一、600MW汽轮机空气强制冷却时高中压转子热应力比较（论文文献综述）
周代伟[1]（2020）在《超超临界汽轮机中压涡流冷却的机理研究》文中研究说明在可预见的相当长时间内,我国以煤为主的能源结构不会改变,提高效率、降低排放的超超临界机组是燃煤发电的发展方向,对支撑我国煤电重大需求和建立国家可持续清洁能源体系具有重要意义。提升超超临界机组蒸汽压力和温度可显着提高发电效率,但同时也给机组的成本和安全可靠性带来极大挑战。温度是制约蒸汽参数提高的主要因素,当蒸汽温度接近材料的工程使用极限温度时,材料的高温持久强度等力学性能大幅下降,蠕变速率大幅上升,导致高温部件的强度和寿命下降。通过蒸汽冷却方式降低热端部件的工作温度,可以使机组适应更高的超超临界温度参数。高温部件的蒸汽冷却已成为超超临界汽轮机研制的关键技术之一。中压涡流冷却方法是上海电气研制的超超临界汽轮机特有高温部件热防护方法,其主要特点是冷却汽源直接采用中压缸进汽蒸汽,通过切向射流孔对旋转轴进行热防护,不同于其他机组采用引入低温冷却蒸汽的方法。深入认识该特殊腔体结构的内部流动规律、冷却机理和防护效果有利于进一步指导该技术在现有汽轮机组中的应用,也有利于掌握高温部件热防护的方法,为新一代更高参数的超超临界汽轮机的研制提供技术支持。理论分析、实验测量和数值模拟是研究叶轮机械内部流场的三种基本方法。本文综合三种方法研究超超临界汽轮机中压涡流冷却结构的内部流动特征,获得了旋转壁面的恢复温度和对流换热系数,分析了不同气动参数、几何参数和转轴旋转速度（对应转子圆周线速度）对涡流冷却效果的影响,研究了冷却区域转子轮缘的热蠕变特性,为超超临界机组中涡流冷却的工程应用提供理论指导。本文主要研究内容和研究成果如下:1.对加热空气射流冲击凹形靶面的换热特性进行了实验研究。采用液晶测温技术测得射流冲击靶面的壁面温度随时间变化数据,利用伴随同化方法反求壁面的换热系数。通过对比平壁与弧形靶面的反求数据,提出了计及弧形靶面曲率对换热系数影响的修正方法,对工程中射流冲击弧形靶面换热系数的准确获取具有重要的应用价值。2.采用空气介质对涡流腔体内部的流场进行定常和非定常数值模拟。定常数值模拟发现腔体内部在切向射流的作用下以周向流动为主,在角区存在近似对称的漩涡。采用POD正交模态分解方法分析了腔体内部的非定常流场,在射流和周向流动的相互作用下射流核心区存在横向波动,但非定常效应对壁面换热影响不明显,采用定常计算可以进行冷却效果的分析。3.对空气介质的涡流腔体在不同壁面旋转速度和射流速度下进行了对比计算。发现当射流速度一定时,射流在腔体内的周向流动速度和旋转轴壁面的切向速度差是冷却效果的决定性因素,随着相对速度差的减小,能强化冷却效果。在设计旋转速度3000rpm下旋转壁面的最大温降可达12.2℃,明显大于静止壁面下最大温降3.3℃。在旋转速度为3000rpm下,随射流Ma数的增加,最大温降呈线性增加。4.对蒸汽工质实际机组运行工况参数下的涡流腔体进行了数值模拟研究。静止壁面下的壁面温降主要原因是蒸汽物性参数是压力和温度的函数,在腔体内汽流的周向流动导致压力沿径向分布不均匀,进而物性参数在腔体内非均匀分布使得接近壁面的蒸汽总温有所下降,而且蒸汽通过射流管时产生的焦汤效应也会使蒸汽的温度有所下降。在3000rpm旋转壁面下,壁面最大温降可达20℃,明显大于静止壁面下的5.2℃。5.基于腔体内部流动和壁面温度,对比了三种不同定义的换热系数。分别为基于热边界层类似于比拟理论定义的换热系数,基于壁面给定温度获得的热量,以进口总温为参考温度定义的换热系数,以及绝热条件计算得到壁面恢复温度为参考温度定义的换热系数。在工程实践中需要注意选用合适的换热系数以及对应的流体参考温度。采用流热耦合方法对蒸汽工质下的涡流腔体进行了数值模拟,对于所给边界条件,不同旋转速度下最低壁面温度小于单独流体计算,进一步说明中压涡流的冷却效果。6.基于流体温度场和换热系数计算结果,对中压涡流冷却技术所应用的实际中压转子高温段进行了热蠕变分析,获得了冷却区域转子轮缘关键部位的温度分布、Cocks-Ashby等效蠕变应变。由于涡流冷却的温降作用,轮缘关键部位材料10万小时持久强度相对提高约10%,20万小时Cocks-Ashby等效蠕变应变降低为75.11%。中压涡流冷却方法对提高高温轮缘的强度和延长使用寿命效果显着。
任伟[2]（2018）在《非定常流动条件下中压转子冷却的气热耦合数值研究》文中指出火力发电机组的运行实践表明,采用超临界与超超临界机组既能降低热耗又能减少氮氧化物排放量,是实现电力生产节能减排的有效措施。发展超临界与超超临界机组急需更好的抗高温材料。由于抗566℃的高温材料12%Cr转子钢生产难度大,工艺性差,国内外厂家都认同挖掘Cr-Mo-V钢的潜力,选择该材料制造高、中压转子。为了在不改变材料情况下增强高、中压转子的耐热性能,必须对工作温度最高的中压转子采取蒸汽冷却技术。由此可见,中压转子蒸汽冷却技术是发展超临界与超超临界汽轮机的关键技术。对于在定常流动条件下的中压转子冷却,国内外同行已进行了详细的气热耦合数值模拟研究。但是,在汽轮机的实际流动中,由于动叶高速旋转使得动静叶的相对位置发生周期变化,导致主蒸汽与冷却蒸汽参数随时间波动,从而引起相同冷却条件下被冷却部件的温度场、流场与定常流动的有显着差别。评估主蒸汽与冷却蒸汽的非定常流动对被冷却的中压第一级特别是动叶温度场、流场的影响,为在设计冷却装置时预先考虑由非定常流动特性可能引发的问题提供参考。本文在国产600MW超超临界汽轮机中,采用三菱的蒸汽冷却结构,实施对中压转子的冷却。为了评价该冷却结构的冷却效果以及冷却蒸汽的引入对主流流动性能的影响,本文应用商业软件ANSYS CFX,对采用中压转子冷却的中压第一级进行了定常与非定常气热耦合数值研究。研究结果表明,在冷却蒸汽进口条件不变的情况下,静、动叶相对位置随时间的周期变化,引起冷汽流量随时间周期变化,因此动叶叶根的温度场也随时间发生相应的周期变化。主蒸汽流动的非定常性对中压第一级流场与温度场的影响可忽略不计。有冷却与无冷却比较,在一个周期内温度波动幅度要大十倍左右,这需要在设计冷却装置时考虑,预先采取安全措施。
杨璋[3]（2018）在《核电湿蒸汽汽轮发电机组不平衡响应特性及典型振动故障研究》文中指出进入二十一世纪以来,我国核电产业进入较快发展阶段,新建并投产了多台百万千瓦级核电湿蒸汽汽轮发电机组。相较于常规火电的汽轮发电机组,核电湿蒸汽汽轮发电机组从结构尺寸、不平衡响应动力学特性及变负荷动态响应等方面均有明显区别,结合工程实践经验全面研究该类型机组不平衡响应特性及典型动静摩擦故障的控制策略具有重要工程应用价值。本文以目前国内在运数量最多的ARABELLE型百万千万级核电湿蒸汽汽轮发电机组为研究对象。分析了ARABELLE型湿蒸汽核电汽轮发电机组的结构特性、安装方式、运行工况等可能影响动静摩擦的主要因素及容易发生动静摩擦的部位;结合核电湿蒸汽汽轮机变工况运行特性及典型边界条件,定性分析了变工况时汽轮机缸体、转子及汽封等关键部件换热系数的变化规律,初步探索汽封与转子轴颈间动静间隙的变化规律;基于转子动力学理论构建ARABELLE型核电湿蒸汽汽轮机组的质量-基础-轴承-转子耦合的综合动力学模型;系统性地结合其转子动力学特性、运行工况和现场加配重块方式等,研究了弹簧减振基础上的高中压转子、低压转子的不平衡响应特性及高中压转子动静摩擦发生弯曲事故后的评估与处理,并建立了基于转子动力学模型的核电湿蒸汽汽轮机高中压转子弯曲故障评估及解决系统。