Экспериментальное определение усилий в корпусных деталях и паропроводах турбоустановок при эксплуатационных режимах тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.06 ВАК РФ

Комитет по высшей школе Министерства науки, высшей школы и технической политики МОСКОВСКИЙ АВГ0НЕХАШ1ЧЕСг31П ИНСТИТУТ

На правах, рукописи

РЕЧ1ИН Герман Петрович

УДК 621-135.0С1.5

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИИ В КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЯХ И ПАРОПРОВОДАХ ТУРЕОУСТАНОВОК ПРП ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РЕЕИМАХ

Спещ:гльность 01.02.06. - Лднамика, прочность места,

приборов и аппаратуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёно:: степени кандидата технических наук

Мое '-за - 1993

Работа выполнена не кафедре "Сопротивление материалов" Московского автомеханического института. ■ Научный руководитель - кандидат технических наук,

доцент Сенин'В.С. Научны;": консультант - кандидат технических наук, 1

с.н.с. Авруцкий Г.Д. Официальные оппоненты: - доктор технических наук, |

профессор Трухний А.Д. - кандидат технических наук, с.н.с. Сергеев А.И. I Ведущее предприятие - фирма ОРГРЗС'

Заиита диссертации состоится " 17 " Марта. 1993г. в 16 часов на заседании специализированного совета л Сбо.49.01 по присуждению учёно;", степени кандидата технических наук Московского автомеханического института по адресу: 1С5067, г.Москва, ул.Б.Семеновская, д.38, ШСдИ, ауд.Б-301.

С диссертацией козно ознакомиться в научно-технической библиотеке института. .

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, завеоенные печатью, прос::м направлять по вышеуказанному адресу.

ч — { С' '

Автот:е-.ерат разослан " ''> " 1^3 г.

Ученк;: секретарь

спЕцпачпзироЕанного совета К 063.49.01 кандидат технических наук

I

йъ Завьялов .О.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В ряду актуальных задач, тес:;о связанных с проблемой повышения эксплуатационной надежности мощных турбома-шин, одной из наиболее важных в настоящее время является задача нормализации тепловых перемещений корпусов турбоустановок.

Как известно,1 конструкция современных турбоустановок должна обеспечивать свободнне тепловые перемещения корпусных деталей при их нагреве или охлаждении в проц^се проведения п"' :о-остановоч-ных режимов. Однако в последние годы весьма частыми стали случаи нарушения таких перемещений, проявляющиеся в скачкообразном пере-месу«:ии корпусов при пусках и невозврате в исходное состояние пгя остановках. При этом наблюдается опасное деформирование ригеля фундаментной рамы, возникновение недопустимо высокого уровня напряжении в отдельных узлах турбоустановок, появление низкочастотной вибрации'и других неблагоприятных факторов, которые существенно снижают эксплуатационную надежность турбомашн.

Как показали исследования, проведенные ранее, одной из причин стеснения тепловых перемещений может быть силовое воздействие на корпуса присоединенных трубопроводов. Однако оставался неясным механизм этс-"о явления, действительная величина усилий и напряжений, возникающих в трубопроводах и корпусах при этом, сеязь их с эксплуатационными режимами и ряд других вопросов, решение которых позволило бы выработать комплекс мероприятий, направленных на нормализацию тепловых перемещений турбоустановок и повышение надежности пуско-остановочных операций при эксплуатации.

Решению указанных вопросов я посвящена настоящая работа.

Цель работы. Экспериментальное определение величин усилпй в

-корпусных деталях и паропроводах в связи с нарушениями тепловых перемещений цилиндров при- пуско-сзтановочных режимах и улучшение характеристик этих перемещений..

Объект исследования. Наиболее распространеь.-ше промышленные турбоустановки, работающие в сочетании переменных и стационарных режимов.

