ANSYS應(yīng)用實例——高參數(shù)閘閥閥體強(qiáng)度應(yīng)力分析

2013-08-01 by:廣州Ansys中心來源:仿真在線

項目名稱: 高參數(shù)閘閥閥體強(qiáng)度應(yīng)力分析
用戶單位: 哈爾濱哈鍋閥門股份有限公司
所在行業(yè) :石化容器

效率高是超臨界鍋爐的突出特點,常規(guī)超臨界機(jī)組比亞臨界機(jī)組高2%左右,相應(yīng)于減少煤耗5%左右,這就大大提高了電廠的經(jīng)濟(jì)效益,而且污染物的排放也大幅度減少,所以從環(huán)保角度看,超臨界機(jī)組也具有十分突出的優(yōu)點。另外,從國外超臨界機(jī)組的運行來看,超臨界的運行可靠性也得到大幅度提高,大容量超臨界鍋爐具有良好的啟動運行和調(diào)峰性能,能夠滿足電網(wǎng)負(fù)荷的調(diào)峰要求,并且在較大的負(fù)荷范圍30%~100%額定負(fù)荷內(nèi)變壓運行。

變負(fù)荷率比常規(guī)鍋爐高約10個百分點,當(dāng)然超臨界機(jī)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(jì)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(jī)組為重點來發(fā)展和加強(qiáng)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(jī)組高參數(shù)閥門(DN250)的國產(chǎn)化工作,為國產(chǎn)600MW超臨界機(jī)組實現(xiàn)配套。

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在對閥體零件的網(wǎng)格劃分中,選擇系統(tǒng)默認(rèn)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(jìn)行網(wǎng)格的進(jìn)一步細(xì)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(rèn)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(qiáng)度值分解,按照不同的原則進(jìn)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。

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