结合一组典型案例实测了高中压转子的弯曲度并完成了现场不揭缸动平衡验证工作,试验数据表明提出的模型正确及构建的系统有效。本文提出的研究方法对于评估核电湿蒸汽汽轮发电机组高中压转子弯曲程度具有重要的工程应用价值,本文提出的转子弯曲度评估系统对于制定后续决策具有重要理论参考价值。应用转子不平衡响应特性研究成果分析了高中压转子、低压转子和发电机转子典型振动故障的原因并提出运行控制策略与处理措施。由于核电湿蒸汽汽轮机缸体体积大,刚度偏低,在变工况外界扰动下容易出现下凹变形,加上低压转子跨距长,端部汽封长度较长等影响,容易激发低压转子两端的动静摩擦。该类摩擦具有响应缓慢等特点,工程实践中往往通过磨合解决。提高低压转子动平衡精度有利于降低动静摩擦的幅度。该型机组的半转速发电机转子由于跨距长,质量大,容易因锻件材料不均匀产生热不平衡。对于热不平衡激发的冲转过程中振动高缺陷,端部加重效果对一阶振型的改善程度不明显,需要重点控制出厂动平衡精度予以解决。本文还对该机型轴系不规则振动波动故障可能的原因进行了分析及现场试验排查,总结了部分振动规律。该问题目前还处于摸索解决阶段,有待后续工作中继续研究。
叶婷[4]（2016）在《汽轮机高中压转子蠕变损伤设计方法研究》文中研究说明高、中压转子长期在蠕变条件下服役,材料微观结构的损伤累积造成宏观力学性能退化,进而对汽轮机安全构成威胁,所以,研究蠕变损伤对转子高温力学行为的影响有助于改进转子强度设计方法和实施对在役汽轮机转子的剩余寿命的准确预测。当前的蠕变损伤计算方法还不够完善,很难将损伤因子应用于对转子寿命的预测,所以,汽轮机高、中压转子的蠕变设计规范均未考虑损伤效应。为了改进汽轮机高、中压转子蠕变强度设计规范,有必要在完善蠕变损伤理论的基础上,建立基于损伤分析的转子蠕变强度设计方法。本文的研究对象是材料为30Cr1Mo1V的汽轮机高、中压转子。首先,对服役140000小时的转子进行解剖,得到蠕变损伤程度不同的材料;然后,对这些材料开展高温力学性能试验、蠕变试验和蠕变裂纹扩展试验,揭示转子不同部位的损伤特征,建立损伤因子与转子蠕变强度及蠕变裂纹扩展性能之间的关系;同时,以热力学损伤理论为基础修正蠕变损伤本构方程和蠕变裂纹扩展速率关系式;最后,提出汽轮机转子蠕变损伤设计方法,并通过真实转子算例验证该蠕变损伤设计方法的可行性。论文在如下几个方面取得了研究进展:（1）利用金相试验揭示蠕变损伤的微观特征和变化规律,发现蠕变损伤主要以杂质元素偏析、碳化物析出长大、晶粒粗化以及在晶界形成微小孔洞等形式呈现,蠕变的绝大部分时间内蠕变损伤表现为材料微观性能的劣化。（2）蠕变试验和高温拉伸试验结果表明,材料微观结构改变造成的蠕变损伤使转子钢的强度和蠕变延性下降。过去的蠕变损伤理论忽略了材料组织变化在蠕变损伤中的重要性,本文在热力学损伤理论的基础上以蠕变变形和环境热量作为蠕变损伤驱动力,推导出了一组新的蠕变损伤本构方程。新方程能够描述包括组织变化和孔洞成核聚集的完整蠕变损伤过程,可用于预测服役后高温材料的蠕变损伤状态。与其它蠕变损伤模型对比,该方程的预测结果与试验数据吻合较好,为完善高温转子的蠕变损伤设计方法奠定了理论基础。（3）通过蠕变裂纹扩展试验及对蠕变裂纹尖端微观形貌的分析,得到了损伤因子与蠕变裂纹扩展速率之间的关系。在损伤分析的基础上对断裂参量C*的预测公式进行了修正,修正后的方程能够更准确地预测服役转子材料的蠕变裂纹扩展规律。（4）以损伤理论为基础,提出了汽轮机转子蠕变应力和应变强度设计准则以及转子的蠕变损伤失效判据,建立了蠕变损伤设计方法。从而,不仅完善了汽轮机转子的蠕变强度设计方法,突破了服役环境对蠕变设计的局限,而且能够对超期服役的汽轮机构件进行再设计,简化了转子的整体设计流程。以30CrlMolV钢汽轮机高、中压转子作为分析算例,引入蠕变损伤应力应变控制准则和蠕变损伤判据对汽轮机高、中压转子进行设计,发现以损伤理论为基础的蠕变强度设计结果能更好符合实际情况。
陈书红,于钦利[5]（2014）在《论上海汽轮机厂300MW汽轮机组快冷装置的使用》文中指出该文详细的论述了汽轮机快冷装置的原理,并着重的对快冷装置的冷却和冷却方法进行了系统的分析。
丁阳俊[6]（2013）在《汽轮机启动过程优化研究》文中进行了进一步梳理随着电网结构调整,对电网中机组响应负荷能力提出了更高的要求,这就要求机组各关键设备具备快速启动的性能。近年来汽轮机组的快速启动越来越多的被研究。燃气-蒸汽联合循环和超（超）临界机组由于其高效、环保等特点正在世界电力结构中不断被普及。燃气-蒸汽联合循环机组中汽轮机启动时间较长,导致联合循环机组不能及时响应电网调峰需求；超（超）临界机组由于没有常规电厂的汽包,汽轮机需要比常规电厂更快的启动速度来匹配锅炉的启动。为此,需要对汽轮机的启动过程进行优化,通过数值实验和现场启动试验相结合的方法研究了汽轮机的启动过程。建立汽轮机转子二维轴对称有限元模型,确定非线性边界条件,通过数值模拟研究启动过程各暖机操作对转子应力的影响。基于数值实验分析结果,结合试验机组结构、运行特点,制定优化后的启动过程。在某300MW燃气-蒸汽联合循环机组汽轮机启动过程优化中,温态启动时汽轮机转子最大应力降低11MPa,启动时间缩短36rmin,低周疲劳寿命损耗减少0.0008%；冷态启动时转子最大应力降低261MPa,启动时间缩短32min,低周疲劳寿命损耗减少0.0197%。某660MW超临界机组汽轮机启动过程优化的数值实验表明,优化后的冷态启动在低周疲劳寿命损耗增加0.00452%,高压转子最大应力升高53MPa的情况下,启动时间比优化前冷态启动时间缩短229min,具有很大的优化空间。
郝宗凯[7]（2013）在《600MW汽轮机转子应力应变热固耦合数值分析》文中研究指明本文以某电厂600MW汽轮机组为研究对象，用热固耦合有限元法对机组启停各工况的转子温度场和应力场进行了分析，确定了最大应力点出现的时刻和位置并求出了其数值。利用弹塑性有限元解，以Manson-Coffin公式和Miner损伤累积方法预测了该转子的低周疲劳寿命。采用Norton幂率模型，结合实验中得到的转子蠕变曲线，拟合出蠕变常数，模拟了转子长时间稳态运行的蠕变行为。基于Lemaitre提出的非线性蠕变损伤模型，结合有限元计算结果，对汽轮机高中压转子的蠕变损伤进行了评估，并指出了以持久应力曲线评估转子的蠕变寿命的局限性。基于连续损伤力学理论，研究了疲劳－蠕变交互作用对转子寿命的影响。