Методы исследования. В настоящей работе использован метод высокотемпературной натурной тензометрии, развитый применительно к поставленным в работе задачам, а также применены расчетные методы исследования, в частности, численные методы математического анализа. *

Научная новизна. Разработаны метод и средства натурных исследований усилий в опорах корпусов, а также в паропроводах турбо-устансвок при эксплуатационных режимах. Разработанные силоизмери-тели с повышенной разрешающей способностью позволяют проводить измерения усилий в опорах корпусов и паропроводах в широком диапазоне нагрузок непосредственно в процессе проведения режимов. Выполнены исследования и поручены новые данные по напряжениям и усилиям е корпусных частях и присоединенных паропроводах при рабочих ркхимах. Проведен расчетный анализ взаимосвязи усилий в опорах корпуса цилиндра высокого давления и присоединенных паропроводах и сйормулированы основные закономерности возникновения и развития нерасчетных усилий в элементах исследуемой конструкции в зависимости от эксплуатационных режимов.

Практическая ценность. Практическая ценность работы заключается в том, что её основные результаты использованы при разработке рекомендаций по нормализации тепловых расширений турбо-установок, внедрение которых позволяет улучшить характеристики пере^ешений корпусоз турбомашпн. Разработанные силоизмерители применяются в процессе испытаний турбоустановок после текудего

капитального ремонта для контроля за изменением усилий в опорах корпусов при пуско-остановочных режимах.

Реализация работы. Результаты исследование и предлозенные рекомендации использовались при технической модернизации эксплуатирующихся турбоустановок, а такхе были применены при разработке методических указаний по нормализации тепловых расширений турбоустановок МУ-РД-34.30.506 -.90.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях ¿.1А.МИ г.дМослза в 1987 и 1989 г.г.; на X Всесоюзной-конференции "Методы и средства тензометрии и их применение в неродном хозяйстве" г.Свердловск 19с1| г.; на Международной конференции ШЕКО "Испытательное оборудование для экспериментальных исследований механических свойств материалов и конструкций" г.ыосква 1359 г., на Всесоюзном совещании "Проблемы тепловых расширений крупных парэЕых турбин и опыт их нормализации в условиях действующих электростанций" г.Алма-ата 1590 г.; на кафедре "Сопротивление материалов" МАШ в 1991 и 1952 г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных.работ. I

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы, включакь-щего 90 наименований. Работа содержит 156 страниц машинописного текста, из) них 55 страниц с рисунками, графиками л таблицам.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТА

Во ввелении подчеркивается актуальность рашае.-шх в работе задач пля проектирования и эксплуатации мойных турбоустановок и дана аннотация основного материала диссертации.

В первой главе проведен анализ вЛшяэипх факторов, связанных

с нарушениями нормальных тепловых перемещений корпусов турбоуста-новок при пуско-остановочных рейтах. При этом показано, что одной из основных причин таких нарушений является силовое воздействие присоединенных участков трубопроводов, проявляющееся в перераспределении опорных реакций цилиндров высокого давления (ВД) и среднего давления (СД), в также изменении напряженного состояния (усилий) в стенках самих корпусов (рис.1).

Взаимодействие корпусов ВД и ' , и трубопроводной системы при эксплуатации, особенно при пуско-остансвочных режимах, является сложным процессом. Исследование этого процесса с оценкой усилий в корпусах л присоединенных трубопроводах расчетным путем весьма затруднительно, а в ряде случаев, практически невыполнимо из-—з£ сложности конструктивного исполнения, разнообразия действующих нагрузок, а также трудности правильного задания граничных условий.

Силовое взаимодействие трубопроводов и корпусов может быть исследовано экспериментально с применением стендовых и натурных метопов, в честности, метода натурной тензометрии, который был существенно развит в диссертационной работе применительно к решению поставленных в ней задач. Основными из этих задач являются: I. Исследование усилий, возникающих в основных паропроводах И -опорах корпусов цилиндров ЗД и СД при эксплуатационных режимах.

Исследование усилий в корпусной части цилиндров, связанных с нарушением нормального теплового расширения корпусов турбоуста-новки.

