CN102505969A - 汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法 - Google Patents

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CN102505969A CN2011104139113A CN201110413911A CN102505969A CN 102505969 A CN102505969 A CN 102505969A CN 2011104139113 A CN2011104139113 A CN 2011104139113A CN 201110413911 A CN201110413911 A CN 201110413911A CN 102505969 A CN102505969 A CN 102505969A
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Abstract

本发明提供了一种汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法,所述的装置,其特征在于,由超声波探伤仪、计算服务器、数据库服务器、网页服务器和用户端浏览器组成,超声波探伤仪与数据库服务器连接,计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接,网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。本发明的优点是实现了汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的在线计算和定期监控;如果汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展剩余寿命偏短时,通过及时安排计划大修(A级检修)来合理使用汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展剩余寿命,达到了定期监控汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的技术效果。

Description

汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法
技术领域
本发明涉及汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法,属于汽轮机技术领域。
背景技术
汽轮机的阀壳与汽缸的特点是尺寸大,汽轮机启动、停机和超速试验过程在阀壳与汽缸中产生大的主应力。在汽轮机的阀壳与汽缸铸造与加工过程中产生的探伤检查不能发现裂纹,汽轮机运行过程中在阀壳与汽缸的主应力的作用下,将有可能扩展为探伤检查可见裂纹。在汽轮机运行过程阀壳与汽缸大的主应力的作用下,阀壳与汽缸探伤检查可见裂纹不断扩展。当汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展至阀壳与汽缸存在裂纹部位的临界裂纹尺寸时,汽轮机的阀壳与汽缸就有可能发生脆性断裂,导致汽轮机损坏事故。现有的汽轮机的阀壳与汽缸寿命监控技术,给出了汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹萌生寿命的监控方法,而在役汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展寿命的监控,还没有合适的装置与方法可供使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法,实现汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的定期监控。
为了实现以上目的,本发明提供了一种汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置,其特征在于,由超声波探伤仪、计算服务器、数据库服务器、网页服务器和用户端浏览器组成,超声波探伤仪与数据库服务器连接,计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接,网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。
本发明还提供了上述装置所采用的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控方法,其特征在于,采用C语言编写汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的计算机软件,运行在计算服务器上,应用于汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控,具体步骤为:
第一步:探伤确定汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹尺寸:
在汽轮机开缸的检修期间,采用超声波探伤仪确定裂纹的所在部位和裂纹尺寸,裂纹所在部位指的是阀壳与汽缸的椭圆形裂纹中心位置的三个坐标数值,裂纹尺寸指的是阀壳与汽缸的外表面和内表面半椭圆形裂纹的短轴半径a和长轴半径c
第二步:计算裂纹所在部位的最大主应力:
对于内表面裂纹,计算滑参数停机、正常停机和事故停机共三种瞬态工况的最大主应力,分别用                                                
Figure 8197DEST_PATH_IMAGE003
表示,对于外表面裂纹,计算冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动共四种瞬态工况的最大主应力,分别用符号
Figure 38470DEST_PATH_IMAGE004