陈睿恺[8]（2012）在《30Cr2Ni4MoV钢低压转子热处理工艺的研究》文中提出30Cr2Ni4MoV钢大型低压转子是AP1000百万千瓦级核电机组的关键部件。本文围绕低压转子热处理工艺的制订，采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、热模拟试验、力学性能测试等方法，研究了30Cr2Ni4MoV钢的TTT、CCT曲线和相变动力学，详细分析了该钢在不同等温温度及冷却速度下的组织演变规律，阐明了组织转变的复杂性；并通过热膨胀法、排水法、差示扫描量热法、激光脉冲法等手段，建立了包括30Cr2Ni4MoV钢的相变动力学、热物理性能和力学性能的数据库。运用数值模拟与物理模拟相结合的方法，预示了多次正火工艺各个阶段转子心部的晶粒变化过程，并探讨了在大型低压转子上采用该工艺的可行性；提出了基于部分珠光体转变的等温预处理细化晶粒新方法。采用温度-相变-应力/应变耦合的数学模型模拟并分析了低压转子热处理过程中的温度、相变和应力演变，为直径1768mm和2826mm两种典型低压转子制订了锻后热处理和性能热处理工艺，并结合生产试制结果提出了设备改造和工程实施建议。为了指导低压转子加热工艺的制订，研究了30Cr2Ni4MoV钢的奥氏体化相变动力学。测定了0.00820°C/s范围内不同加热速率下的膨胀曲线，运用Kissinger方法进行了基于非等温相变Johnson-Mehl-Avrami模型的动力学分析，确定了奥氏体化相变激活能Q约为2.367×106J/mol，J-M-A指数n约为0.2448，指前因子ln k0约为270.5。当设定J-M-A方程中温度变量为不同数值时，可获得等温奥氏体化相变动力学曲线。该研究也表明，对于孕育期极短而难以准确测定的等温相变动力学曲线，从连续转变动力学数据中提取是一种行之有效的方法。为了指导低压转子淬火工艺的制订，测试分析了30Cr2Ni4MoV钢的TTT曲线和CCT曲线与组织转变。结果表明发生珠光体转变的临界冷速为3.3°C/h，生成马氏体及下贝氏体的临界冷速为1°C/s。通过对连续冷却与等温转变组织的对照分析，并结合TTT、CCT曲线的转变量测算，获得了该钢在不同冷速下连续冷却转变产物的组织形貌特征和演变规律：冷速510°C/s时，转变产物为马氏体，其中自回火马氏体量随着冷速降低而逐渐增多；冷速12°C/s时，转变产物为马氏体及一定数量下贝氏体，碳化物颗粒随着冷速降低而逐渐变大增多；冷速0.20.5°C/s时，转变产物以低温上贝氏体和马氏体为主；冷速0.010.1°C/s时，转变产物以中温块状铁素体、粒状贝氏体和粗大的上贝氏体为主。结合组织形貌特征的观察以及冷速与相变量的计算，研究了低压转子不同位置上冷速、组织与硬度的关系。在淬火冷却过程中低压转子不同位置处的冷速差异显着，使它们的组织和性能也有较大区别：表面位置在中温转变区内的平均冷速可达10°C/s以上，生成的马氏体组织硬度可达500HV；心部位置冷速仅0.01°C/s左右，转变产物中的粒状贝氏体和中温块状铁素体会对性能产生不良影响，使硬度降低到370HV以下；在0.0110°C/s范围内，转变产物的硬度随着冷却速度的降低呈逐渐减小趋势，两者关系曲线的拐点处的临界冷速为0.2°C/s。由此可见，不同类型的贝氏体在组织形貌和性能上存在显着差异，不能仅以不出现先共析铁素体或珠光体的临界冷速（3.3°C/h）作为制订低压转子淬火工艺的准则，在实际生产中淬火冷速应不低于开始出现粗大上贝氏体和中温块状铁素体的冷速（0.2°C/s）。为了解决热处理过程计算机数值模拟中材料热物性参数和力学性能参数缺乏的问题，本文通过系统的测试，建立了30Cr2Ni4MoV钢不同组织（马氏体、贝氏体和奥氏体）的热物理性能（热膨胀系数、密度、比热容、相变潜热、导热系数）和力学性能（弹性模量、屈服强度、塑性模量）参数的数据库，得到了这些参数与温度的函数关系。并根据Greenwood-Johnson相变塑性模型，实验测试并建立了模型参数关于等效应力和温度的函数关系。研究结果表明，对马氏体相变而言，外加应力对Ms与参数的影响可以忽略不计；对贝氏体相变而言，孕育期t s随着温度的升高而显着增大，参数n随着温度和等效应力的增大而减小，参数b总体上不受等效应力和温度的影响；马氏体和贝氏体的相变塑性参数K分别为8.77110-5MPa-1和8.9488105MPa-1。30Cr2Ni4MoV钢大型低压转子锻后热处理的主要目的是调整锻后组织细化晶粒。在相变动力学与组织转变的研究基础上，探索了不同热处理工艺的晶粒细化效果。运用有限元数值模拟与热模拟炉物理模拟相结合的方法，对直径2900mm低压转子心部在多次正火不同阶段的晶粒演变过程进行研究，提出了可以满足细化晶粒要求的多次正火工艺。本文提出了基于部分珠光体转变的等温预处理晶粒细化创新工艺，实验验证了其对于30Cr2Ni4MoV低压转子的细化晶粒作用，与四次正火工艺具有相同的细化效果，且更加省时节能。本文为直径1800mm和2900mm低压转子制订了多次正火和等温预处理两种锻后热处理工艺。通过温度-相变-应力/应变耦合的计算机模拟得到低压转子冷却过程的温度、组织、应力分布规律，结果表明淬火冷却数学模型中的相变应变及相变塑性应变因素对转子内应力场演变的影响很大。不同直径低压转子在不同喷水强度下冷却过程的模拟结果表明，在10100（l/m2s）的范围内改变喷水强度对低压转子心部贝氏体相变区（300500C）的平均冷速及冷却时间的影响很小，喷水时间长短的选择主要由转子截面直径大小决定，为低压转子淬火设备的改进与设计提供了依据。据此，制订了直径1768mm和2826mm两种典型低压转子的性能热处理工艺，前者已经过试制生产检验，各项力学性能均符合要求。
钟世青[9]（2012）在《汽轮机流量与温度可调的高温空气快速冷却方案研究》文中进行了进一步梳理随着电力工业的高速发展，高参数、大容量热力发电机组由于具有较好的经济性而越来越多地投入使用，且在电网中发挥越来越重要的作用。在目前电力市场的大环境下，大型汽轮机如何安全缩短汽轮机检修时的停机时间是各个电厂十分关注的一个问题。压缩空气冷却法成为发电行业认可的冷却方案，但由于传统空气冷却温度以及流量不可控，投资大，能耗高、冷却效果不佳等原因，大多电厂少用甚至弃用快速冷却。因此，设计新型可编程的节能快速冷却设备，研究冷却效果佳，安全性高的冷却方案成为当今发电行业急待解决的问题。本文主要针对传统高温空气生产装置温度以及流量不可控的不足，提出新型高温空气生产装置，利用燃气燃烧加热冷却空气，代替原电加热生产高温冷却空气的方式，在控制上应用可编程控制器，控制燃料量，实现连续调节，满足大型汽轮机各阶段冷却空气的温度流量变化要求。应用新型高温空气发生装置，提出分段间隔式冷却法，即当汽轮机汽缸温度每降低一定值时就改变一次冷却高温空气温度。分别研究了分段间隔、流量以及汽缸与冷却空气温差对快速冷却的影响。得出以下结论：1)流量固定不变的情况下，分段间隔减少，冷却时间越短；2)减小冷却空气与汽缸温差，冷却时间相应增加；3)在汽缸与冷却空气温差一定，分段间隔固定的情况下，改变冷却空气流量，换热系数随之而变，增加空气流量将缩短冷却时间。通过上述分析，提出了最优冷却方案即保持汽缸与冷却空气最大温差为50℃，取分段间隔5℃，采用牛顿迭代法求取最优快速冷却相应的冷却空气流量曲线，在冷却初期流量为33.1m3/min，快速冷却后期增长到73.4。新型高温空气发生装置用燃气作为能源，应用可编程控制器可实现流量与温度的精确控制，事先设定调节程序，可实现最优快速冷却。为研究汽轮机快速冷却过程中汽缸温度变化及监控汽缸关键部位的温差值，保障最优化冷却的安全性，利用Ansys计算了传统与新型强制新过程的温度场。模拟了最优冷却方案时的汽缸温度场，上下缸温差大约为23℃，内外缸温差大约为11℃，冷却时间大约为27.2h。与传统强制冷却相比，新型强制冷却速度快，温差小而沿轴向方向温差减小趋势缓和等特点，为强制冷却提供了新思路。