3. Оценка силового влияния трубопроводов на пэрераспределенпе усилий в опорах цилиндров 5Д и СД при эксплуатации и выявление обЛ1х закономерностей и особенностей изменения исследуемых усилий в зависимости от эксплуатационных режимов.

4. Разработка рекомендаций, направленных на повышение надежности

О -10

-20 -30

(э.МПа

0 -10

-20 -30

/ \

28 Г t

V / V —4-

V 32 --' \1

0 1 Г,час. 6\ша

корпус СД

с

л 31 1 1 1

/ 30

Т.час.

Рис.1. Изменение напряжении в корпусе СД на ренгг.:е прогрева

работы турбоустзновок при пуско-остановочных режимах.

Каадал из ¿тих задач предъявляет определенные требования к средствам и методу измерений, которые- в процессе проведения стендового или натурного эксперимента должны обеспечивать:

- получение достоверных данных при измерениях в экстремальных условиях работы тензоизмерительной системы;

- установку больпого числа измерительных точек и отладку тензоизмерительной системы в сжатые сроки;

- наденнугз зашзту измерительных средств от воздействия агрессивных сред; 1

- синхронную регистрацию деформации и температур;

- оперативную обработку результатов измерений непосредственно в процессе испытаний.

Втогая глава посвя^зна разработке экспериментальных методик и средств измерений, отвечающих указанным выше требованиям.

Тензометрпческсе исследование внутренних усилий в присоединенных паропроводах турбоустановок, возникающих при эксплуатационных

*

режимах и обусловленных стеснений.: тепловых перемещении корпусных деталей, вызывает серьезные затруднения. Связано это с тем, что, несмотря на достаточно высокий уровень усилий, деформация в деталях сравнительно малы, так как площади поперечных сечений паропро-еспоб весьма значительны. Если измерения малых деформаций в усло-1пях климатических температур не вызывает особых трудностей, то при повышенных температурах возникают сложности, связанные с тем, что абсолютная погрешность измерений в таких услоЕия:* традиционным способом может достигать величин, сопоставимых с измеряемой величиной.

Снизить относительную погрешность 'и, таким образом, повысить точность измерений деформаций мозно, применяя известный при;.: лп мультлпреобразованпя деформации. Однако специфичные условия на-

турных измерений в элементах турбоустановок требуют новых подходов и разработок в реализации этого принципа.

Решение поставленной задачи осуществляется за счет совместного использования схемного и конструктивного'способов умножения измеряемой деформации. Первый способ заключается в использовании зависимости величины выходного сигнала тензометрпческого моста от схемы соединения тензорезисторов. Второй способ основан на использовании эффекта концентрации 'напряжений в конструкции преобразователя. На рис.2 показана схема разработанного преобразователя деформации, который был применен при исследовании усилий в осноз-ных паропроводах турбоустановок.

Функция преобразования измеряемой деформации для такого преобразователя записывается следующим образом:

£пр = К1Кг£А (I)

где и К2 - схемный и конструктивный коэффициенты увеличения измеряемой деформации; £д - деформация исследуемо:': детали в месте установки преобразователя. При полномостово:: схеме соединения тензорезисторов 1...4 (рис.2) и соотношении щнрины преобразователя к диаметру отверстия равной 2, мояно получить увеличение измеряемой деформации в 5...7-раз. Коэ'гфтдея? увеличения измеряемой деформации существенном образом зависит от способа закрепления преобразователя на детали. В связи с этим были лссле-доеэны ргзллчные способы .закреплений и показано, что наиболее эффективным является закрепление преобразователя с помощью специальных прижимных пластин с применением абразивной пасты.

