Оценка влияния формы центральной камеры на течение пара и ползучесть корпуса регулирующего клапана турбины

Abstract

Численно определяются характеристики течения пара в системе парораспределения, напряженно-деформированного состояния и ползучести корпуса клапана паровой турбины К-325 на стационарном режиме работы для двух вариантов центральной камеры клапана. Скорости, температура и давление пара на стенки корпуса определяются на основе численного решения уравнений Навье-Стокса в трехмерной постановке. Применяется модель турбулентности k–w SST Ментера. Для решения совместной задачи газодинамики и теплообмена использовался программный комплекс ANSYS/CFX. Установлено что форма центральной камеры влияет на распределение расхода пара через РК1 и РК3. Уравнения ползучести интегрируются явной схемой Эйлера. Использовалась модель неявной ползучести с упрочнением, учитывающая начальную и установившуюся ползучесть. Оценено влияние формы центральной камеры на характеристики прочности корпуса регулирующего клапана. Результаты выполненных исследований свидетельствуют, что максимальная накопленная деформация ползучести не может быть причиной образования трещин после 35000 часов роботы. Решение задачи ползучести корпуса для двух вариантов центральной камеры в трехмерной постановке показало, что по прочностным характеристикам второй вариант корпуса клапана является предпочтительным, т.к. в его центральной камере максимальные деформации ползучести в 2 раза меньше, чем для первого варианта корпуса клапана.

Чисельно визначаються характеристики течії пари в системі паророзподілення, напружено-деформованого стану та повзучості корпусу клапана парової турбіни К-325 на стаціонарному режимі роботи для двох варіантів центральної камери клапана. Швидкості, температура і тиск пари на стінки корпусу визначаються на основі чисельного розв'язання рівнянь Нав'є-Стокса в тривимірній постановці. Оцінено вплив форми центральної камери на характеристики міцності корпусу і розподіл витрати пари в регулюючому клапані.

The characteristics of a current of steam are numerically calculated in system of steam distribution and the intense deformed state and creep of the hull of the valve of the K-325 steam turbine in the stationary mode for two options of the central camera of the valve. Speeds, temperature and a vapor pressure on the walls of the hull are defined on the basis of numerical solution of the equations of Navier-Stokes in three-dimensional statement. The semi empirical Menter model of turbulence was applied. A program complex ANSYS/CFX was used. It was established that the shape of the central chamber affects the distribution of the flow of steam through RK1 and RK3. The equations are integrated creep explicit Euler scheme. We used the model of implicit creep hardening, which takes into account the initial and steady creep. The effect of the form of the central chamber on the characteristics of the control valve body strength. The results of the research indicate that the maximum cumulative creep deformation can not be the cause of cracking after 35,000 hours of robots. Solution of the problem of creep housing for two variants of the central chamber in three-dimensional statement showed that the strength characteristics of a second embodiment of the valve body is preferred because in the central chamber maximum creep deformation in two times less than in the first embodiment of the valve body.