200MW高温气冷堆核电汽轮机进汽阀门设计研究

论文摘要

进汽阀门是汽轮机设备中的关键部件，是汽轮机的进汽调节设备，其性能的优劣往往决定了整个汽轮机的安全可靠性和运行经济性。论文以200MW高温气冷堆核电汽轮机的进汽阀门系统为研究对象，针对寿命考核需要40年且核电项目的安全性要求的特性和开发难点，在阀门进行模块化设计的基础上，对阀门内部的流场特征和阀门主体在稳态、非稳态工况下的高温强度进行计算和研究分析，给出了阀门工程化设计的重要理论依据。进汽阀门存在蒸汽滤网会导致蒸汽在阀门内部流动时产生压损，且滤网的结构比较复杂，本文中对滤网采用多孔介质模型进行模化，使主汽阀及主调阀内部三维全流场计算和阀门压损计算得以实现。计算表明，当阀门开度比较小的时候，压损达到9%，而当阀门开度较大，且处于满负荷运行状态时，压损为1.8%左右。同时本文中通过计算获得不同阀门开度情况下阀壳温度场的数据资料，为阀门热应力、高温蠕变及蠕变疲劳综合损伤分析提供基础，通过对阀门的高温强度分析和蠕变疲劳综合损伤的预测表明，40年高温运行工况下，蠕变疲劳综合损伤达到0.34左右，需要对阀门的运行状态密切监视。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 相关技术的国内外研究现状
• 1.3 本论文的主要内容
• 第二章 基本理论及方法
• 2.1 主调阀组内部流动特征分析
• 2.2 阀门计算的数学模型
• 2.3 控制方程离散化
• 2.4 滤网的多孔介质模型及工作介质模型
• 2.5 进汽阀门的高温强度问题
• 2.6 蠕变和疲劳的损伤力学原理
• 2.7 本章小结
• 第三章 阀门模块化设计及流动分析
• 3.1 阀门模块化设计
• 3.2 阀门内的流动分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 阀门的高温强度分析
• 4.1 稳态工况下的强度分析
• 4.2 非稳态工况下的强度分析
• 4.3 阀体的高温蠕变分析
• 4.4 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
• 上海交通大学学位论文答辩决议书