С учетом разработанной в данной работе методики, определение величин внутренних диловых факторов в исследуемых трубопроводах проводилось следующим образом:

- ГО -

м ~2К{ Кг V №пРо~£прш)г-"(6пРо+£"Рш2£"р4 (3)

где N и М - продольное усилие и изгибающий момент в трубопроводе соответственно; А - площадь поперечного сечения трубопровода; V/ - момент сопротивления сечения трубопровода при изгибе; £лр0 ,6п- значения функций преобразования деформаций измерителей, установленных по периметру поперечного сечения трубопровода.

Для исследования усилий в опорах корпусов турбоустановок, изменяющихся в процессе проведения режимов, была разработана методика, основанная на применении силоизмерителей, в которых использован принципиально новый способ размещения чувствительных элементов на упругом элементе; тевзорезисторы ориентируются в плоскости, перпендикулярной действию внешней негрузке (Рис.3). Такое размещение тензорезисторов дает возможность изготавливать упругий элемент силоизмерителей достаточно малой толщины, что позволяет использовать их одновременно и в качестве штатных прокладок под опорами корпусов

I

турбоустановок. Проведенные расчетные исследования показали, что воспроизводимость выходного сигнала силоизмерителя получается достаточно стабильной независимо от точки приложения Енескеп силы. Это свойству является необходимым условием,надежной работы силоизмерительных устройств, так как в местах их установки на натурном объекте имеется изначальная непараллельность рабочих плоскостей, вследствие чего точка приложения внешней силы может перемещаться в процессе работы турбо-установки. В силоизмерительном устройстве также был использован оригинальный принцип увеличения выходного сигнала, реализуемы:; на основе совместного использования схемного и кон-

Рис.2. Конструкция преобразователя дафор:.'.ащщ

F

тензорезистор

-тм;

J CD Г -,—^- m с

■> /~7""Ч-7-7-7-7-7—] _7—7—^—7-../..-7— / ?—7—7

Рпс.З. Разработанное сплоизиерительное устройство

структивного способов его умножения (I).

Разработанные силс^змерители позволяют проводьть измерения сгимающих нагрузок в натурных условиях в диапазоне до 800 кН при рабо'-лх температурах до 450°С с тензорезисторами типа ШТ и при температурах до 200°С с тензорезистораш типа КФ. •

С целью получения требуемой точности измерения де-ормаций

с

в элементах турбоустановок (1...2'КГ_) был применен измерительно-вычислительный комплекс, в состав которого вошли серийно вы-пускааааяся тензоизмерательная система СЫГГ-З, персональная ЭШ и специально разработанный блок для измерения температур с коммутирующим устройством. Модернизированный измерительно—вычислительный комплекс обеспечивает: синхронную регистрацию показаний тензорезисторов и термопар с возможностью подключения различных схем соединения тензорезисторов; работу системы в автономном ре-Епме; возможность оперативной обработки полученной информации и ее хранение; транспортабельность и работу системы в натурных условиях эксперимента.

В работе выполнен анализ погрешностей измерений, наиболее' —значимыми из которых являются:

а) при определении усилий в тру'бопроводах:

- погрешность, связанная с разностью температур между стенкой трубопровода и чувствительным элементом измерителя ( Strt ):

- погрешность, связанная с ужестсчаюшл влиянием корпуса измерителя ( S* ); |

б) при определении усилий в опорах корпусов турбоустановки:

- погрешность, обусловленная поверхностным трением упругого элемента измерителя о сжиызю!1?1е плоскости ( Stр );

- погравнссть, связанная с перемещением точки приложения силы в процесс-з натурного эксперимента ( S тоик ); .

- погрешность, связанная с неравномерностью температур в упру-

гом элемента измерителя ( в рп )-

Суммарная среднеквадратичная погрешность измерении усилий в элементах турбо^становок с применением разработанных преобразователей составила 8...10 £ или 30...40 кН в абсолютных единицах при максимальном уровне усилий 400 кН.

