储能用汽轮发电机护环通风孔对其疲劳寿命影响的研究

文档摘要：通过在汽轮发电机转子护环上设置通风孔,可以显著改善转子端部的冷却条件,特别是发电机转子端部使用外部冷却型式,其线圈温度最高点处于转子端部的护环下.然而,在护环钻孔会导致护环在通风孔附近产生应力集中,尤其是在发电机需要频繁启动和停止的工况下(如空气储能发电应用中),可能会导致护环出现疲劳损伤的风险,故研究护环开孔对其疲劳寿命的影响至关重要.本研究遵循ASME设计规范的疲劳校核流程,运用有限元方法进行应力分析,并根据ASME设计规范的应力线性化、疲劳筛分程序及疲劳损伤计算理论对有限元计算结果进行处理和疲劳损伤计算,从而得到了护环开孔对其疲劳寿命的影响结果,通过优化设计,提出了改进护环疲劳寿命的方法.

Abstract：Implementingventilationholesintherotorguardringofsteamturbinegeneratorssignificantlyenhancesthecoolingconditionsattherotorend,especiallyforgeneratorswheretherotorendemploysanexternalcoolingstyle,andthehighesttemperatureofthecoilislocatedbeneaththeguardringattherotorend.However,drillingholesintheguardringleadstostressconcentrationneartheseventilationholes.Thisisparticularlyconcerningforgeneratorsthatrequirefrequentstartingandstopping,suchasinpeakshavingoperationsorinairenergystoragepowergenerationapplications,asitmayposeariskoffatiguedamagetotheguardring.Therefore,investigatingtheimpactoftheseholesonthefatiguelifeoftheguardringisofparamountimportance.ThisstudyfollowsthefatigueverificationprocessoutlinedintheASMEdesignstandards,employingfiniteelementmethodsforstressanalysis.ItfurtherappliesASME'sstandardsforstresslinearization,fatiguescreeningprocedures,andfatiguedamagecalculationtheorytoprocessthefiniteelementanalysisresults.Thisapproachyieldsinsightsintotheimpactofthedrilledholesontheguardring'sfatiguelife.Throughoptimizeddesign,thestudyproposesmethodstoimprovethefatiguelifeoftheguardring.

作者：蒲太平   李积霞   彭礼明   娄彦涛   马小婷 Author：PUTaiping   LIJixia   PENGLiming   LOUYantao   MAXiaoting
作者单位：东方电气集团东方电机有限公司,四川德阳618000西安西电电力系统有限公司,陕西西安710075
刊名：东方电气评论
Journal：DongfangElectricReview
年，卷(期)：2024, 38(3)
分类号：TM311
关键词：汽轮发电机  频繁启停运行  护环  疲劳强度  
Keywords：turbinegenerator  frequentstartstopoperation  retainingring  fatiguestrengthcalculation  
机标分类号：TM311TG115.285TH137.521
在线出版日期：2024年7月8日
基金项目：国家重点研发计划储能用汽轮发电机护环通风孔对其疲劳寿命影响的研究[
期刊论文]  东方电气评论--2024, 38(3)蒲太平  李积霞  彭礼明  娄彦涛  马小婷通过在汽轮发电机转子护环上设置通风孔,可以显著改善转子端部的冷却条件,特别是发电机转子端部使用外部冷却型式,其线圈温度最高点处于转子端部的护环下.然而,在护环钻孔会导致护环在通风孔附近产生应力集中,尤其是在发...参考文献和引证文献
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关键词：汽轮发电机,频繁启停运行,护环,疲劳强度,

2024-10-3 23:40 上传 储能用汽轮发电机护环通风孔对其疲劳寿命影响的研究.pdf

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