Figure 39290DEST_PATH_IMAGE007
表示;
第三步:计算汽轮机的阀壳与汽缸的临界裂纹尺寸:
汽轮机的阀壳与汽缸第i种瞬态工况的临界裂纹尺寸
Figure 178147DEST_PATH_IMAGE008
的计算公式为:
Figure 59778DEST_PATH_IMAGE009
式中:
Figure 575073DEST_PATH_IMAGE010
——第i种瞬态工况的最大主应力, 
——椭圆形裂纹短轴半径;
Figure 932422DEST_PATH_IMAGE012
——与裂纹形状参数Q有关的常数,
对于表面裂纹,
Figure 737567DEST_PATH_IMAGE013
Figure 853290DEST_PATH_IMAGE014
c——椭圆形裂纹长轴半径;
Figure 693070DEST_PATH_IMAGE015
——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角;
第四步:计算汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命:
i种瞬态工况的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命
Figure 236047DEST_PATH_IMAGE016
的计算公式为:
 
式中:
Figure 385586DEST_PATH_IMAGE018
Figure 906304DEST_PATH_IMAGE019
——阀壳与汽缸材料裂纹扩展试验常数;
若为外表面裂纹,进入第五步,若为内表面裂纹,进入第七步;
第五步:计算汽轮机阀壳与汽缸外表面裂纹扩展寿命累积损耗:
在汽轮机的启动过程中,最大主应力出现在阀壳与汽缸外表面,汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展寿命累积损耗
Figure 557865DEST_PATH_IMAGE020
的计算公式为:
Figure 337602DEST_PATH_IMAGE021
式中:
Figure 795128DEST_PATH_IMAGE022
——实际运行的冷态启动次数
——实际运行的温态启动次数
Figure 494280DEST_PATH_IMAGE024
——实际运行的热态启动次数
——实际运行的极热态启动次数
Figure 22530DEST_PATH_IMAGE026
——冷态启动过程中裂纹扩展寿命
Figure 691409DEST_PATH_IMAGE027
——温态启动过程中裂纹扩展寿命
——热态启动过程中裂纹扩展寿命
Figure 2884DEST_PATH_IMAGE029
——极热态启动过程中裂纹扩展寿命
第六步:计算汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展剩余寿命:
汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展剩余寿命
Figure 5475DEST_PATH_IMAGE030
的计算公式为:
Figure 591177DEST_PATH_IMAGE031
式中:
Figure 755442DEST_PATH_IMAGE032
——外表面年均裂纹扩展寿命损耗,
Figure 59384DEST_PATH_IMAGE033
——发现裂纹至今的日历年数;
直接进入第九步;
第七步:计算汽轮机的阀壳与汽缸内表面裂纹扩展累积寿命损耗;
在汽轮机停机过程中,最大主应力出现在阀壳与汽缸内表面,汽轮机的阀壳与汽缸内表面裂纹扩展累积寿命损耗
Figure 977979DEST_PATH_IMAGE035
的计算公式为:
Figure 641041DEST_PATH_IMAGE036
式中:
Figure 665236DEST_PATH_IMAGE037
——实际运行的滑参数停机次数
Figure 9629DEST_PATH_IMAGE038
——实际运行的正常停机次数
——实际运行的事故停机次数
——滑参数停机过程中裂纹扩展寿命
Figure 26630DEST_PATH_IMAGE041
——正常停机过程中裂纹扩展寿命
Figure 909135DEST_PATH_IMAGE040
——事故停机过程中裂纹扩展寿命
第八步:计算汽轮机阀壳与汽缸内表面裂纹扩展剩余寿命
汽轮阀壳与汽缸内表面裂纹扩展剩余寿命的计算公式为:
Figure 266484DEST_PATH_IMAGE043
式中:
Figure 766736DEST_PATH_IMAGE044
——内表面年均裂纹扩展寿命损耗,
Figure 452932DEST_PATH_IMAGE045
Figure 223704DEST_PATH_IMAGE034
——发现裂纹至今的日历年数;
第九步:控制汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命:
若汽轮机的阀壳与汽缸的外表面裂纹扩展剩余日历寿命
Figure 337154DEST_PATH_IMAGE030
或内表面裂纹扩展剩余日历寿命
Figure 324701DEST_PATH_IMAGE042
<4年,在年内安排计划大修(A级检修),根据探伤结果予以检修或更换;若4年≤
Figure 876085DEST_PATH_IMAGE042
<8年,在1年后但在4年内安排计划大修(A级检修),根据探伤结果予以检修或更换;若8年≤
Figure 957174DEST_PATH_IMAGE030
Figure 432018DEST_PATH_IMAGE042
<16年,在下一次计划大修(A级检修)中,予以详细的探伤检查;若
Figure 20869DEST_PATH_IMAGE030
Figure 202451DEST_PATH_IMAGE042