В третьей главае приводятся результаты стендовых и натурных исследований усилий в элементах турбоустзновок. Стендовые исследования, проведенные с имитацией стеснения тепловых расширений, показали, что при этом действительно происходят изменения в на-груженности отдельных элементов турбоустзновки и перераспределение опорных реакций корпусов цилиндров. Натурные испытания позволили исследовать характер этих изменений и их зависимость от эксплуатационных режимов. Так например, во время прогрева паропроводов турбоустановки 800 МВт было отмечено изменение напряжений в измерительных точках (43;45), установленных на верхней образующей корпуса цилиндра среднего давления (Рис.4). Характер изменения напряжении свидетельствует о том, что в присоединенных участках паропроводов могут возникать значительные изгибс:о-щие моменты, препятствующие свободному перемещению корпусов цилиндров.

Натурные исследования также показали, что в трубопроводах при проведении пусковых режимов могут возникать значительные продольные усилия..Характерные величины усилий в трубопроводах горячего промперегреЕа (ГШ) ЦСД и в трубопроводах холодного промперегре-ва (ХПП) ШЗД турбоустановки 800 МВт на режиме прогрева приведены в табл.1.

Таблица I

Усилия и изгибающие моменты в паропроводах ГШ и ХПП

Трубопровод Продольное Изгибающий момент, кН-м

усилие,кН Продольная плоскость Поперечная плоскость

ГШ 700 8,5 7,0

ХПП 300 -• 20.0 39.0

6",МПа

80 60

40

20

0 -20 -40

13 15 17 19 £

i

?лс. 4. "3.veH9Hi:e напг.^енй з измерительных точках 43, 45 при прогреве трубопроводов

1 Стеснение тепловых перемещений сопровождается также существенным изменением- напряженного состояния стенки корпус." ЦСД. Например, на одном из пусков внутреннее усилие в элементах жесткости выхлопной части скачкообразно изменились на величину 40 'кН; при этом было отмечено скачкообразное изменение перемещения цилиндра (до 0,8 мм).

Выявленный характер изменения усилий в опорах корпусов турбо-установок указывает на тенденцию их значительного перераспределения в процессе эксплуатации. Нине в таблице 2 приведены величины опорных усилий цилиндров ЗД и СД турбоустановок 300 и 800 Г.Вт для характерных моментов пускового режима (обозначение опор показано на Рис.5)..

Таблица 2

Опорные реакции цилг^зров БД и СД, кН

Цилиндр ва СД

Я опоры I 2 3 4 5 5 7 8

холод- 300 МВт' 215 242 196 279 307 212

ное со- 2 300 932 51 д

стояние 800 МВт 496 336 416 352 456 596 656 786

2 800 1600 2494

пусковой 300 ¡.¡Вт 198 219 21 173 225 133 _ _

резкам 2 зоо 611 35 8

800 МВт 374 581 156 376 4Сс 524 557 645

2 600 1517 2132

рабочее 300 МВт 256 183 24 5 49 ш

состоя- 2 300 468 160

ние 800 МВт 376 340 164 169 560 327 441 г» — —

2 эсо 1049 1683

Таким образом, комплекс'проведенных экспериментальных исследований позволил определить действительные величины усилий в при-

соединенных участках трубопроводов и опорах цилиндров практически для всех этапов пусковых режимов, что дало возможность провести анализ взаимосвязи этих усилий, а также их зависимости от эксплуатационных режимов.

регулятор ■

•I 3 •

корпус ВД-

•5 7

- • корпус СД -

' 2

3

• 6

8"

Рис.5. Обозначение опор цилиндров БД и СД турбоустановки

Чотррртая глава посвяшепа исследованию характера зависимости между еллчпнамл усилий в трубопроводах я величинами реакций опор корпуса турбоустановок. На основе анализа экспериментальных данных сформулированы закономерности изменения^ усилий в эло^ ментах турбоус^гановок^для различных эксплуатационных режимов.

