[发明专利]火力发电机组高温部件蠕变变形设计监控方法

摘要

本发明提供了一种火力发电机组高温部件蠕变变形设计监控方法，具体步骤包括输入高温部件的材料牌号；确定高温部件的使用年数m；确定高温部件的年均运行小时数t；计算高温部件的总运行小时数t0；计算高温部件的主应力和最大主应变；计算高温部件的等效应力σeq；计算高温部件的静水应力σh；计算高温部件的多轴蠕变的修正系数A；确定高温部件的蠕变变形的设计监控量；识别高温部件的表面特征部位；高温部件的第一类表面特征部位的蠕变变形的优化控制；高温部件的第二类表面特征部位的蠕变变形的优化控制；打印输出结果。本发明实现了火力发电机组的高温部件的蠕变变形的定量预测和设计监控。

主权项

一种火力发电机组高温部件蠕变变形设计监控方法，其特征在于，采用火力发电机组高温部件蠕变变形设计监控系统，所述的火力发电机组高温部件蠕变变形设计监控系统包括数据服务器、计算服务器、网页服务器和用户端浏览器，数据服务器连接计算服务器，计算服务器连接网页服务器，网页服务器连接用户端浏览器，采用C语言编写火力发电机组高温部件的蠕变变形的计算机软件，运行在计算服务器上，应用于火力发电机组的高温部件的蠕变变形的设计监控，具体步骤包括：第一步、输入高温部件的材料牌号：输入火力发电机组的高温部件的材料牌号，由材料牌号确定高温部件的物理性能数据，所述的物理性能数据包括材料蠕变试验常数n；第二步、确定高温部件的使用年数m:对于火力发电机组的高温部件中的耐用件，使用年数取为m＝30年，对于高温部件中的易损件，使用年数取为m＝15年；所述的高温部件中的耐用件包括转子、汽缸、阀壳、蒸汽室、集箱、主蒸汽管道、再热蒸汽管道和二次再热蒸汽管道，所述高温部件中的易损件包括阀杆、螺栓和锅炉过热器与再热器的管子；第三步、确定高温部件的年均运行小时数t:取火力发电机组的高温部件的年均运行小时数t为7000h(根据火力发电机组的可靠性数据的统计结果得到)；第四步、计算高温部件的总运行小时数t0:火力发电机组的高温部件的总运行小时数为年均运行小时数t与使用年数m的乘积，即：t0＝t×m第五步、计算高温部件的主应力和最大主应变：采用现有技术，计算火力发电机组以稳态额定负荷运行到高温部件的总运行小时数t0的最大主应力σ1、中间主应力σ2和最小主应力σ3以及最大主应变ε1；第六步、计算高温部件的等效应力σeq：火力发电机组的高温部件的等效应力σeq按照如下公式计算：第七步、计算高温部件的静水应力σh：火力发电机组的高温部件的静水应力σh按照如下公式计算：第八步、计算高温部件的多轴蠕变的修正系数A：火力发电机组的高温部件的多轴蠕变的修正系数A按照如下公式计算：式中，n为高温部件的材料蠕变试验常数，σeq为高温部件的等效应力，σh为高温部件的静水应力，以及满足函数第九步、确定高温部件的蠕变变形的设计监控量：火力发电机组的高温部件的蠕变变形的设计监控量取为最大主应变ε1；第十步、识别高温部件的表面特征部位：火力发电机组的高温部件的表面特征部位分为两类：第一类表面特征部位是在高温区没有应力集中部位的光滑表面，第二类表面特征部位是在高温区有应力集中部位的表面；识别火力发电机组的高温部件的表面特征部位，对于高温部件的第一类表面特征部位按照第十一步进行蠕变变形的设计监控，对于高温部件的第二类表面特征部位按照第十二步进行蠕变变形的设计监控；第十一步、高温部件的第一类表面特征部位的蠕变变形的优化控制：通过火力发电机组高温部件蠕变变形设计监控系统，对于火力发电机组的高温部件的第一类表面特征部位进行优化设计控制：(1)若高温部件的第一类表面特征部位的蠕变变形的设计监控合格，表明火力发电机组的高温部件的第一类表面特征部位的蠕变变形处于受控状态，高温部件的第一类表面特征部位的蠕变变形的设计监控结束，进入第十二步；(2)若高温部件的第一类表面特征部位的蠕变变形的设计监控不合格，表明在设计阶段需要对火力发电机组的高温部件的材料进行优化改进，改用高温长时力学性能更好的材料，重新执行第一步至第十一步，直到为止；第十二步、高温部件的第二类表面特征部位的蠕变变形的优化控制：通过火力发电机组高温部件蠕变变形设计监控系统，对于火力发电机组的高温部件的第二类表面特征部位进行优化设计控制：(1)若高温部件的第二类表面特征部位的蠕变变形的设计监控合格，表明火力发电机组的高温部件的第二类表面特征部位的蠕变变形处于受控状态，高温部件的第二类表面特征部位的蠕变变形的设计监控结束，进入第十三步；(2)若高温部件的第二类表面特征部位的蠕变变形的设计监控不合格，表明在设计阶段需要对火力发电机组的高温部件的表面应力集中部位进行优化改进，改用高温长时力学性能更好的材料或增大结构圆角半径，重新执行第一步至第十二步，直到为止；第十三步、打印输出结果。