【摘 要】
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汽轮机组动静间的轴向碰磨问题是制约机组快速启动和安全运行的一个重要因素。如果能比较准确地计算出汽缸和转子各级处的膨胀量，就可以在线监测动静间隙，这对加快机组启动和提
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汽轮机组动静间的轴向碰磨问题是制约机组快速启动和安全运行的一个重要因素。如果能比较准确地计算出汽缸和转子各级处的膨胀量，就可以在线监测动静间隙，这对加快机组启动和提高机组运行的安全性都有重要意义。由于汽缸形状的复杂性，过去常采用质面比[1]或汽缸及法兰刚度系数方法[2]对汽缸轴向膨胀进行估算，这些方法不仅计算繁琐，而且精度较差。比较客观地反映汽缸膨胀，还可采用有限元软件进行离线分析，但通过传热和变形分析建立蒸汽温度变化和轴向变形的理论模型进行数学模拟还未见到相关报道。本文提出了一种汽缸膨胀的近似算法，为实现汽缸动静间隙的在线监测提供了一种较为准确计算模型。为了计算汽缸热膨胀，本文在大平板非稳态导热基本理论的基础上，提出了已知初始温度分布，环境温度不断变化时，大平板导热规律的一种近似算法，作为汽缸热膨胀计算的理论基础。在计算汽缸膨胀时，先将汽缸沿轴向分成若干段，分别计算各段膨胀量，然后累加。计算各段膨胀量时，定义了膨胀特征温度，用以表征其热膨胀能力。整个理论分析的结果都用有限元进行了验证，结果吻合较好。为了将该理论应用于实践，并在实践中接受检验，笔者在理论基础上设计了一套汽缸各级膨胀监测系统。通过与热力计算模块和转子膨胀计算模块的连接后，构成了一套机组胀差在线监测系统。该系统通过一段时间运行，结果比较满意。这说明该理论成功的经受了实践检验，有实际应用价值。针对有限元法使用复杂，可移植性差的特点，本文提出了可视化热分析的思想，即在保证一定精度的前提下，尽可能使分析过程直观、简便。所谓可视化热分析，是指用户通过输入参数，构建基本的形状模块，通过将若干模块连接在一起构成一个实体，然后在实体上施加各种边界条件，最后通过计算，将结果以图形、表格的形式显示出来。<WP=3>根据这一思想，笔者设计了一套汽缸温度场，热应力，热膨胀的可视化分析软件包。该软件包界面友好，操作简单，分析结果精度较高
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