≥16年,按照《发电企业设备检修导则》(DL/T838)安排汽轮机的计划大修(A级检修)周期和计划大修项目;
第十步:打印输出结果
输出汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的计算结果与控制措施,应用于汽轮机的优化检修。
优选地,所述第二步的具体步骤为:建立汽轮机的阀壳与汽缸的三维有限元计算的力学模型,采用现有有限元分析技术,对于内表面裂纹,计算滑参数停机、正常停机和事故停机共三种瞬态工况的最大主应力,对于外表面裂纹,计算冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动共四种瞬态工况的最大主应力。
本发明具有以下特点:在汽轮机的服役期间,在汽轮机的阀壳与汽缸计划大修期间,采用超声波探伤仪检查,探伤得出汽轮机的阀壳与汽缸的内表面裂纹和外表面裂纹的所在部位和裂纹尺寸,保存在数据库服务器,使用本发明提供的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控方法,根据每月不同的启动和停机次数,定量评定汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展剩余寿命,为汽轮机的阀壳与汽缸的安全运行和优化检修提供了依据。
本发明的优点是实现了汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的在线计算和定期监控;如果汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展剩余寿命偏短时,通过及时安排计划大修(A级检修)来合理使用汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹扩展剩余寿命,达到了定期监控汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的技术效果。
附图说明
图1为本发明汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命监控装置的方框图;
图2为本发明汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命监控方法的流程程;
图3为本发明计算服务器采用的计算机软件框图;
图4为某型号300MW汽轮机高压主汽调节阀阀壳结构的示意图;
图5为某型号300MW汽轮机高压内缸结构的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本发明。
如图1所示,本发明汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命监控装置的方框图,本发明的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命装置由超声波探伤仪1、计算服务器2、数据库服务器3、网页服务器4和用户端浏览器5组成,超声波探伤仪1与数据库服务器3连接,计算服务器2与数据库服务器3和网页服务器4连接,网页服务器4分别与数据库服务器3、计算服务器2和用户端浏览器5连接。
如图2所示,本发明汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命监控方法的流程图,如图3所示,本发明计算服务器采用的计算机软件框图,该软件安装在汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的计算服务器上,应用于汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的计算与控制。
实施例1
某型号300MW汽轮机的高压主汽调节阀阀壳的结构如图4所示,在该台300MW汽轮机的服役期间,采用图1所示的装置、图2所示的流程图和图3所示的计算机软件,计算得出该高压主汽调节阀阀壳裂纹扩展寿命的计算结果。
第一步:在汽轮机开缸的检修期间,采用超声波探伤仪确定裂纹的所在部位和裂纹尺寸,测得该台300MW汽轮机高压主汽阀调节阀壳内表面部位B有一椭圆形裂纹,其短轴半径为a=2mm,c=10mm; 
第二步:建立汽轮机的阀壳与汽缸的三维有限元计算的力学模型;采用现有有限元分析技术,对于内表面裂纹,计算滑参数停机、正常停机和事故停机共三种瞬态工况的最大主应力,分别用
Figure 720020DEST_PATH_IMAGE001
Figure 982691DEST_PATH_IMAGE003
表示; 
第三步:计算汽轮机的阀壳与汽缸的临界裂纹尺寸:
汽轮机的阀壳与汽缸第i种瞬态工况的临界裂纹尺寸
Figure 284360DEST_PATH_IMAGE008
的计算公式为:
Figure 972830DEST_PATH_IMAGE009
式中:
Figure 94370DEST_PATH_IMAGE010
——第i种瞬态工况的最大主应力, 
Figure 27953DEST_PATH_IMAGE011
——椭圆形裂纹短轴半径;
Figure 184128DEST_PATH_IMAGE012
——与裂纹形状参数Q有关的常数,
对于表面裂纹,
Figure 43499DEST_PATH_IMAGE013
Figure 652335DEST_PATH_IMAGE014
c——椭圆形裂纹长轴半径;
Figure 622565DEST_PATH_IMAGE015
——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角;
第四步:计算汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命:
i种瞬态工况的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命
Figure 633247DEST_PATH_IMAGE016