祁昊[10]（2011）在《超超临界汽轮机转子热应力预测与研究》文中研究指明汽轮机转子是汽轮机的重要部件,其中尤以高压转子最为我们关心。汽轮机在启动、停机或变负荷运行时,由于表面蒸汽参数的不断变化,其内部温度场处于非稳态状态,将产生较大的温度梯度热应力。汽轮机转子的热应力是限制机组启停速度及安全运行的关键因素。进行应力计算分析,实现单元机组启动、停运优化,提高机组的运行安全性和经济是电力系统关注的热点问题之一。本文对本公司的1000MW超超临界汽轮机在启动过程中的温度和应力分布的分析和控制进行了比较深入研究。本文首先利用COMSOL Multiphysics分析软件建立了汽轮机高压转子的二维对称几何模型和边界条件,并对模型进行了仿真分析,并与现场实测数据进行了比较,得到了现场所使用的体积平均温度算法即热应力计算算法可能低估了高压转子实际热应力的初步结论。该模型可以表示成参数化模型,可方便与Matlab等软件连接进行高压转子结构和尺寸的优化设计和启停策略的优化设计。然后,对现有的高压转子体积平均温度的实时计算算法进行了综合比较,构建了用于实时计算高压转子体积平均温度的Matlab/Simulink仿真模型,对冷启动、热启动、并网三个阶段的高压转子体积平均温度进行了仿真计算,并与现场实测数据进行了比较,两者吻合得很好。最后,对西门子汽轮机的热应力的实时在线监控的架构进行了较详细的描述,在此基础上对西门子的热应力控制策略进行了较详细的分析,为今后开发具有自主知识产权的热应力控制策略和寿命管理系统打下了良好的基础。
二、600MW汽轮机空气强制冷却时高中压转子热应力比较（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、600MW汽轮机空气强制冷却时高中压转子热应力比较（论文提纲范文）
（1）超超临界汽轮机中压涡流冷却的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 超超临界发电技术的发展 |
| 1.1.3 超超临界发电技术面临的挑战 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 超超临界汽轮机的冷却技术 |
| 1.2.2 涡流冷却技术的研究现状 |
| 1.2.3 汽轮机高温部件材料的发展 |
| 1.3 涡流冷却在超超临界汽轮机中的应用 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 换热数值计算的方法与应用 |
| 2.1 流动控制方程与基本理论 |
| 2.1.1 流动控制方程 |
| 2.1.2 热边界层理论 |
| 2.1.3 换热系数的定义 |
| 2.2 换热数值计算模型 |
| 2.2.1 研究对象和数值模型 |
| 2.2.2 数值模型网格无关性验证 |
| 2.2.3 湍流模型对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 换热数值计算的实验验证 |
| 3.1 实验装置与测试技术 |
| 3.1.1 实验装置 |
| 3.1.2 热色液晶测试技术 |
| 3.2 基于实验数据和伴随同化的换热系数求解方法 |
| 3.2.1 伴随同化方法 |
| 3.2.2 平板换热系数的同化求解 |
| 3.2.3 换热系数伴随同化计算方法的验证 |
| 3.2.4 曲面换热系数的同化求解 |
| 3.2.5 基于伴随同化的曲面换热系数修正 |
| 3.3 换热数值计算的实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 涡流冷却理想气体数值计算研究 |
| 4.1 研究对象 |
| 4.2 定常流场计算结果分析 |
| 4.3 旋转速度对涡流冷却效果的影响 |
| 4.3.1 旋转速度对壁面温度的影响 |
| 4.3.2 旋转速度对壁面换热系数的影响 |
| 4.4 入口马赫数对壁面温度的影响 |
| 4.5 不同腔体几何结构对涡流冷却效果的影响 |
| 4.5.1 射流孔径的影响 |
| 4.5.2 腔体高度的影响 |
| 4.6 非定常流场和换热特性分析 |
| 4.6.1 频谱分析 |
| 4.6.2 非定常流场对比 |
| 4.6.3 POD分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 涡流冷却真实气体数值计算研究 |
| 5.1 工质特性 |
| 5.2 流动特征分析 |
| 5.3 旋转速度对涡流冷却效果的影响 |
| 5.3.1 壁面温度对比 |
| 5.3.2 换热系数对比 |
| 5.4 不同壁面换热系数的对比分析 |
| 5.5 考虑固体转轴的流热耦合数值计算研究 |
| 5.5.1 流热耦合对涡流冷却效果的影响 |
| 5.5.2 旋转速度对涡流冷却效果的影响 |
| 5.5.3 入口蒸汽温度对涡流冷却效果的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 涡流冷却区域蠕变强度数值计算 |
| 6.1 转子高温蠕变 |
| 6.2 蠕变本构模型 |
| 6.3 高温部件的多轴蠕变设计 |
| 6.3.1 基于应力的多轴蠕变设计 |
| 6.3.2 基于应变的多轴蠕变设计 |
| 6.4 超超临界中压转子高温区蠕变计算 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.2 本文主要创新 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间获得的奖励 |
| 攻读博士学位期间获得的发明专利 |
（2）非定常流动条件下中压转子冷却的气热耦合数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 超临界与超超临界机组的概念及其划分 |
| 1.2 中压转子冷却的结构特点 |
| 1.3 非定常计算方法在叶轮机械中的应用 |
| 1.3.1 时间精确模拟的数值方法 |
| 1.3.2 周期性非定常计算中定解域的处理方法 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第2章 气热耦合数值模拟方法概述 |
| 2.1 气热耦合计算 |
| 2.2 气热耦合计算的应用 |
| 2.3 数值计算原理 |
| 2.3.1 简介 |
| 2.3.2 控制方程 |
| 2.3.3 湍流模型 |
| 2.4 涡轮冷气掺混的数值计算方法 |
| 2.5 蒸汽冷却涡轮气热耦合计算 |
| 2.5.1 气热耦合中的固体边界条件 |
| 2.5.2 叶片与流体之间的热传导 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 有无冷却中压第一级的非定常数值模拟 |
| 3.1 计算软件简介 |
| 3.2 几何模型及网格划分 |
| 3.3 进出口边界条件 |
| 3.4 求解收敛情况 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 有冷却非定常计算结果及分析 |
| 4.1 一个周期内冷却蒸汽的流动情况 |