.^сслег.сЕСНие характера влияния усилий в турбопровосах на перераспределение опорных реакций корпуса ВД проводилось с помощью множественного корреляционного анализа. Проведенный анализ показал, что величины изменений опорных реакций корпуса цилиндра зависят от величин усилий в присоединенных паропроводах, причем эта зависимость имеет функциональный характер. Наибольшее влияние на изменение величин реакций в задних опорах корпуса ВД оказывает усилия от трубопроводов свежего пара; изменение усилий в передних опорах корпуса БД связано прежде всего с Ееллчп-

нами усилий в выхлопных паропроводах.

В табл.3 приводятся результаты корреляционного анализа, отражающие эту связь.

Таблица 3

Матрица коэффициента корреляции между усилиями в передней левей опоре ЦВД и в присоединенных трубопроводах

П Т1 Т2 ТЗ Т4 Т5

И I 0.835 0,768 -0,838 -0,444 -0,655

Т1 I 0,974 -0.898 -0.348 -0.883

Т2 I -0.788 -0.137 -0,965

ТЗ I 0.С34 0,614

Т4 I -0.112

Т5 Ч I

где ?1 - усилие в передней левой опоре корпуса ЦВЛ, (П, рис.5); Т1,Т2 - продольные усилия, возникающие в паропроводах холодного промперегрева; ТЗ - усилие в верхнем паропроводе.свежего пара; Т4,Т!5 - усилия в нижних паропроводах свежего пара.

Выявление общих закономерностей и особенностей возникновения усилий в исследуемых деталях турбомашин производилось для режи-| нов прогрева или расхолаживания основных элементов, а также для процессов разгона и остановки ротора. Наиболее характерным при ртом является этап начального прогрева корпуса цилиндра среднего дорленля турбоустановки 300 Шт. Из-за повышенной силы трения я несовпадения плоскостей скольжения и силовой плоскости среднего подшипника, происходит опрокидывание его корпуса и деформирование фундаментной ргмн, что является свидетельством нарушения нор-

мального теплового перемещения корпусов турбоустановки. При этом отмечается пикообразное изменение усилий в опорах и присоединенных паропроводах (Рис.6). Следует отметить, что изменения усилий, возникающих в этот момент в опорах и соответствующих паропроводах близки по величине.

Силовое влияние присоединенных паропроводов проявляется также в изменении суммы опорных реакций корпусов цилиндров турбоуста-новок 2? = Р1+Г2+Р3+Р4,где Р1...Г4 - величины опорных реакций корпусов цилиндров. Полученные зависимости показывают, что максимальное изменение £ Б имеет место при стационарных режимах работы турбоустановок, то есть когда силовое влияние от присоединенных паропроводов максимально. Б процессе проведения работы было отмечено уменьшением £ Р на ~ 50 % для ЦВД турбоустановки средней

стл (Рис.7а) и на 30. ..35 % для ЦВД, ЦСД турбоустенов;-: бслшой мощности (Рис.76).

Выявленные особенности изменения усилий в основных элементах туросустаиовок в процессе эксплуатации позволили сформулировать р:нем;ндапик,-направленные на повышение надежности работы турбоустановок при пусковых режимах.

ОСНОВШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАЕОТИ И ВЫВОДЫ

х. Разработаны и применены экспериментальная методика и средства исследования усилий в основных паропроводах турбоустановок, позволяющие определять величины и характер этих усилий непосредственно в условиях эксплуатации.

2. Разработаны и применены метод и средства натурных исслздо-вашк; вертикальных усилий в опорах турбоустановок, позволяющие вести измерения величин опорных реакций цилиндров турбоустановок ь лропсссе проьодония эксплуатационных режимов.

3. Разработан"интерфейсный блок, аозьо«£~:з& объединить изме-

'С,час.