的计算公式为:
 
Figure 663520DEST_PATH_IMAGE017
式中:
Figure 759651DEST_PATH_IMAGE018
Figure 32108DEST_PATH_IMAGE019
——阀壳与汽缸材料裂纹扩展试验常数,
Figure 897295DEST_PATH_IMAGE018
=10-10
Figure 98470DEST_PATH_IMAGE019
=3.5;
该台300MW汽轮机高压主汽阀调节阀壳内表面部位B对应不同的工况的最大主应力
Figure 681898DEST_PATH_IMAGE046
、临界裂纹尺寸
Figure 259510DEST_PATH_IMAGE047
和裂纹扩展寿命
Figure 979204DEST_PATH_IMAGE016
计算结果列于表1;
 [表1] 
序号 工况 最大主应力
Figure 351279DEST_PATH_IMAGE046
(MPa)
临界裂纹尺寸
Figure 422004DEST_PATH_IMAGE047
(mm)
裂纹扩展寿命
Figure 475410DEST_PATH_IMAGE016
(次)
1 滑参数停机 400.19 9.9 83
2 正常停机 320.78 20.9 214
3 事故停机 114.60 145.3 12672
第七步:该台汽轮机从1995年4月投运至2008年10月,该台汽轮机的阀壳发现裂纹至今已服役m=13.5年,实际运行的滑参数停机次数
Figure 878972DEST_PATH_IMAGE037
=21,实际运行的正常停机次数
Figure 421949DEST_PATH_IMAGE038
=49;实际运行的事故停机次数=17,该台300MW汽轮机高压主汽阀调节阀壳内表面部位B的裂纹扩展寿命累积损耗
Figure 633804DEST_PATH_IMAGE035
的计算结果为:
Figure 328091DEST_PATH_IMAGE048
第八步:该台汽轮机的高压内缸m=13.5年,
Figure 245231DEST_PATH_IMAGE045
Figure 482495DEST_PATH_IMAGE050
,该台300MW汽轮机的高压主汽调节阀壳的内表面部位B裂纹扩展剩余寿命
Figure 296867DEST_PATH_IMAGE042
的计算结果为:
Figure 947215DEST_PATH_IMAGE051
第九步和第十步:该台300MW汽轮机的高压主汽阀调节阀壳内表面部位B裂纹扩展剩余寿命的计算结果8年<
Figure 208432DEST_PATH_IMAGE042
=14.4年<16年,推荐的控制措施为:建议在下次计划大修(A级检修)中,予以详细的探伤检查。
实施例2
某型号300MW汽轮机的高压内汽缸的结构如图5所示,在该台300MW汽轮机的服役期间,采用图1所示的装置、图2所示的流程图和图3所示的计算机软件,计算得出该高压内汽缸裂纹扩展寿命的计算结果。
第一步:在汽轮机开缸的检修期间,采用超声波探伤仪确定裂纹的所在部位和裂纹尺寸,采用超声波探伤仪测得该台300MW汽轮机高压内汽缸的外表面部位C有一椭圆形裂纹,其短轴半径为a=2mm,c=10mm;
第二步:建立汽轮机的阀壳与汽缸的三维有限元计算的力学模型;采用现有有限元分析技术,对于外表面裂纹,计算冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动共四种瞬态工况的最大主应力,分别用符号
Figure 877310DEST_PATH_IMAGE004
Figure 687321DEST_PATH_IMAGE006
Figure 424332DEST_PATH_IMAGE007
表示;
第三步:计算汽轮机的阀壳与汽缸的临界裂纹尺寸:
汽轮机的阀壳与汽缸第i种瞬态工况的临界裂纹尺寸
Figure 10035DEST_PATH_IMAGE008
的计算公式为:
Figure 439879DEST_PATH_IMAGE009
式中:
——第i种瞬态工况的最大主应力, 
 ——椭圆形裂纹短轴半径;
Figure 226197DEST_PATH_IMAGE012
——与裂纹形状参数Q有关的常数,
对于表面裂纹,
Figure 561364DEST_PATH_IMAGE013
Figure 290285DEST_PATH_IMAGE014
c——椭圆形裂纹长轴半径;
Figure 431417DEST_PATH_IMAGE015
——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角;
第四步:计算汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命:
i种瞬态工况的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命
Figure 929394DEST_PATH_IMAGE016
的计算公式为:
Figure 763358DEST_PATH_IMAGE017
式中:
Figure 713996DEST_PATH_IMAGE018
Figure 596502DEST_PATH_IMAGE019
——阀壳与汽缸材料裂纹扩展试验常数,
Figure 509838DEST_PATH_IMAGE018
=10-10=3.5;
该台300MW汽轮机的高压内汽缸外表面部位C对应不同的工况的最大主应力
Figure 952637DEST_PATH_IMAGE046
、临界裂纹尺寸
Figure 373255DEST_PATH_IMAGE047
和裂纹扩展寿命
Figure 845824DEST_PATH_IMAGE016
计算结果列于表2;
[表2]
序号 工况 最大主应力
Figure 21591DEST_PATH_IMAGE046
(MPa)
临界裂纹尺寸
Figure 946821DEST_PATH_IMAGE047
(mm)