| 4.2 一个周期内动叶片表面温度分布 |
| 4.3 一个周期内中压第一级流场的变化 |
| 4.3.1 非定常流场中的静压分布 |
| 4.3.2 非定常流场中的温度分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 无冷却非定常计算结果及分析 |
| 5.1 动叶片表面温度分布 |
| 5.2 10%叶高流面静压分布 |
| 5.3 不同叶高流面中的温度分布 |
| 5.3.1 10%叶高 |
| 5.3.2 50%叶高 |
| 5.3.3 90%叶高 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）核电湿蒸汽汽轮发电机组不平衡响应特性及典型振动故障研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 汽轮机组转子动静摩擦机理 |
| 1.2.2 汽轮机转子及缸体传热研究 |
| 1.2.3 汽轮机变工况时汽封体变形研究 |
| 1.2.4 汽轮机转子不平衡响应研究 |
| 1.2.5 汽轮机组转子弯轴事故处理 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 核电湿蒸汽汽轮机组动静摩擦机理及影响因素初步分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 百万千万级核电半转速湿蒸汽汽轮机结构特点 |
| 2.2.1 整体结构 |
| 2.2.2 高中压缸模块 |
| 2.2.3 低压缸模块 |
| 2.2.4 发电机模块 |
| 2.2.5 振动监测系统 |
| 2.3 汽轮机转子动静摩擦机理 |
| 2.4 核电湿蒸汽汽轮机转子动静摩擦特点 |
| 2.5 核电湿蒸汽汽轮发电机组动静摩擦影响因素 |
| 2.5.1 热变形 |
| 2.5.2 安装间隙 |
| 2.5.3 初始不平衡量 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 核电湿蒸汽汽轮发电机组轴系振动特性仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机组简介 |
| 3.3 数学模型及算法 |
| 3.3.1 基础的建模 |
| 3.3.2 支撑轴承的建模 |
| 3.3.3 轴系的建模 |
| 3.3.4 基础—轴承—转子的动力学模型 |
| 3.4 转子临界转速及振型 |
| 3.4.1 本文仿真计算结果 |
| 3.4.2 制造厂仿真计算结果 |
| 3.4.3 现场实测结果 |
| 3.5 各轴承结构及动态特性 |
| 3.5.1 轴承参数 |
| 3.5.2 轴承性能参数的分析结果 |
| 3.6 加配重时轴系振动响应 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 弹簧减振基础隔振效率研究 |
| 4.1 减振弹簧柔性基础设计参数分析 |
| 4.1.1 弹簧隔振装置设计简介 |
| 4.1.2 弹簧基础固有频率测量 |
| 4.2 减振弹簧柔性基础模型分析与隔振效率计算 |
| 4.2.1 隔振原理简介 |
| 4.2.2 单自由度隔振系统运动数学模型 |
| 4.2.3 传递系数和隔振效率 |
| 4.2.4 方程解的讨论 |
| 4.2.5 振幅放大系数 |
| 4.2.6 单自由度隔振系统隔振原理简介 |
| 4.2.7 单自由度隔振系统隔振的目标与方法 |
| 4.2.8 单自由度隔振系统隔振的效率 |
| 4.3 减振弹簧柔性基础隔振效果的实测数据及初步分析 |
| 4.3.1 减振弹簧柔性基础减振效率现场实测系统简介 |
| 4.3.2 满负荷工况下振动数据及初步分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 核电湿蒸汽汽轮机发电机组典型摩擦振动故障 |
| 5.1 高中压转子弯曲故障及治理 |
| 5.1.1 转子弯曲响应理论模型 |
| 5.1.2 一阶振型弯曲振动计算 |
| 5.1.3 基于动力学模型预测的弯曲故障评估 |
| 5.2 变工况下低压转子摩擦振动特点及影响因素研究 |
| 5.2.1 低压缸入口蒸汽参数偏离设计工况 |
| 5.2.2 变工况下低压转子摩擦振动故障 |
| 5.3 核电汽轮机低压转子与端部汽封间动静摩擦振动故障 |
| 5.3.1 低压转子与端部汽封动静摩擦特点 |
| 5.3.2 案例研究 |
| 5.4 初始不平衡发电机转子冲转时热致振动故障 |
| 5.4.1 引言 |
| 5.4.2 大型四极核能汽轮发电机结构 |
| 5.4.3 带热弯曲的转子动力学模型 |
| 5.4.4 热弯曲汽轮发电机转子在台架上的启停试验 |
| 5.4.5 热弯曲汽轮发电机启停机试验 |
| 5.5 轴系振动不规则波动 |
| 5.5.1 现象描述 |
| 5.5.2 可能的原因分析与试验排查 |
| 5.5.3 后续处理计划 |
| 第六章 全文总结和展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 |
（4）汽轮机高中压转子蠕变损伤设计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 汽轮机高中压转子的特点及设计方法简介 |
| 1.2.1 汽轮机高中压转子的特点 |
| 1.2.2 汽轮机高中压转子设计方法简介 |
| 1.3 汽轮机转子服役失效历程 |
| 1.3.1 汽轮机转子蠕变损伤失效 |
| 1.3.2 汽轮机转子局部裂纹扩展失效 |
| 1.4 汽轮机高中压转子强度设计研究现状 |
| 1.4.1 汽轮机转子蠕变强度设计进展 |
| 1.4.2 汽轮机转子裂纹扩展设计现状 |
| 1.5 蠕变损伤设计方法及本构方程研究进展 |
| 1.5.1 蠕变损伤机理 |
| 1.5.2 蠕变损伤设计方法 |
| 1.5.3 蠕变损伤本构方程研究进展 |
| 1.6 汽轮机高温蠕变强度研究存在的问题 |
| 1.7 本文的主要任务与研究内容 |
| 第2章 汽轮机转子材料的蠕变试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 汽轮机转子材料的解剖及试样 |
| 2.2.1 材料化学成分 |
| 2.2.2 试验材料取样方法 |
| 2.3 材料化学成分分析和金相试验 |
| 2.3.1 试验方法 |
| 2.3.2 试验结果 |
| 2.4 高温强度试验 |
| 2.4.1 试验方法和试验设备 |
| 2.4.2 拉伸试样 |
| 2.4.3 高温强度试验结果 |
| 2.5 蠕变试验 |
| 2.5.1 试验方法和试验设备 |
| 2.5.2 蠕变试样 |
| 2.5.3 蠕变试验结果 |
| 2.5.4 蠕变寿命预测 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于损伤理论的蠕变本构模型修正 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于热力学理论的蠕变损伤方程推导 |
