高參數(shù)閘閥閥體強度應(yīng)力分析

2013-06-15 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

變負荷率比常規(guī)鍋爐高約10個百分點,當然超臨界機組相應(yīng)位置的壓力和溫度更高,因而對于材料和工藝的要求也更高。對制造技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備也提出了更高的要求。根據(jù)我國目前電力工業(yè)的實際情況和國民經(jīng)濟發(fā)展的需要,目前應(yīng)以攻關(guān)關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展大型超臨界機組為重點來發(fā)展和加強發(fā)電裝備工業(yè)。其研究的主要研究內(nèi)容也包括超臨界機組高參數(shù)閥門(DN250)的國產(chǎn)化工作,為國產(chǎn)600MW超臨界機組實現(xiàn)配套。

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圖1. 高參數(shù)閘閥Z962Y-2500Lb DN250模型

在對閥體零件的網(wǎng)格劃分中,選擇系統(tǒng)默認的Solid187和Surf154單元,根據(jù)零件的大小選擇適合的網(wǎng)格劃分密度,與介質(zhì)接觸的內(nèi)表面進行網(wǎng)格的進一步細化并確保在面上有規(guī)則的網(wǎng)格。網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖2所示,網(wǎng)格劃分精度合理,滿足設(shè)計要求。

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圖2.閥體網(wǎng)格劃分結(jié)果

根據(jù)閥體的受力情況分析,在閥體與介質(zhì)接觸的內(nèi)表面承受設(shè)計內(nèi)壓42MPa,閥體出入口兩端固定,在剖開閥體的中截面上施加對稱約束載荷。閥體受力情況如圖3所示。

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圖3.閥體受力情況

按照應(yīng)力云圖顯示結(jié)果,在認為最危險的截面處選取穿過壁厚的應(yīng)力評定線,然后將線彈性分析得到的評定線上的應(yīng)力強度值分解,按照不同的原則進行評定。應(yīng)力分析結(jié)果如圖4所示。

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圖4.閥門零件的應(yīng)力分析云圖

從應(yīng)力云圖可知,在閥體入口管與閥體中腔交界處存在最大應(yīng)力。經(jīng)評定,在該處出現(xiàn)最大應(yīng)力的原因是由于閥門入口管在該處與中腔相接,且形狀變化劇烈,同時內(nèi)壁存在著尖角的原因所形成。根據(jù)應(yīng)力分類原則判斷,此處應(yīng)屬于峰值應(yīng)力范疇。

通過分析,閥門在正常運行條件的應(yīng)力小于對應(yīng)的極限許用應(yīng)力值,閥體的結(jié)構(gòu)強度安全,滿足設(shè)計要求。

應(yīng)用三維有限元應(yīng)力分析軟件ANSYS進行應(yīng)力分析,提供了一種對于復雜模型零件進行應(yīng)力分析的模式。

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