600MW超臨界機組高壓旁路閥門國產(chǎn)化研發(fā).pdf

1、高壓旁路閥門是火力發(fā)電機組中一種重要的工質(zhì)調(diào)節(jié)閥門，是不能被通用閥門所取代的特殊閥門。目前，隨著國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，高效能、低污染的大型火電機組得到廣泛采用，600MW超臨界電站機組逐漸成為主力機組，同時對于電站機組的安全性提出了更高的要求，配套的高壓旁路閥門的作用日益得到重視。本文通過600MW超臨界機組高壓旁路閥門的研制，提高我國在高參數(shù)閥門領(lǐng)域的的科研技術(shù)水平，打破不能自己生產(chǎn)這種閥門、長期依賴進(jìn)口的局面，同時對其它高參數(shù)閥門的研

2、制工作具有一定的參考價值。
　　 本文著重探討了高壓旁路閥門的優(yōu)化設(shè)計。在設(shè)計初期采用FCA功能成本分析理論進(jìn)行各部件成本影響分析，找出成本控制及性能優(yōu)化的重點部件，從降低成本的角度制定了初始設(shè)計方案。在參考大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料和借鑒國內(nèi)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)，建立了閥門三維參數(shù)化設(shè)計模型，設(shè)計時緊緊圍繞閥門需要實現(xiàn)的功能進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)和各個功能部件的設(shè)計，充分考慮了閥門的安全性、結(jié)構(gòu)簡捷性和經(jīng)濟性等要求。
　　 閥

3、體是整個高壓旁路閥門的核心部件，其強度是否合格直接影響到整個閥門的安全性能。閥門在工況下受到熱應(yīng)力與壓力應(yīng)力的綜合作用，采用ANSYS熱.結(jié)構(gòu)耦合分析模塊進(jìn)行，確定了閥體的應(yīng)力集中區(qū)域，分析表明閥體的應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，最大應(yīng)力超出了材料在工況下的強度要求，所以必須改進(jìn)閥體結(jié)構(gòu)，以降低閥體應(yīng)力并使應(yīng)力分布趨向均勻。
　　 以有限元分析結(jié)果為基礎(chǔ)對閥體進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。在ANSYS-Workbench中完成了設(shè)計參數(shù)的敏感性分析，根據(jù)敏

4、感程度選取了7個參數(shù)作為設(shè)計變量，將最大等效應(yīng)力作為目標(biāo)變量進(jìn)行優(yōu)化分析。采用一階優(yōu)化方法對初始方案進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，對選取的7個敏感性較大的尺寸進(jìn)行參數(shù)設(shè)計組合，可以顯著減少試驗數(shù)目，節(jié)約計算成本。通過優(yōu)化設(shè)計最后得到了改進(jìn)結(jié)構(gòu)。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)大大降低了三個危險區(qū)域的應(yīng)力值，使閥體結(jié)構(gòu)能夠滿足安全工作的要求。達(dá)到了提高閥門強度性能，節(jié)省制造材料，降低加工成本的目的。
　　 在確定閥門最終的設(shè)計結(jié)構(gòu)后，進(jìn)行了物理樣機的制造，采用水壓試