某超临界锅炉减温管翘曲变形及开裂原因的有限元分析

doi:10.11930/j.issn.1004-9649.2016.05.072.04

中国电力 ›› 2016, Vol. 49 ›› Issue (5): 72-75.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.2016.05.072.04

某超临界锅炉减温管翘曲变形及开裂原因的有限元分析

邓玲惠，康豫军，王军民，程勇明，王必宁

西安热工研究院有限公司，陕西西安710032

收稿日期:2015-08-17 出版日期:2016-05-16 发布日期:2016-05-16
作者简介:邓玲惠（1982—），女，湖北武汉人，硕士，工程师，从事管道应力计算与分析工作。E-mail: lhdeng@foxmail.com

Finite Element Analysis on Deformation and Cracking of the Cooling Tubes of a

DENG Linghui, KANG Yujun, WANG Junmin, CHENG Yongming, WANG Bining

Xi’an Thermal Power Research Institute Co., Ltd., Xi’an 710032, China

Received:2015-08-17 Online:2016-05-16 Published:2016-05-16

摘要/Abstract

摘要： 通过建立某超临界锅炉再热蒸汽减温管的三维有限元模型，以实际减温管工作中的温度分布和约束情况作为边界条件，模拟分析了某超临界锅炉再热蒸汽减温管的变形情况。研究结果表明，由于减温器喷水雾化不佳，使得部分喷水沉积在高温管道下部，引起该管道上下部温差较大，导致管道底部承受较大的轴向拉应力，管道上部承受较大的轴向压应力，此过程反复交替形成的交变应力是导致减温管疲劳开裂的主要原因。有限元分析计算结果与现场的实际变形情况基本吻合，误差约为8.3%。

关键词: 超临界锅炉, 再热蒸汽, 减温水管道, 疲劳, 开裂, 有限元分析

Abstract: By establishing the three-dimension finite element model of the reheat steam cooling tube of a supercritical boiler, and taking its working temperature and constraints as the boundary conditions, the deformation of the cooling tube is analyzed. The analysis results show that some water subsides at the bottom of the tube due to the poor water atomization, causing a large temperature disparity between the top and bottom of the tube, which leads to a great axial tensile stress at the bottom of the pipe and a high axial compressive stress at the top. The alternating stress caused by the spray of the cooling water in the pipe is the main reason of the tube fatigue. The finite element computation results are closely identical with the actual deformation, with an error of about 8.3%.

Key words: supercritical boiler, reheat steam, cooling tube, fatigue, cracking, finite element analysis

中图分类号:

TM621
TB121

邓玲惠，康豫军，王军民，程勇明，王必宁. 某超临界锅炉减温管翘曲变形及开裂原因的有限元分析[J]. 中国电力, 2016, 49(5): 72-75.

DENG Linghui, KANG Yujun, WANG Junmin, CHENG Yongming, WANG Bining. Finite Element Analysis on Deformation and Cracking of the Cooling Tubes of a[J]. Electric Power, 2016, 49(5): 72-75.

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