Рис.6. Характер изменения усилий в опорах и паропроводах турбоус-тановки в начальный момент прогрева

2Г,кН

ЭОС

60С

400

\ \ \ ч у У \ пу не \ со \ 1 СК 1С стывп СТОЯР 1его ИЯ

пус хо; сос ч ч !к из шдио :тояи \ \ \ го -пя 1 1 1 » / / // / / У у

— • V 1 / 1 / п

2 Б.кН

200С

1500

I

3

5

1000

\Цсд" \

\

\

ГШ

/

ч/

/

ч/

I-холодное состояние; 2-;1еост1Шшее состояние; 3-толчок роторов; 4-холостой ход: 5-поцклточеш1е нагрузки; 6-стационарныи ре-тп паботы; 7-отключе:ше нагрузки;'8-осты-ваниё турбоустановки( 4 часа ;

а.

ревм. 4 экс.

1-холодное состояние;

2-прогрев турбоустанов-ки; 3-стащюнарнш1 режим работы; 4-остывание турбоустановки

б.

Рис.7. Изменение суммы опорных реакций цилиндров турбоустановок в зависимости от ре;кимов эксплуатации

А

\

рительную тензометрическую систему (СЮТ-3) и РЭШ ЕС-1811(1Ш) в измерительный комплекс, что дает возможность вести измерения деформаций и температур как в режиме периодического опроса, так и в адаптивном режиме с оперативной обработкой результатов измерений, необходимой для первичного анализа полученных величин.

4. Впервые в отечественной практике исследован~характер изменения опорных реакций корпусов турбоустановки (300 МВт ХТЗ) в процессе проведения пуско-остановочных режимов. Полученные результаты показали, что для ИВД максимальная величина изменения усилий составляет от 0 до 300 кН, для ЦОД от 0 до 460 кН, а характер изменения опорных усилий в значительной степени зависит от проводимых эксплуатационных режимов. Сумма опорных реакций сгцельных цилиндров при этом может уменьшаться до 50 %.

о. впервые экспериментально исследованы и определены величины усилий, которые возникают в основных паропроводах турбоустз-ноьок l процессе их прогрева и проведения"эксплуатационных" режимов. Пслученные результаты показывают, что в трубопроводах мо-т~т возникать весьма значительные продольные усилия и изгибаю-cjie моменты; в частности, в паропроводах турбоустановки 800 ¡.Вт они составляют~700 кН и 40 кН-м соответственно. Эти факторы оказывают существенное влияние на уровень напряжений и усилий в корпусах цилиндров и перераспределение величин опорных реакций в прсцесре пуска-останова. ,

6. Проведен расчетный анализ взаимосвязи изменения усилий в паропроводах и опорах цилиндра высокого давления турбоустановки средне;; мощности в процессе проведения пускоього режима. Результаты статистического анализа.показали, что на изменение усилий в задних опорах ЦВД непосредственное влияние оказывают усилия, возникающие ь паропроводах подвода свежего пара. Измзнение усилий в Передних опорах ЦВД зависит от величины усилий, возника-

гощих в паропроводах ХПП.

7. Анализ изменения усилий в исследуемых' элементах турбоуста-новок показал, что они связаны с проводимыми пускоостановочними режимами. Наиболее интенсивное изменение усилий отмечено на начальном этапе прогрева корпусов турбоустеновок, при выходе тур-боустановки на стационарный режим работы, а также в моменты аварийного останова.

8. Исследованы величины и характер изменения усилий в корпусной части цилиндра СД турбоустановки большой мощности. Полученные результаты показывают, что элементы жесткости выхлопной части ЦОД, расположенные в плоскости горизонтального разъема, передают до 80 % осевых усилий, остальные 20% передаются через распоры, удаленные от горизонтального разъема и корпусную часть. Максимальное осевре усилие, которое возникает в корпусе ЦОД в момент прогрева, может достигать = 1200 кН.

9. С применением полученных в диссертационной работе результатов, ведущими предприятиями отрасли разработаны методические указания по нормализации тепловых расширений цилиндров турбоустано-вок.

I

I

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Калопян Б.А., Сенин B.C., Речкин Г.П., Пономарев В.Я. Исследование усилий в трубопроводных системах энергетических установок//Тез.докл.науч.-технической конференции КАШ. - 1.1.: МАШ, 1987..