裂纹扩展寿命
Figure 233446DEST_PATH_IMAGE016
(次)
1 冷态启动 403.22 9.7 8.1
2 温态启动 344.94 13.3 153
3 热态启动 233.34 30.8 763
4 极热态启动 158.17 76.3 3996
第五步:该台汽轮机从1995年4月投运至2008年10月,实际运行的冷态启动次数
Figure 294943DEST_PATH_IMAGE022
=21,实际运行的温态启动次数
Figure 579294DEST_PATH_IMAGE023
=14;实际运行的热态启动次数
Figure 555602DEST_PATH_IMAGE024
=35,实际运行的热态启动次数
Figure 583601DEST_PATH_IMAGE025
=17,该台300MW汽轮机的高压内汽缸外表面部位C的裂纹扩展寿命累积损耗
Figure 827501DEST_PATH_IMAGE035
的计算结果为:
Figure 17174DEST_PATH_IMAGE052
第六步:该台汽轮机的高压内汽缸发现裂纹至今已服役m=13.5年,
Figure 979313DEST_PATH_IMAGE053
,该台300MW汽轮机的高压内汽缸外表面部位C裂纹扩展剩余寿命
Figure 545424DEST_PATH_IMAGE054
的计算结果为:
Figure 847092DEST_PATH_IMAGE055
第九步和第十步:该台300MW汽轮机的高压内汽缸外表面部位C裂纹扩展剩余寿命的计算结果
Figure 269983DEST_PATH_IMAGE056
≥16年,推荐的控制措施为:建议按照《发电企业设备检修导则》(DL/T838)安排汽轮机的计划大修(A级检修)周期和计划大修项目。
采用本发明提供的汽轮机阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置及方法,定量计算出该型号300MW汽轮机的高压主汽阀调节阀壳与高压内汽缸的裂纹扩展寿命并推荐出控制措施,根据该阀壳与汽缸的裂纹扩展寿命来安排计划大修(A级检修),为该型号300MW汽轮机高压主汽阀调节阀壳与高压内汽缸的安全运行和优化检修提供了依据。

Claims (3)

1.一种汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控装置,其特征在于,由超声波探伤仪、计算服务器、数据库服务器、网页服务器和用户端浏览器组成,超声波探伤仪与数据库服务器连接,计算服务器与数据库服务器和网页服务器连接,网页服务器分别与数据库服务器、计算服务器和用户端浏览器连接。
2.权利要求1所述的装置所采用的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控方法,其特征在于,采用C语言编写汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的计算机软件,运行在计算服务器上,应用于汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控,具体步骤为:
第一步:探伤确定汽轮机的阀壳与汽缸的裂纹尺寸:
在汽轮机开缸的检修期间,采用超声波探伤仪确定裂纹的所在部位和裂纹尺寸,裂纹尺寸指的是阀壳与汽缸的外表面和内表面半椭圆形裂纹的短轴半径a和长轴半径c
第二步:计算裂纹所在部位的最大主应力:
对于内表面裂纹,计算滑参数停机、正常停机和事故停机共三种瞬态工况的最大主应力,分别用                                                
Figure 560509DEST_PATH_IMAGE001
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE002
Figure 235204DEST_PATH_IMAGE003
表示,对于外表面裂纹,计算冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动共四种瞬态工况的最大主应力,分别用符号
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE004
Figure 998553DEST_PATH_IMAGE007
表示;
第三步:计算汽轮机的阀壳与汽缸的临界裂纹尺寸:
汽轮机的阀壳与汽缸第i种瞬态工况的临界裂纹尺寸
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE008
的计算公式为:
Figure 912282DEST_PATH_IMAGE009
式中:
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE010
——第i种瞬态工况的最大主应力, 
——椭圆形裂纹短轴半径;
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE012
——与裂纹形状参数Q有关的常数,
对于表面裂纹,
Figure 722554DEST_PATH_IMAGE013
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE014
c——椭圆形裂纹长轴半径;
Figure 244671DEST_PATH_IMAGE015
——过裂纹周线上任意一点的径向线与椭圆长轴的夹角;
第四步:计算汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命:
i种瞬态工况的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE016
的计算公式为:
Figure 911276DEST_PATH_IMAGE017
式中:
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE018
