百万等级给水泵汽轮机高速转子特性分析

论文摘要

转子是汽轮机设备中最为关键的部件之一。其优劣往往决定了整个机组的安全可靠性。在发电用汽轮机转子的研发中,转子轴向推力与转子动态特性一直是设计者的关注重点,而在给水泵汽轮机领域,给水泵需要变转速运行的特点,更是为给水泵汽轮机转子的研发带来挑战。随着具有明显高效、节能和环保优势的超超临界1000MW汽轮发电机组在我国的迅猛发展,配套的22.5MW驱动锅炉给水泵汽轮机的市场需求也越来越大、竞争越来越激烈。如何设计出安全可靠又经济高效的22.5MW给水泵汽轮机,成为在该市场立足的关键。然而,在对22.5MW等级给水泵汽轮机的研发中,存在着前所未有的挑战。由于机组功率较大,巨大的轴向推力在单流结构中很难得到平衡,若采用双流设计,又会大大增加机组的制造成本与电厂的建设成本,使产品不具竞争力;此外,高速转子变速范围广,其临界转速避开工作转速的难度大,对其进行设计调整又会牵涉到轴向推力的改变,如此“牵一发而动全身”的局面使得22.5MW给水泵汽轮机转子的研发形式扑朔迷离。论文以配套1000MW等级超超临界汽轮发电机组的22.5MW驱动锅炉给水泵汽轮机为研究对象;针对机组“功率高、推力大、转速范围广”的特性及开发难点,对其高速转子轴向推力和动态特性进行了计算和研究分析;缓解了转子轴向推力、临界转速方面互相影响、互相制约的矛盾;证明了单流式设计仍然适用于22.5MW给水泵汽轮机,保证其安全、稳定、高效地运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文的主要内容
• 第二章 基本理论及方法
• 2.1 转子动力学
• 2.2 转子的轴向推力
• 2.3 本章小结
• 第三章 转子临界转速的研究
• 3.1 初模型的建立及模化
• 3.2 影响临界转速的结构敏感因素
• 3.3 本章小结
• 第四章 转子轴向推力的研究
• 4.1 降低轴向推力的通用性措施
• 4.2 临界转速调整对轴向推力的联动影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的学术论文