2. Сенин B.C., Речкин Г.П. Задачи натурных исследований напряжений в элементах энергетических установок/Дез.докл.научно--технической конференции МАШ. -М.: МАШ, 1987.

3. Сенин B.C., Тихонов С.Е., Речкин Г.П., Хуршудов Г.Х.

Метод и средства тензометрии мощных паровых турбин/Дез.докл. X Всесоюзной конференции "Тензометрия-89". - Свердловск, IS69.

4. Калошин Б.А., Пономарев В.Я., Сенин B.C., Речкин Г.П., Тихонов С.Е. Измерение малых деформаций при повышенных температурах/Дез. докл. X Всесоюзной конференции "Тензометрия-89". -

- Свердловск, 1989.

5. Калошин Б.А^Никитков В.В., Сенин B.C., Речкин Г.П. Расчетно-экспериментальное определение усилий в элементах энер-гоустаноЕок/Дез. докл. науч.-технической конференции НАМИ. - М.: НА! Л, 1989.

6. Калошин Б.А., Моносов Г.Э., Сенин B.C., Речкин Г.П. Измерение малых деформаций в условиях эксплуатации энергетических установок/Дез.докл.научн.-технической конференции МАНИ. -

I,.:.I;;.II, 1939.

7. ¡!льинская О.И., Поднебеснов В.В., Речкин_Г.П., Сенин B.C., Тихонов С.Е., Хуршудов Г.Х. Метод тензометрических исследова;;ий элементов теплоэнергетического оборудоЕания/Дез.докл.межпуна-;crj:c.- конференции по измерительной технике и приборостроению (L'.iiiiD). -М., Ij89.

8. А.С.1565662 СССР, МКИ5 6 0IB7/I8. Датчик деформаций /Калошин Б.А., Поднебесов В.В., Речкин Г.П., Сенин B.C., Тихонов С.Е. , Хуршудов Г.Х. - опубл. 15.06.88. Бюл. J5 30.

9. Авруцкип Г.Д., Дон Э.А., Плоткин Е.Р., Речкин Г.П. и др. Методические указания по нормализации тепловых расширений паровых турбин тепловых электростанций РД-34-30-506-90. - М.: :.1н.-:-экерго СССР, 1990.

10. Калошин Б.А., Речкин Г.П., Сенин B.C., Тихонов С.Е. Измерение малых деформаций при повышенных температурах/Приборы и системы управления. И 2, 1991. - с.22.

11. Аврущш:: Г.Д., Дон Э.А., Рудой М.И., Речкин Г.П.,

Сенин B.C., Тихонов С.Е. Экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния корпуса ЦСД турбины К-800-24 О-З/Эле ктриче с кие станции, й 4, 1991. - с.47.

12. Авруцкий Г.Д., Дон Э.А., Калошин H.A., Речкин Г.П., Сенин B.C., Тихонов С.Е. Исследование напряжений и усилий в паропроводах турбоустановки К-300-240-ЗАешгоэнергетика. !Ь 9, IS9I. - с.51.

13. Калошин Б.А., Речкин Г.П., Сенин B.C."Методика определения малых це:ориацлп//Гез.докл.УП Всесоюзной конференции (ЭШ1С-91). - Сумы, 1991.

14. Калошин Б.А., Речкин Г.П., Сенин B.C. "Датчик силы для статических и квазистатических испытаний конструкций/Дез.до::л. У11 Всесоюзной конференции (ЭШС-91). - Сумы, 1991.

Речкин Герман Петрович |

"Экспериментальное определение усилий в корпусшхх деталях и паропроводах турбоустановок при эксплуатациошшх режимах".

Автореферат .диссертации на соискание ученой степени кандидата технически наук.

-1-;-

Подписано в почать 9.02.93. Заказ 50-93. Тираж 100. Формат 30x42/4. Бумага типографская. Бесплатно.

Ротапринт Ш.М. Москва, Б.Семеновская,3<3.