蒸汽参数大扰动下汽轮给水机组安全性分析

黄莉榕

（上海船舶设备研究所，上海 200031）

0 引言

某型汽轮给水机组通过汽轮机驱动泵组为锅炉提供生成高温高压蒸汽所需的给水工质，系统在特定工况下锅炉出口压力会剧烈波动，相应地影响汽轮机进汽参数，使得汽轮机进汽压力也发生较大波动。进汽蒸汽压力的大幅波动会引起机组蒸汽室中的蒸汽压力波动，使得蒸汽室的结构应力发生交变，同时由于蒸汽压力波动会引起机组转速波动，从而使转子的结构应力发生交变。蒸汽室部件和转子应力场的交变，可能会加快其破坏过程，减少蒸汽室和转子的使用寿命。蒸气室和转子的使用寿命是影响机组安全性的重要因素，因此需要对蒸汽参数大扰动下机组蒸汽室和转子进行疲劳寿命分析，有助于更好地了解和掌握机组的运行特性，采取合理措施来提高机组的使用寿命。

工程上针对零部件的疲劳寿命问题，主要采用2种方法来进行寿命预测计算：应力-寿命法和应变-寿命法[1]。其中应力-寿命法主要适用于高周疲劳的情形，而应变-寿命法主要应用于低周疲劳的情形。在零部件的疲劳分析中，首先须进行静强度计算，获得零件的应力场分布，考察应力是否超过材料的屈服极限。当应力场在弹性范围内时，采用应力-寿命法进行计算较合适；而当局部应力超过屈服极限时，则应采用应变-寿命法进行疲劳寿命分析。

汽轮机的蒸汽室和叶轮工作在高温高压蒸汽中，环境条件恶劣，转速高，应力大，在受到循环载荷作用时更容易产生疲劳问题。……