| 3.2.1 热力学损伤基本原理 |
| 3.2.2 热力学势 |
| 3.2.3 损伤应变能释放率 |
| 3.2.4 耗散势和蠕变损伤演变方程 |
| 3.3 模型验证 |
| 3.3.1 材料参数测量 |
| 3.3.2 试验验证结果及讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 汽轮机转子材料的蠕变裂纹扩展试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 蠕变裂纹扩展试验 |
| 4.2.1 蠕变裂纹测量技术 |
| 4.2.2 试样形状和尺寸 |
| 4.2.3 试验设备 |
| 4.2.4 试验方案 |
| 4.3 试验结果与讨论 |
| 4.3.1 蠕变裂纹尖端的微观损伤分析与表征 |
| 4.3.2 服役损伤对蠕变裂纹扩展速率的影响 |
| 4.4 基于蠕变裂纹扩展速率的服役转子剩余寿命预测 |
| 4.4.1 基于事件相关断裂参量C~*的预测方程 |
| 4.4.2 考虑损伤影响的蠕变裂纹扩展速率预测方程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于损伤理论的汽轮机转子蠕变设计方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于损伤理论的汽轮机转子蠕变设计理论 |
| 5.2.1 汽轮机转子蠕变损伤强度设计 |
| 5.2.2 裂纹扩展引起的汽轮机转子局部蠕变损伤设计理论 |
| 5.2.3 基于损伤理论的汽轮机转子蠕变设计方法 |
| 5.3 服役转子的蠕变损伤再设计方法 |
| 5.4 基于损伤理论的汽轮机转子蠕变设计实例分析 |
| 5.4.1 汽轮机蒸汽参数 |
| 5.4.2 汽轮机高中压转子温度场 |
| 5.4.3 汽轮机转子有限元模型 |
| 5.4.4 汽轮机高中压转子蠕变损伤设计结果与讨论 |
| 5.4.5 蠕变损伤设计结果验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文主要工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 后期工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）汽轮机启动过程优化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 联合循环中使用的汽轮机及暖机操作 |
| 2.1 联合循环汽轮机的结构特点 |
| 2.2 联合循环汽轮机的运行特点 |
| 2.3 联合循环汽轮机转子 |
| 2.4 暖机操作过程及存在问题 |
| 2.4.1 摩擦鼓风 |
| 2.4.2 加热效果不明显 |
| 2.4.3 造成能源浪费 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 数值实验的实现 |
| 3.1 转子热应力有限元计算 |
| 3.1.1 转子有限元计算基础 |
| 3.1.2 转子有限元计算模型 |
| 3.2 暖机优化操作方案的制定 |
| 3.2.1 实际启动过程数值计算 |
| 3.2.2 优化前暖机操作过程分析 |
| 3.3 数值实验结果分析 |
| 3.3.1 暖机操作过程数值实验方案制定 |
| 3.3.2 数值实验结果讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 现场试验的实现及分析 |
| 4.1 暖机操作过程优化安全性讨论 |
| 4.1.1 低温脆性转变温度 |
| 4.1.2 差胀的控制 |
| 4.2 现场试验情况 |
| 4.3 转子低周疲劳寿命损耗估算及经济性分析 |
| 4.3.1 低周疲劳寿命损耗 |
| 4.3.2 经济性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 超(超)临界机组启动过程转子应力数值实验 |
| 5.1 超(超)临界机组转子模型建立 |
| 5.2 启动过程数值实验实施 |
| 5.3 数值实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（7）600MW汽轮机转子应力应变热固耦合数值分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内研究现状 |
| 1.2.2 国外研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 汽温呈线性变化对转子温度及热应力的解析计算 |
| 2.2 热分析的有限单元法 |
| 2.3 应力应变数学模型 |
| 2.4 金属疲劳损伤机理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 温度场和应力场计算与分析 |
| 3.1 机组概况及特点介绍 |
| 3.2 建立几何模型及网格划分 |
| 3.3 边界条件的确定 |
| 3.3.1 蒸汽参数的确定 |
| 3.3.2 放热系数的计算 |
| 3.4 转子上各类力的合成 |
| 3.4.1 转子上各类应力的分析 |
| 3.4.2 合成应力与当量应力 |
| 3.5 有限元计算结果与分析 |
| 3.5.1 冷态启动 |
| 3.5.2 温态启动 |
| 3.5.3 热态启动 |
| 3.5.4 正常停机 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 转子寿命损耗计算与分析 |
| 4.1 转子低周疲劳寿命损耗的概念 |
| 4.1.1 低周疲劳寿命损耗的估算方法 |
| 4.1.2 低周疲劳寿命损耗的计算结果分析 |
| 4.2 高温蠕变寿命损耗 |
| 4.2.1 基于 Mises 应力的转子蠕变分析 |
| 4.2.2 蠕变模型 |
| 4.2.3 蠕变计算与线性累积损伤分析 |
| 4.2.4 基于连续损伤力学的转子蠕变强度分析 |
| 4.3 低周疲劳和蠕变交互作用下寿命损耗的计算 |
| 4.3.1 基于线性累积方法的转子疲劳－蠕变寿命损耗分析 |
| 4.3.2 基于连续损伤力学方法的转子疲劳－蠕变寿命损耗分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 后续工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（8）30Cr2Ni4MoV钢低压转子热处理工艺的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 低压转子用钢 |
| 1.2.1 核能发电技术 |
| 1.2.2 低压转子用钢的发展 |
| 1.2.3 低压转子用钢的性能要求 |
| 1.2.4 低压转子用钢的合金化原理 |
| 1.3 大型锻件的热处理 |
| 1.4 热处理过程的物理模拟 |
| 1.5 热处理过程的数值模拟 |
