1000MW直接空冷機(jī)組排汽管道整體應(yīng)力分析.ppt

1000mw直接空冷機(jī)組 排汽管道caesar ii整體應(yīng)力分析,北京國電華北電力工程有限公司,目 錄 1. 概述 2. carsar ii整體應(yīng)力分析目的和主要內(nèi)容 3. 原始參數(shù)的確定 4. 排汽管道布置 5 caesar ii整體應(yīng)力分析計(jì)算 6 結(jié)論和建議,1.概述 1.1 排汽管道在整個(gè)空冷島中的重要性： 排汽管道是空冷島重要的系統(tǒng)和部件 其管線布置是否合理，強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是否滿足設(shè)計(jì)和使用要求，直接關(guān)系到電廠運(yùn)行的可靠性和安全性 排汽管道的布置及阻力特性直接影響背壓，進(jìn)而影響電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性 1.2 國內(nèi)外1000mw空冷機(jī)組無運(yùn)行業(yè)績 我們以已完成初步設(shè)計(jì)的1000mw機(jī)組為依托，進(jìn)行空冷自主化設(shè)計(jì)，目前已完成排汽管道的設(shè)計(jì)研究，其中包括： 流體特性分析研究管道布置的依據(jù) caesar ii整體應(yīng)力分析 有限元分析,2. carsar ii整體應(yīng)力分析目的和主要內(nèi)容 2.1 目的 (1) caesar ii整體應(yīng)力分析的必要性 caesar ii與發(fā)電廠其它常規(guī)汽水管道應(yīng)力分析軟件不同： 1) 可以進(jìn)行帶有補(bǔ)償器的排汽管道應(yīng)力分析計(jì)算； 2) 功能強(qiáng)大：可進(jìn)行基礎(chǔ)差異沉降的計(jì)算；可考慮支架摩擦力的計(jì)算、可進(jìn)行非線形約束支架的計(jì)算； 3) 工況組合靈活：可根據(jù)用戶需要進(jìn)行各種工況的組 合 4)目前已在國際、國內(nèi)廣泛使用,(2) caesar ii整體應(yīng)力分析的目的 管道應(yīng)力滿足規(guī)程規(guī)范要求； 設(shè)備接口推力和力矩滿足制造廠要求； 補(bǔ)償器選型計(jì)算； 支吊架選型計(jì)算；并為土建支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提 供荷載依據(jù) 為有限元計(jì)算提供依據(jù),2.2 計(jì)算分析范圍 從汽輪機(jī)排汽裝置出口至空冷凝汽器蒸汽分配管入口 2.3 計(jì)算分析主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定； 材料確定； 管徑、壁厚的選擇計(jì)算及加固肋的選型計(jì)算； 排汽管道布置； caesar ii模型的建立和分析計(jì)算；,3. 原始參數(shù)的確定 3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)壓力取-0.1mpa（g）、+0.05mpa（g），設(shè)計(jì)溫度取120。 3.2 管道及附件材質(zhì) 材料采用q235-b。 3.3 直管管徑、壁厚、加強(qiáng)圈型式、加強(qiáng)圈間距的計(jì)算 管徑：根據(jù)汽輪機(jī)排汽參數(shù)和排汽流量計(jì)算確定。主管管徑dn7600，支管管徑dn3400。 直管管道壁厚及加強(qiáng)圈型式、加強(qiáng)圈間距的計(jì)算： asme div.1 或鋼制壓力容器gb1501998。計(jì)算軟件采用sw6-1998，也可采用手工計(jì)算，兩者計(jì)算結(jié)果完全一致。,4. 排汽管道布置,5 caesar ii應(yīng)力分析計(jì)算 5.1 管道模型的建立 排汽管道模型的建立除常規(guī)因素外，我們還考慮了基礎(chǔ)差異沉降位移、風(fēng)荷載、地震荷載、支架摩擦力等影響。 5.1.1 端點(diǎn)附加位移 5.1.1.1設(shè)備接口附加熱位移 排汽裝置接口熱膨脹引起的熱位移為： wx=0 mm wy= +7.327mm wz= 7.892mm 空冷凝汽器接口熱膨脹引起的熱位移為： wx=0 mm wy= -55mm wz= 0mm,5.1.1.2設(shè)備基礎(chǔ)差異沉降引起的附加位移 汽機(jī)房和空冷平臺之間的基礎(chǔ)差異沉降對于排汽裝置接口的推力、力矩的影響很大，因此在計(jì)算排汽管道需模擬基礎(chǔ)差異沉降的影響。 設(shè)備差異沉降引起的附加位移值在工程中根據(jù)實(shí)際的地基土物理特性、地基處理方式與土建專業(yè)協(xié)商確定。,5.1.1.3風(fēng)和地震工況附加位移 由于風(fēng)和地震引起空冷凝汽器接口的水平位移我們考慮了x和y兩個(gè)方向，該位移值只在地震或風(fēng)工況起作用，位移取正負(fù)值，其值的大小和方向由地震和風(fēng)荷載條件決定。,5.1.2風(fēng)荷載 風(fēng)壓計(jì)算按照建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范gb50009-2001，同時(shí)參考asce 7-2005規(guī)范進(jìn)行修正?；撅L(fēng)壓取50年一遇10米高10分鐘平均最大風(fēng)速所相應(yīng)的風(fēng)壓 計(jì)算公式,將不同高度的風(fēng)壓輸入caesar ii計(jì)算程序中進(jìn)行風(fēng)載計(jì)算。模型中，只對室外管道計(jì)算風(fēng)荷載，汽機(jī)房內(nèi)管道不考慮風(fēng)荷載。 5.1.3地震 按靜態(tài)法計(jì)算。地震加速度取0.15g。,5.1.4補(bǔ)償器的選擇 滿足管道應(yīng)力補(bǔ)償?shù)囊螅?結(jié)合支吊架的型式、管系膨脹方式確定； 考慮周圍空間大??； 補(bǔ)償器價(jià)格等因素。 本計(jì)算主要采用鉸鏈?zhǔn)窖a(bǔ)償器，通過補(bǔ)償器的角向變形來補(bǔ)償管道的位移，同時(shí)消除補(bǔ)償器盲板力的影響。 由于補(bǔ)償器為成品采購，因此，計(jì)算中只對補(bǔ)償器進(jìn)行簡化模擬，以達(dá)到管道應(yīng)力分析的要求。補(bǔ)償器的詳細(xì)計(jì)算和設(shè)計(jì)由設(shè)備制造廠完成。,5.2 荷載組合工況 計(jì)算工況組合方式,6 結(jié)論和建議 6.1結(jié)論： 冷態(tài)工況（sus）、熱脹工況（exp）及冷態(tài)工況+偶然工況（occ）的一次應(yīng)力和熱脹應(yīng)力范圍滿足規(guī)范要求； 各個(gè)工況下支吊架位移和荷載合理，可作為支吊架選擇依據(jù)； 設(shè)備接口推力和力矩值將與制造廠進(jìn)一步配合； 彈簧選擇表作為彈簧選擇依據(jù)； 補(bǔ)償器性能、參數(shù)作為補(bǔ)償器選型的基礎(chǔ)。,6.2建議： 由于caesar ii程序?qū)⒐芫€作為桿件處理，與實(shí)際情況具有一定的偏差，因此，該程序只能進(jìn)行整體的受力分析和應(yīng)力評判，而各個(gè)零部件的