【精品】顶盖强度分析v

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：hlp 211-u-225转轮直径：di= 2250 mm最髙水头：hmax=55.3 m额定水头：hp=47.0m最小水头：hmin=40.3 m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 15.8 mw安装高程：吸出高度：29.8mhs= + 0.66m固定导叶

2、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%) 47.5 m(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* dinggdil卜.yz顿卜电几伺班ailqdanggilxy平面一yz平面一zx躯一程几轲0b他1w

3、 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。mesh2011/11/21 16301anw13.0sooqo10000 (mm)2s0m750r0如图32.3材料说明华安水电站顶盖采用铸铁ht2040材料，最低抗拉强度是200mpa,最低抗 弯强度是400mpa o许用应力值为：s=min( a b/5;。s/3)=66.6mpa(正常工况);s=2。 s/3=133.2mpa(紧急停机 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

4、常运行工况顶盖过流而压力po=6o-(v2/2g) m 水柱q=n/( n 发 n 水*9.806*hmax)=15000/(0.95*0.9*9.806*60)=27.1 m3/sv= q/s=27.1/(0.675*0.23*16)=10.9 m/sp0=60-(10.9*10.9/(2*9.806)=53.9m水柱 =0.539mpa8: static structural preiwretim: 1. f 2011/11/22 1141q pr««sur: 033910004)0 (mrrx)13.02sojo7500顶盖轴承、密封和控制环的重量f=2535kgam

5、淞13.0& static structural forcetime: 1.« 2011/11/22 1146sooqo10000 (<nm)2s0j0750am淞13.003sooqo10003 (mm)250m7500顶盖法兰而为同定而8: static structuralfw»d support time: 1.9 2011/11/22 1149顶盖与转轮面压力pl=0.25mpacm500qo10000 (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。

6、=(1+0.5)*0.6=0.9mpapretwr#timti 1.1 2011/11/22 12m口 pr«ture: 0j mp. 作用在顶盖内上的真空力p3,般计算中取p3=10kpa;a: jinjiguanjipressure 4tim: 1. f2011/11/22 12:30q| prtmure 4:1*002 mp*13.01000020o0xj0 (mm)0msoom1500j0vsooqo10000 (mm)2s0j0750j0an狮13.0顶盖法兰面为固定面a: jinjiquanji fwd support time: 1.« 2011/11/22

7、124顶盖轴承、密封和控制环的垂量a: jinjiquanjiforcetim 钦 1. f 2011/11/22 12x23 force: 25390 n components: q> 0. -25390 nanss13.00"r$oeo500 joo75oq01000 j00 (mm)(5)大气压ajinjigwinjlpretwrw 3timti 1. 2011/11/22 12:34 prttture 3: od imp.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 ftalk flnicturaltoul dtlormmiontyptt youl

8、 dt<xm«tioo un« mmtime: 12011/11/22 115)lltoe max 1jm07 0j1099 0.7s0s1 wx2 0j2034 0j$023 ojeon 0430m ominanss13.09m250 joo500qo1000m (mtn)7503anw13.0b: static structuralequvjlent stresstype:une mpatime 1201w11/22 12j513938 max123s1084292j357745361j7464883m06皿230xm0902 min0msooqo10000 (m

9、m)7500250 jo正常工况下顶盖受力分析结果立筋已经超过铸铁ht2040许用应力66.6mpa,最大应力已达到139.38mpao紧急停机工况下顶盖受力分析结果a: jinjiguanjitoul d“orm“on typ«t youl dtxmtioo unc mmanss13.0twn: 1 2011/11/2213:340.144“ mjix 042s5 04u43 0j96371 0jw031 0x64248 0jm818s 232124 0416062omina: jinjig uanji equjlent stress type:une mpatime: 12011/1*22 1342s372 max225s619.74116j2614j111j95847965ma2244890x)33ss8 min1000qo (mm)0m500joo25