазовых установок.

Литература

[1] Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Москва, Изд-во МЭИ, 2002. 574 с.

[2] Костюк А.Г., Фролов В.В. Турбины тепловых и атомных электрических станций. Москва, Изд-во МЭИ, 2001. 488 с.

[3] Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин. Москва, Изд-во МЭИ, 2000. 479 с.

[4] Волоховская О.А., Бармина О.В. Об особенностях колебаний роторов, имеющих первоначальный прогиб. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2013, № 4, с. 26–34.

[5] Емельянов И.Т., Кузнецов А.В. Напряженное состояние оболочечных конструкций при локальных нагрузках. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2014, № 1, с. 53–59.

[6] Локощенко А.М., Агахи К.А., Фомин Л.В. Ползучесть балок при изгибе в агрессивных средах. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2013, № 4, с. 70–75.

[7] Парсегов Э.А., Тулинов Е.А. Методика расчета охлаждаемого внутреннего корпуса высокотемпературной турбины. Сб. ст. Разработка научных основ проектирования электростанций с высокотемпературными паровыми турбинами. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009, с. 206–214.

[8] Сидоров А.А., Петров Д.С. Особенности конструкции паровых турбин на сверхкритические параметры с охлаждаемой проточной частью. Сб. ст. Разработка научных основ проектирования электростанций с высокотемпературными паровыми турбинами. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009, с. 256–271.

[9] Сидоров А.А. Определение перемещений способом нового представления интеграла Мора. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. 19 с.

[10] Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 592 с.