| 1.5.1 国内外研究概况 |
| 1.5.2 存在问题与挑战 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 30Cr2Ni4MoV 钢的相变动力学与组织转变 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原理 |
| 2.2.1 热膨胀法 |
| 2.2.2 定量金相法 |
| 2.3 30Cr2Ni4MoV 钢的奥氏体化相变动力学 |
| 2.3.1 实验材料及步骤 |
| 2.3.2 实验结果与讨论 |
| 2.3.2.1 奥氏体化相变动力学方程 |
| 2.3.2.2 奥氏体化相变激活能的计算 |
| 2.3.2.3 奥氏体化相变动力学参数 n 与 k0的计算 |
| 2.3.2.4 连续加热与等温奥氏体化相变动力学曲线 |
| 2.4 30Cr2Ni4MoV 钢的过冷奥氏体等温转变动力学 |
| 2.4.1 实验材料及步骤 |
| 2.4.1.1 珠光体转变 |
| 2.4.1.2 贝氏体转变 |
| 2.4.2 实验结果与讨论 |
| 2.4.2.1 珠光体等温转变动力学 |
| 2.4.2.2 晶粒大小对珠光体转变的影响 |
| 2.4.2.3 贝氏体转变不完全现象 |
| 2.4.2.4 贝氏体等温转变动力学 |
| 2.4.2.5 TTT 图及其影响因素 |
| 2.5 30Cr2Ni4MoV 钢的连续冷却转变 |
| 2.5.1 实验材料及步骤 |
| 2.5.2 实验结果与讨论 |
| 2.5.2.1 膨胀曲线与 CCT 图 |
| 2.5.2.2 奥氏体化时间对 CCT 图的影响 |
| 2.5.2.3 K-M 公式中 M_s的确定方法 |
| 2.5.2.4 K-M 公式中α的拟合 |
| 2.6 30Cr2Ni4MoV 钢过冷奥氏体转变的组织分析 |
| 2.6.1 等温转变的组织分析 |
| 2.6.2 连续冷却转变的组织分析 |
| 2.6.2.1 10°C/s 冷却时的组织 |
| 2.6.2.2 2°C/s 冷却时的组织 |
| 2.6.2.3 1°C/s 冷却时的组织 |
| 2.6.2.4 0.2°C/s 冷却时的组织 |
| 2.6.2.5 0.05°C/s 冷却时的组织 |
| 2.6.2.6 0.01°C/s 冷却时的组织 |
| 2.6.3 转变产物的硬度分析 |
| 2.6.4 临界冷却速度 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 30Cr2Ni4MoV 低压转子热处理模拟的模型与参数 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 热处理过程数值模拟的数学模型 |
| 3.2.1 温度场的计算模型 |
| 3.2.2 相变量的计算模型 |
| 3.2.2.1 扩散型相变 |
| 3.2.2.2 非扩散型相变 |
| 3.2.3 相变塑性的计算模型 |
| 3.2.4 应力场的计算模型 |
| 3.2.4.1 热弹塑性有限元平衡方程 |
| 3.2.4.2 热弹塑性应力应变关系 |
| 3.2.4.3 总应变的处理 |
| 3.2.5 温度-相变-应力的耦合计算模型 |
| 3.3 热物性参数 |
| 3.3.1 热膨胀系数 |
| 3.3.2 密度 |
| 3.3.3 比热容 |
| 3.3.4 相变潜热 |
| 3.3.5 导热系数与热扩散系数 |
| 3.4 力学性能参数 |
| 3.4.1 真应力-真应变曲线 |
| 3.4.2 弹性模量、屈服强度与塑性模量 |
| 3.5 表面换热系数 |
| 3.5.1 工件与大气环境的换热系数 |
| 3.5.2 工件在炉内的换热系数 |
| 3.5.3 工件喷水冷却时的换热系数 |
| 3.6 应力与组织转变的相互作用 |
| 3.6.1 马氏体相变塑性及应力对马氏体相变的影响 |
| 3.6.1.1 实验方法及试样 |
| 3.6.1.2 相变塑性参数 K |
| 3.6.1.3 应力对相变动力学参数α及 Ms点的影响 |
| 3.6.2 贝氏体相变塑性及应力对贝氏体相变的影响 |
| 3.6.2.1 实验方法及试样 |
| 3.6.2.2 相变塑性参数 K |
| 3.6.2.3 应力对相变动力学参数 b、n 以及 ts的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 低压转子的锻后热处理与晶粒细化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 低压转子的粗晶问题 |
| 4.2.1 粗晶的形成原因 |
| 4.2.2 组织遗传 |
| 4.2.3 晶粒细化方法 |
| 4.3 正火温度对晶粒细化的影响 |
| 4.3.1 实验材料与方法 |
| 4.3.1.1 原始材料与预处理工艺 |
| 4.3.1.2 实验步骤 |
| 4.3.1.3 晶粒尺寸的测量 |
| 4.3.2 实验结果与分析 |
| 4.4 多次正火工艺对晶粒细化的影响 |
| 4.4.1 实验目的与方案 |
| 4.4.2 多次正火工艺要求 |
| 4.4.2.1 加热工艺参数 |
| 4.4.2.2 正火温度及正火次数 |
| 4.4.2.3 冷却工艺参数 |
| 4.4.3 多次正火的有限元数值模拟 |
| 4.4.3.1 几何模型与网格划分 |
| 4.4.3.2 数学模型及参数 |
| 4.4.3.3 模拟结果 |
| 4.4.4 多次正火的模拟炉物理模拟 |
| 4.4.4.1 物理模拟方案 |
| 4.4.4.2 物理模拟结果及分析 |
| 4.5 珠光体转变对晶粒细化的影响 |
| 4.5.1 实验方法 |
| 4.5.2 实验结果与分析 |
| 4.6 低压转子锻后热处理工艺的制订 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 低压转子淬火冷却的数值模拟与工艺 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低压转子淬火冷却过程的数值模拟 |
| 5.2.1 工艺条件 |
| 5.2.2 几何模型与网格划分 |
| 5.2.3 边界条件与初始条件 |
| 5.2.4 数学模型与材料参数 |
| 5.2.5 直径 2826mm 低压转子的模拟结果与分析 |
| 5.2.6 直径 1768mm 低压转子的模拟结果与分析 |
| 5.3 相变应变及相变塑性应变对淬火应力的影响 |
| 5.4 喷水强度对冷却过程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 低压转子热处理工艺的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 热处理工艺的制订 |
| 6.2.1 锻后热处理工艺 |
| 6.2.2 性能热处理工艺 |
| 6.3 低压转子热处理工艺的应用及建议 |
| 6.3.1 直径 1768mm 低压转子 |
