燃气轮机周向拉杆转子拉杆应力分析和改进设计

刘昕,袁奇,欧文豪

(1.西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;2.ABB(中国)有限公司,100015,北京)



燃气轮机周向拉杆转子拉杆应力分析和改进设计

刘昕1,袁奇1,欧文豪2

(1.西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;2.ABB(中国)有限公司,100015,北京)

为优化燃气轮机的拉杆组合式转子中拉杆的结构,提高转子运行安全性,建立了含10根周向均布拉杆的10级轮盘转子模型,设置了8组拉杆凸肩与拉杆孔的静态安装间隙,采用三维接触非线性有限元方法分析了拉杆应力随转速、凸肩静态安装间隙量的变化关系。在此基础上,比较了相同间隙量下凸肩数等跨距加倍和不等跨距加倍对降低拉杆应力的效果,进一步研究了各凸肩等跨距时跨距变化对拉杆应力的影响。结果表明:拉杆凸肩与拉杆孔的静态安装间隙量不影响拉杆在正常工作状态下的应力,但是影响转子升速时拉杆最大应力;随着转速升高,拉杆最大应力在不同的转速区域内存在特定变化规律;增加凸肩数、减小凸肩跨距能够有效减小拉杆最大应力,与不等跨距增加拉杆凸肩数的改进方案相比,等跨距方案降低应力效果更显著。该结论可为燃气轮机的拉杆组合式转子设计提供参考。

燃气轮机转子;周向拉杆;拉杆凸肩;应力;改进设计

燃气轮机是一种高温、高压燃气推动旋转机械,具有高效、洁净、安全等特性。作为当前重型燃机转子的主要结构形式,组合式拉杆转子具有重量轻、冷却好、易装配以及轮盘材料选择灵活等优点。……