高參數閘閥閥體強度應力分析

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

變負荷率比常規鍋爐高約10個百分點,當然超臨界機組相應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。對制造技術和生產設備也提出了更高的要求。根據我國目前電力工業的實際情況和國民經濟發展的需要,目前應以攻關關鍵技術、發展大型超臨界機組為重點來發展和加強發電裝備工業。其研究的主要研究內容也包括超臨界機組高參數閥門(DN250)的國產化工作,為國產600MW超臨界機組實現配套。

圖1. 高參數閘閥Z962Y-2500Lb DN250模型

在對閥體零件的網格劃分中,選擇系統默認的Solid187和Surf154單元,根據零件的大小選擇適合的網格劃分密度,與介質接觸的內表面進行網格的進一步細化并確保在面上有規則的網格。網格劃分結果如圖2所示,網格劃分精度合理,滿足設計要求。

圖2.閥體網格劃分結果

根據閥體的受力情況分析,在閥體與介質接觸的內表面承受設計內壓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。

圖3.閥體受力情況

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

圖4.閥門零件的應力分析云圖

從應力云圖可知,在閥體入口管與閥體中腔交界處存在最大應力。經評定,在該處出現最大應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,同時內壁存在著尖角的原因所形成。根據應力分類原則判斷,此處應屬于峰值應力范疇。

通過分析,閥門在正常運行條件的應力小于對應的極限許用應力值,閥體的結構強度安全,滿足設計要求。

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

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