| 6.3.2 直径 2826mm 低压转子 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第7章 全文总结 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文及申请专利 |
（9）汽轮机流量与温度可调的高温空气快速冷却方案研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究意义 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.3 国内外汽轮机强迫冷却的方法对比 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 高温空气冷却装置设计 |
| 2.1 传统压缩空气冷却设备 |
| 2.2 新型压缩空气冷却装置 |
| 2.2.1 设计思路 |
| 2.2.2 新型压缩空气冷却装置结构 |
| 2.2.3 高温空气生产步骤 |
| 2.2.4 高温空气生产控制系统 |
| 2.2.5 温度与流量可控生产 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 快速冷却方案设计 |
| 3.1 汽轮机总体概述 |
| 3.2 运行方式和温度、差胀控制的主要术规范 |
| 3.3 汽轮机汽缸壁传热过程分析 |
| 3.3.1 凝结放热 |
| 3.3.2 对流放热 |
| 3.3.3 汽轮机在启停和变工况时的传热 |
| 3.4 汽轮机停机过程 |
| 3.4.1 滑参数停机 |
| 3.4.2 高温空气快速冷却 |
| 3.5 压缩空气量的确定 |
| 3.6 快速冷却换热系数计算 |
| 3.7 控制方程 |
| 3.8 快速冷却方案设计 |
| 3.8.1 各参数对快速冷却影响 |
| （1） 分段间隔的影响 |
| （2） 汽缸与冷却空气温差的影响 |
| （3） 流量影响 |
| 3.8.2 最优快速冷却 |
| 3.9 关于寿命损耗的分析 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 汽轮机高温空气快速冷却温度场模拟 |
| 4.1 有限元原理及 ANSYS 介绍 |
| 4.1.1 有限元算法的发展 |
| 4.1.2 有限元模型的建立 |
| 4.1.3 有限元网格划分 |
| 4.2 汽轮机汽缸有限元模型的建立 |
| 4.2.1 数学模型概述建立原则 |
| 4.2.2 数学模型的建立 |
| 4.3 Ansys 汽缸建模 |
| 4.3.1 模型验证 |
| 4.4 滑参数停机 |
| 4.5 自然冷却和传统冷却 |
| 4.6 双变装置快冷 |
| 4.6.1 温度可变汽缸温度场 |
| 4.6.2 双变装置流量可变汽缸温度场 |
| 4.6.3 最优快速冷却 |
| 4.6.4 最优快速结果验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.结论 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 附件 |
（10）超超临界汽轮机转子热应力预测与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 西门子1000MW 超超临界汽轮机控制保护系统简介 |
| 1.2.1 系统概述 |
| 1.2.2 控制系统的功能 |
| 1.2.3 汽轮机保护系统 |
| 1.2.4 DEH 硬件的选型及系统配置 |
| 1.2.5 EH 系统 |
| 1.2.6 监测仪表（TSI） |
| 1.3 国内外研究概况 |
| 1.3.1 汽轮机转子的温度场及应力场分析 |
| 1.3.2 汽轮机转子的热应力在线计算 |
| 1.3.3 汽轮机转子的热应力控制 |
| 1.4 本文的主要工作及论文安排 |
| 第二章 汽轮机转子热应力分析理论及COMSOL 简介 |
| 2.1 热－弹塑性理论与有限元方法 |
| 2.1.1 热－弹塑性理论 |
| 2.1.2 建模的基本步骤 |
| 2.1.3 有限元法建模的一般原则 |
| 2.2 COMSOL MULTIPHYSICS软件简介 |
| 2.2.1 COMSOL 应用模块 |
| 2.2.2 使用COMSOL 建模的一般过程 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 高压转子热应力的有限元计算与分析 |
| 3.1 高压转子的几何建模 |
| 3.2 求解域与边界条件的设置 |
| 3.2.1 求解域的设置 |
| 3.2.2 边界条件的设置 |
| 3.3 网格的划分 |
| 3.4 温度分布的仿真和结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 高压转子非线性热应力在线计算 |
| 4.1 现有的汽轮机转子温度在线计算算法 |
| 4.2 热应力在线计算的仿真 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 汽轮机高压转子的热应力控制策略 |
| 5.1 西门子1000MW 超超临界汽轮机机组热应力计算控制介绍 |
| 5.1.1 西门子应力估算器（TSE）的简介 |
| 5.1.2 西门子应力分析的理论基础 |
| 5.1.3 西门子应力控制（TSC）的概念 |
| 5.2 热应力在线监控 |
| 5.3 基于σ0.2 和σcr 的许用应力计算 |
| 5.4 温度裕度 |
| 5.5 西门子的热应力控制策略--可变温度准则 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、600MW汽轮机空气强制冷却时高中压转子热应力比较（论文参考文献）
- [1]超超临界汽轮机中压涡流冷却的机理研究[D]. 周代伟. 上海交通大学, 2020(01)
- [2]非定常流动条件下中压转子冷却的气热耦合数值研究[D]. 任伟. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [3]核电湿蒸汽汽轮发电机组不平衡响应特性及典型振动故障研究[D]. 杨璋. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [4]汽轮机高中压转子蠕变损伤设计方法研究[D]. 叶婷. 华东理工大学, 2016(01)
- [5]论上海汽轮机厂300MW汽轮机组快冷装置的使用[J]. 陈书红,于钦利. 科技创新导报, 2014(31)
- [6]汽轮机启动过程优化研究[D]. 丁阳俊. 浙江大学, 2013(10)
- [7]600MW汽轮机转子应力应变热固耦合数值分析[D]. 郝宗凯. 华北电力大学, 2013(S2)
- [8]30Cr2Ni4MoV钢低压转子热处理工艺的研究[D]. 陈睿恺. 上海交通大学, 2012(12)
- [9]汽轮机流量与温度可调的高温空气快速冷却方案研究[D]. 钟世青. 华南理工大学, 2012(03)
- [10]超超临界汽轮机转子热应力预测与研究[D]. 祁昊. 上海交通大学, 2011(07)