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1、華電福建華安水力發(fā)電廠水輪機頂蓋受力分析華安水電站頂蓋受力分析1華安水電站機組概況華安水電站是老機組，設備存在老化問題，為安全生產(chǎn)，需對老設備進行強度和剛度的安全計算和校核工作。原1#機組水輪機及模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)(1)華安水電站機組主要技術(shù)參數(shù)：水輪機型號：HLP211-U-225轉(zhuǎn)輪直徑：Di=2250mm最髙水頭：Hmax=55.3m額定水頭：Hp=47.0m最小水頭：Hmin=40.3m加權(quán)平均水頭：Hep=49.9m額定轉(zhuǎn)速：n=214.3r/min額定流量：Q=38.5m3/s額定功率：N水二15.8MW安裝高程：吸出高
2、度：29.8mHS=+0.66m固定導葉數(shù)：8活動導葉數(shù)：16轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)：14水庫正常蓄水位：水庫死水位：下游最低尾水位94.0m92.0m29.899m卜?游校核洪水位(P=l%)47.5m(2)HL211模型轉(zhuǎn)輪主要參數(shù)最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速66r/min限制工況單位流量1.105m3/s轉(zhuǎn)輪臨界空化系數(shù)0.165導葉相對高度0.32頂蓋強度分析說明2.1分析模型頂蓋采用整體形式作為分析模型，如圖1、如圖2所示。頂蓋采用HT20-40整體鑄造結(jié)構(gòu)，過流而增設不銹鋼板，為簡化模型，取消了不銹鋼板，內(nèi)圈的引流板，其余按全尺寸造型。IS*di
3、nggdil卜.yz頓卜電幾伺班ailQ^dangg^ilxy平面一?yz平面一?zx軀一程幾軻0B他1W■件幾何體如圖1如圖22.2網(wǎng)格劃分模型采用ansys實體網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分如圖3所示。Mesh2011/11/2116301ANW13.0SOOQO1000^0(mm)2S0M750R0如圖32.3材料說明華安水電站頂蓋采用鑄鐵HT20?40材料，最低抗拉強度是200MPa,最低抗彎強度是400MPao許用應力值為：[s]=min(ab/5;。s/3)=66.6MPa(正常工況);[s]=2。s/3=133.2MPa(緊急停
4、機丁況)。2.4計算工況在計算華安水頂蓋強度時'主要計算正常運行工況和緊急停機工況。根據(jù)《水輪機設計手冊》的理論依據(jù)，在正常運行T況下，頂蓋所受的力為：(-)正常運行工況⑴頂蓋過流而壓力pO=6O-(v2/2g)m水柱Q=N/(n發(fā)n水*9.806*Hmax)=15000/(0.95*0.9*9.806*60)=27.1m3/sv=Q/S=27.1/(0.675*0.23*16)=10.9m/sp0=60-(10.9*10.9/(2*9.806))=53.9m水柱=0.539MPa8:StaticStructuralPreiwre
5、Tim?:1.f2011/11/221141QPr??sur?:033910004)0(mrrx)13.02SOJO750^0⑵頂蓋軸承、密封和控制環(huán)的重量F=2535KgAM淞13.0&StaticStructuralForceTime:1.?2011/11/221146SOOQO1000^0(6、25MPaCM500QO1000^0(mm)TSOjOO(-)緊急停機工況在緊急停機工況卜;頂蓋所受的力為:(1)緊急停機所產(chǎn)生的水壓力p2=(l+e)Hmax,式中，e為升壓系數(shù)。=(1+0.5)*0.6=0.9MPaPretwr#Timti1.12011/11/2212M口Pr?ture:0JMP.⑵作用在頂蓋內(nèi)上的真空力p3,—般計算中取p3=10kPa;A:jinjiguanjiPressure4Tim?:1.f2011/11/2212:30Q
7、PrtMure4:1*002MP*13.01000^020O0XJ0(mm)0
8、MSOOM1500J0VSOOQO1000^0(mm)2S0J0750J0AN獅13.0⑶頂蓋法蘭面為固定面A:jinjiQuanjiFwdSupportTime:1.?2011/11/2212^4⑷頂蓋軸承、密封和控制環(huán)的垂量A:jinjiQuanjiForceTim欽1.f2011/11/2212x23□Force:25390NComponents:Q>0.-25390NANSS13.00"r$oeo500jOO75OQ01000j00(mm)(5)大氣壓AjinjigwinjlPretwrw3Timti1.?2011/11
9、/2212:34■Prttture3:OdIMP.巧MO750M3分析結(jié)果正常運行工況下總體受力分布、總體變形分布■ftalkflnicturalToUlDtlormMionTypttYoUlDt^
