【精品】顶盖强度分析v

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1、华电福建华安水力发电厂水轮机顶盖受力分析华安水电站顶盖受力分析1华安水电站机组概况华安水电站是老机组，设备存在老化问题，为安全生产，需对老设备进行强度和刚度的安全计算和校核工作。原1#机组水轮机及模型转轮主要参数(1)华安水电站机组主要技术参数：水轮机型号：HLP211-U-225转轮直径：Di=2250mm最髙水头：Hmax=55.3m额定水头：Hp=47.0m最小水头：Hmin=40.3m加权平均水头：Hep=49.9m额定转速：n=214.3r/min额定流量：Q=38.5m3/s额定功率：N水二15.8MW安装高程：吸出高

2、度：29.8mHS=+0.66m固定导叶数：8活动导叶数：16转轮叶片数：14水库正常蓄水位：水库死水位：下游最低尾水位94.0m92.0m29.899m卜•游校核洪水位(P=l%)47.5m(2)HL211模型转轮主要参数最优单位转速66r/min限制工况单位流量1.105m3/s转轮临界空化系数0.165导叶相对高度0.32顶盖强度分析说明2.1分析模型顶盖采用整体形式作为分析模型，如图1、如图2所示。顶盖采用HT20-40整体铸造结构，过流而增设不锈钢板，为简化模型，取消了不锈钢板，内圈的引流板，其余按全尺寸造型。IS*di

3、nggdil卜.yz顿卜电几伺班ailQ^dangg^ilxy平面一・yz平面一・zx躯一程几轲0B他1W■件几何体如图1如图22.2网格划分模型采用ansys实体网格划分，网格划分如图3所示。Mesh2011/11/2116301ANW13.0SOOQO1000^0(mm)2S0M750R0如图32.3材料说明华安水电站顶盖采用铸铁HT20・40材料，最低抗拉强度是200MPa,最低抗弯强度是400MPao许用应力值为：[s]=min(ab/5;。s/3)=66.6MPa(正常工况);[s]=2。s/3=133.2MPa(紧急停

4、机丁况)。2.4计算工况在计算华安水顶盖强度时'主要计算正常运行工况和紧急停机工况。根据《水轮机设计手册》的理论依据，在正常运行T况下，顶盖所受的力为：(-)正常运行工况⑴顶盖过流而压力pO=6O-(v2/2g)m水柱Q=N/(n发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顶盖轴承、密封和控制环的重量F=2535KgAM淞13.0&StaticStructuralForceTime:1.«2011/11/221146SOOQO1000^0(

6、25MPaCM500QO1000^0(mm)TSOjOO(-)紧急停机工况在紧急停机工况卜;顶盖所受的力为:(1)紧急停机所产生的水压力p2=(l+e)Hmax,式中，e为升压系数。=(1+0.5)*0.6=0.9MPaPretwr#Timti1.12011/11/2212M口Pr«ture:0JMP.⑵作用在顶盖内上的真空力p3,—般计算中取p3=10kPa;A:jinjiguanjiPressure4Tim•:1.f2011/11/2212:30Q

7、PrtMure4:1*002MP*13.01000^020O0XJ0(mm)0

8、MSOOM1500J0VSOOQO1000^0(mm)2S0J0750J0AN狮13.0⑶顶盖法兰面为固定面A:jinjiQuanjiFwdSupportTime:1.«2011/11/2212^4⑷顶盖轴承、密封和控制环的垂量A:jinjiQuanjiForceTim钦1.f2011/11/2212x23□Force:25390NComponents:Q>0.-25390NANSS13.00"r$oeo500jOO75OQ01000j00(mm)(5)大气压AjinjigwinjlPretwrw3Timti1.•2011/11

9、/2212:34■Prttture3:OdIMP.巧MO750M3分析结果正常运行工况下总体受力分布、总体变形分布■ftalkflnicturalToUlDtlormMionTypttYoUlDt^