——阀壳与汽缸材料裂纹扩展试验常数;
若为外表面裂纹,进入第五步,若为内表面裂纹,进入第七步;
第五步:计算汽轮机阀壳与汽缸外表面裂纹扩展寿命累积损耗:
在汽轮机的启动过程中,最大主应力出现在阀壳与汽缸外表面,汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展寿命累积损耗
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE020
的计算公式为:
Figure 111237DEST_PATH_IMAGE021
式中:
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE022
——实际运行的冷态启动次数
Figure 804255DEST_PATH_IMAGE023
——实际运行的温态启动次数
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE024
——实际运行的热态启动次数
Figure 958156DEST_PATH_IMAGE025
——实际运行的极热态启动次数
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE026
——冷态启动过程中裂纹扩展寿命
Figure 529077DEST_PATH_IMAGE027
——温态启动过程中裂纹扩展寿命
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE028
——热态启动过程中裂纹扩展寿命
——极热态启动过程中裂纹扩展寿命
第六步:计算汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展剩余寿命:
    汽轮机的阀壳与汽缸外表面裂纹扩展剩余寿命
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE030
的计算公式为:
Figure 948743DEST_PATH_IMAGE031
式中:
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE032
——外表面年均裂纹扩展寿命损耗,
Figure 324361DEST_PATH_IMAGE033
——发现裂纹至今的日历年数;
直接进入第九步;
第七步:计算汽轮机的阀壳与汽缸内表面裂纹扩展累积寿命损耗;
在汽轮机停机过程中,最大主应力出现在阀壳与汽缸内表面,汽轮机的阀壳与汽缸内表面裂纹扩展累积寿命损耗
Figure 430464DEST_PATH_IMAGE035
的计算公式为:
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE036
式中:
——实际运行的滑参数停机次数
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE038
——实际运行的正常停机次数
Figure 688587DEST_PATH_IMAGE039
——实际运行的事故停机次数
——滑参数停机过程中裂纹扩展寿命
——正常停机过程中裂纹扩展寿命
Figure 962759DEST_PATH_IMAGE040
——事故停机过程中裂纹扩展寿命
第八步:计算汽轮机阀壳与汽缸内表面裂纹扩展剩余寿命
汽轮阀壳与汽缸内表面裂纹扩展剩余寿命
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE042
的计算公式为:
Figure 289835DEST_PATH_IMAGE043
式中:
Figure 2011104139113100001DEST_PATH_IMAGE044
——内表面年均裂纹扩展寿命损耗,
Figure 262601DEST_PATH_IMAGE045
Figure 612811DEST_PATH_IMAGE034
——发现裂纹至今的日历年数;
第九步:控制汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命:
若汽轮机的阀壳与汽缸的外表面裂纹扩展剩余日历寿命
Figure 375231DEST_PATH_IMAGE030
或内表面裂纹扩展剩余日历寿命
Figure 556814DEST_PATH_IMAGE042
<4年,在年内安排计划大修,根据探伤结果予以检修或更换;若4年≤
Figure 199016DEST_PATH_IMAGE030
Figure 98839DEST_PATH_IMAGE042
<8年,在1年后但在4年内安排计划大修,根据探伤结果予以检修或更换;若8年≤
Figure 602633DEST_PATH_IMAGE030
Figure 638722DEST_PATH_IMAGE042
<16年,在下一次计划大修中,予以详细的探伤检查;若
Figure 264876DEST_PATH_IMAGE030
Figure 360918DEST_PATH_IMAGE042
≥16年,按照《发电企业设备检修导则》安排汽轮机的计划大修周期和计划大修项目;
第十步:打印输出结果
输出汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展剩余寿命的计算结果与控制措施,应用于汽轮机的优化检修。
3.如权利要求2所述的汽轮机的阀壳与汽缸裂纹扩展寿命的监控方法,其特征在于,所述第二步的具体步骤为:建立汽轮机的阀壳与汽缸的三维有限元计算的力学模型;采用现有有限元分析技术,对于内表面裂纹,计算滑参数停机、正常停机和事故停机共三种瞬态工况的最大主应力,对于外表面裂纹,计算冷态启动、温态启动、热态启动、极热态启动共四种瞬态工况的最大主应力。
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