專利名稱：一種汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控方法與監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控方法與監(jiān)控裝置，屬于汽輪機技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在汽輪機的穩(wěn)態(tài)額定負荷運行中，由于離心力載荷與熱載荷的作用，在汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生穩(wěn)定的靜應力稱為平均應力。靜止的大跨距、上百噸的汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子，在自身重力載荷的作用下，在整鍛轉(zhuǎn)子重心以上部位的外表面產(chǎn)生壓應力，在整鍛轉(zhuǎn)子重心以下部位外表面產(chǎn)生拉應力。在汽輪機的運行中，整鍛轉(zhuǎn)子外表面某一點，除了承受離心力載荷與熱載荷產(chǎn)生的穩(wěn)定的平均應力以外，當該點旋轉(zhuǎn)到整鍛轉(zhuǎn)子頂部(90°位置)時， 由于轉(zhuǎn)子與葉片自重單獨作用將產(chǎn)生壓應力；當該點旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)子底部(270°位置)時，由于轉(zhuǎn)子與葉片自重單獨作用將產(chǎn)生的拉應力。在汽輪機帶穩(wěn)態(tài)額定負荷工況下，旋轉(zhuǎn)到不同位置的交變應力是由整鍛轉(zhuǎn)子與葉片的自身重力載荷引起的；每轉(zhuǎn)一周，汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子承受自重單獨作用產(chǎn)生疲勞循環(huán)一次。對于半轉(zhuǎn)速火電或核電汽輪機，每秒疲勞循環(huán)25 次，每年運行7000小時，30年循環(huán)I. 89 X 101°次；60年循環(huán)3. 78 X 101°次。對于全轉(zhuǎn)速火電或核電汽輪機，每秒循環(huán)50次，年運行7000小時，30年循環(huán)3. 78 X 101°次，60年循環(huán) 7. 56X IO10次?，F(xiàn)有的汽輪機轉(zhuǎn)子壽命的預測與監(jiān)控方法，給出了汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子低周疲勞壽命的預測與監(jiān)控方法，對于設(shè)計階段汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的預測與制造階段汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控，還沒有合適的方法和裝置可供使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控方法與監(jiān)控裝置， 其能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計階段汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的定量預測與制造階段汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的定量監(jiān)控。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控裝置，其特征在于，由超聲波探傷儀和計算服務器組成，超聲波探傷儀與汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子和計算服務器連接。本發(fā)明還提供了一種汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控方法，其特征在于，使用上述的汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控裝置，采用C語言編寫的汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的計算機軟件，運行在計算服務器上，應用于汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的預測與監(jiān)控，具體步驟為第一步計算汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子外表面的最大主應力對于汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子，采用現(xiàn)有的有限元計算分析方法，計算在穩(wěn)態(tài)額定負荷工況下轉(zhuǎn)子外表面的最大主應力，在汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子三維模型的外表面某一點在轉(zhuǎn)子底部 (270°位置)時確定最大主應力O1，在該整鍛轉(zhuǎn)子的外表面在轉(zhuǎn)子頂部的相同半徑與相同軸向位置(90°位置)的點的三個正應力和六個剪應力構(gòu)成三個應力向量，這三個應力向量投影到底部O1方向得出該方向上的正應力；第二步計算汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子的應力幅σ a 汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子在穩(wěn)態(tài)額定負荷工況下，由于葉片和轉(zhuǎn)子重力引起的交變應力幅 Oa的計算公式為權(quán)利要求
1.一種汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控裝置，其特征在于，由超聲波探傷儀和計 算服務器組成，超聲波探傷儀與汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子和計算服務器連接。
2.一種汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1所述 的汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控裝置，采用C語言編寫的汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞 壽命的計算機軟件，運行在計算服務器上，應用于汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的預測與 監(jiān)控，具體步驟為第一步計算汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子外表面的最大主應力對于汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子，采用現(xiàn)有的有限元計算分析方法，計算在穩(wěn)態(tài)額定負荷工況下 轉(zhuǎn)子外表面的最大主應力，在汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子三維模型的外表面某一點在轉(zhuǎn)子底部時確定 最大主應力o工，在該整鍛轉(zhuǎn)子的外表面在轉(zhuǎn)子頂部的相同半徑與相同軸向位置的點的三 個正應力和六個剪應力構(gòu)成三個應力向量，這三個應力向量投影到底部o 1方向得出該方 向上的正應力o/ ；第二步計算汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子的應力幅o a 汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子在穩(wěn)態(tài)額定負荷工況下，由于葉片和轉(zhuǎn)子重力引起的交變應力幅o a 的計算公式為第三步計算汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子的平均應力o m 汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子在穩(wěn)態(tài)額定負荷下的平均應力的計算公式為
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法，所述的汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的監(jiān)控裝置，其特征在于，由超聲波探傷儀和計算服務器組成，超聲波探傷儀與汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子和計算服務器連接。本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的定量預測和定量監(jiān)控；如果汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子的高周疲勞壽命的安全性沒有達到要求，通過設(shè)計階段的重新設(shè)計或制造階段的去除表面裂紋來滿足汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的安全性需求，達到了定量預測并監(jiān)控汽輪機整鍛轉(zhuǎn)子高周疲勞壽命的技術(shù)效果。
文檔編號G01B17/00GK102589867SQ20121004878
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者史進淵, 楊宇, 江路毅, 汪勇, 鄧志成 申請人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院