超临界锅炉启动汽水分离器应力分析及数值模拟
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- 文章编号: 10006761( 2007) 06 868 04
超临界锅炉启动汽水分离器应力分析及数值模拟
刘 彤, 史 飞, 孙保民, 黄其励
(华北电力大学 能源与动力工程学院;电站设备状态监测与控制教育部重点实验室, 北京 102206)
摘 要: 对超临界锅炉汽水分离器变工况下的应力场进行了分析计算, 探讨了在高温高压条件下
蠕变变形与应力间的关系, 以及存在弹性变形、 塑性变形和蠕变变形时应力的计算, 并使用
ANASYS 对某超临界锅炉汽水分离器进行了数值模拟。结果表明: 在结构不连续处, 即汽水分离器
入口附近, 局部应力最大;在机组启动初始阶段,此处的应力幅很大; 而在稳定运行时,此处的应力
绝对值很大,但震荡幅度很小。
关键词: 能源与动力工程;锅炉; 汽水分离器;蠕变;棘轮现象; 数值模拟
中图分类号: TK223. 4 文献标识码: A
Stress Analysis and Simulation of a Supercritical Boiler s
Starting Water Separator
LIU Tong , SHI Fe i , SU N Baomin, HU ANG Qili
( MOE s Key Lab of Power Equipment s State Monitoring and Control, Col lege of Energy and Po wer
Engineering, North China Universi ty of Electric Power, Bei jing 102206, China)
Abstract: The s tres s field in a supercri tical boi ler s water separator, under varying operating condi t ions, is calculated
and analyzed. The relationship between creep and stress at high temperature is discussed toge ther with s tres s calculations
under the condi t ion of coe xis t ing elas t ic s train, plas tic strain and creep. The water separator of a certain supercri t ical
boiler has been numerically simulated with ANASYS. Results indicate tha t local stress is larges t at places, where the
structure ge ts discont inuous, i. e. in the vicini ty of the separator s inlet. The s tress ampl itude gets very large during the
f i rst stage of starting, whi le during steady operation, i t is the absolute value of s tres s that gets very large, with but very
smal l vaci llations.
Key words: energy and power engineering; boi ler; water separator; creep; phenomenon of ratchet wheel; numerical
simulat ion
收稿日期: 2006 12 10
作者简介: 刘 彤( 1963 ) , 女, 教授, 研究方向为: 锅炉寿命监测
和管理、 锅炉整体 CAD开发及利用。
超临界电站锅炉中汽水分离器长期工作在高
温、 高压的恶劣环境下,承受压力和温度的持续作用
和周期性交变作用, 会产生疲劳、 蠕变及其它们之间
的交互作用。由于难于更换, 其寿命也就影响了锅
炉的整体寿命。因此, 通过从 DCS 系统获得的温
度、 压力、 负荷等简单参数, 分析汽水分离器的应力
情况,并通过数值模拟变工况下的应...
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