Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF
Выполнена расчетная оценка термонапряжённого состояния барабана котла ТГМЕ-464 при пусках из холодного, неостывшего и горячего состояний, а также при остывании. Показано, что ресурс барабана не лимитируется малоцикловой усталостью....
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Проблемы машиностроения |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99108 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF / П.П. Гонтаровский, Т.В. Протасова, А.А. Глядя, А.В. Пожидаев // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 44-51. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99108 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-991082025-02-09T13:34:36Z Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF The estimation of thermostressed state of boiler drum TGME-464 Гонтаровский, П.П. Протасова, Т.В. Глядя, А.А. Пожидаев, А.В. Динамика и прочность машин Выполнена расчетная оценка термонапряжённого состояния барабана котла ТГМЕ-464 при пусках из холодного, неостывшего и горячего состояний, а также при остывании. Показано, что ресурс барабана не лимитируется малоцикловой усталостью. Виконано розрахункову оцінку термонапруженого стану барабана котла ТГМЕ-464 при пусках з холодного, неостиглого і гарячого станів, а також при остиганні. Показано, що ресурс барабана не лімітується малоцикловою втомою. The numerical estimation of thermostressed state of boiler drum TGME-464 is executed at startup from cold, not cooled down and hot state and also at cooling. It is shown, that the drum durability is not limited by low-cycle fatigue. 2013 Article Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF / П.П. Гонтаровский, Т.В. Протасова, А.А. Глядя, А.В. Пожидаев // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 44-51. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0131-2928 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99108 621.165;539.3 ru Проблемы машиностроения application/pdf Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Динамика и прочность машин Динамика и прочность машин |
| spellingShingle |
Динамика и прочность машин Динамика и прочность машин Гонтаровский, П.П. Протасова, Т.В. Глядя, А.А. Пожидаев, А.В. Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF Проблемы машиностроения |
| description |
Выполнена расчетная оценка термонапряжённого состояния барабана котла ТГМЕ-464 при пусках из холодного, неостывшего и горячего состояний, а также при остывании. Показано, что ресурс барабана не лимитируется малоцикловой усталостью. |
| format |
Article |
| author |
Гонтаровский, П.П. Протасова, Т.В. Глядя, А.А. Пожидаев, А.В. |
| author_facet |
Гонтаровский, П.П. Протасова, Т.В. Глядя, А.А. Пожидаев, А.В. |
| author_sort |
Гонтаровский, П.П. |
| title |
Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF |
| title_short |
Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF |
| title_full |
Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF |
| title_fullStr |
Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF |
| title_full_unstemmed |
Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF |
| title_sort |
оценка термонапряженного состояния барабана котла тгме-464 pdf |
| publisher |
Інстиут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Динамика и прочность машин |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99108 |
| citation_txt |
Оценка термонапряженного состояния барабана котла ТГМЕ-464 PDF / П.П. Гонтаровский, Т.В. Протасова, А.А. Глядя, А.В. Пожидаев // Проблемы машиностроения. — 2013. — Т. 16, № 1. — С. 44-51. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Проблемы машиностроения |
| work_keys_str_mv |
AT gontarovskijpp ocenkatermonaprâžennogosostoâniâbarabanakotlatgme464pdf AT protasovatv ocenkatermonaprâžennogosostoâniâbarabanakotlatgme464pdf AT glâdâaa ocenkatermonaprâžennogosostoâniâbarabanakotlatgme464pdf AT požidaevav ocenkatermonaprâžennogosostoâniâbarabanakotlatgme464pdf AT gontarovskijpp theestimationofthermostressedstateofboilerdrumtgme464 AT protasovatv theestimationofthermostressedstateofboilerdrumtgme464 AT glâdâaa theestimationofthermostressedstateofboilerdrumtgme464 AT požidaevav theestimationofthermostressedstateofboilerdrumtgme464 |
| first_indexed |
2025-11-26T08:03:33Z |
| last_indexed |
2025-11-26T08:03:33Z |
| _version_ |
1849839290363674624 |
| fulltext |
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 44
УДК 621.165;539.3
П. П. Гонтаровский, канд. техн. наук
Т. В. Протасова
А. А. Глядя
А. В. Пожидаев
Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины
(г. Харьков, e-mail: shulzh@ipmach.kharkov.ua)
ОЦЕНКА ТЕРМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
БАРАБАНА КОТЛА ТГМЕ-464
Выполнена расчетная оценка термонапряжённого состояния барабана котла
ТГМЕ-464 при пусках из холодного, неостывшего и горячего состояний, а также при
остывании. Показано, что ресурс барабана не лимитируется малоцикловой устало-
стью.
Виконано розрахункову оцінку термонапруженого стану барабана котла ТГМЕ-464 при
пусках з холодного, неостиглого і гарячого станів, а також при остиганні. Показано,
що ресурс барабана не лімітується малоцикловою втомою.
Введение
Большая часть отечественного парка барабанов котлов (85–90%) выработала парко-
вый ресурс. По мере старения котлов и выработки расчетного срока эксплуатации увеличи-
вается число аварийных остановов и отказов, а следовательно, увеличиваются и затраты на
поддержание их в рабочем состоянии. В то же время установка новых котлов взамен старых
требует значительных капитальных затрат. Поэтому актуальной задачей является обосно-
ванное продление паркового ресурса барабанов, включающее проведение специальных рас-
четов на прочность.
Известно о трех разрушениях барабанов на отечественных котлах с расчетным дав-
лением 15,5 МПа [1]. Первое – в 1964 году на котле ТГМ-84 ст. № 3 Новокуйбышевской
ТЭЦ-2 при гидроиспытании после монтажа. Второе – в 1991 году на котле БКЗ-210-140Ф
Курганской ТЭЦ при гидравлическом испытании после наработки 164600 часов. Третье – в
2005 году на котле ТГМ-84 ст. № 1 Ярославской ТЭЦ-3 (наработка 265522 часа) при прове-
дении гидравлических испытаний в связи с окончанием восстановительного ремонта бара-
бана в большом объеме.
В США (штат Северная Каролина) в 1972 году произошел разрыв нового барабана
мощного котла во время предэксплуатационного гидравлического испытания при сооруже-
нии электростанции [2].
Проведенные исследования по определению причин разрушений барабанов выявили,
что барабаны котлов высокого давления подвержены опасности хрупких разрушений [3].
Проблему хрупкого разрушения усугубляет масштабность самой конструкции бара-
бана и связанная с ней сложность технологии изготовления листов большой толщины и тех-
нологии их сварки, включая послесварочную термообработку.
Как отмечается в [3], технологические факторы в случае отклонения от заданных
требований могут приводить к формированию закалочной структуры и сохранению высоко-
го уровня остаточных напряжений в зонах сварных соединений. Как следствие, в этих зонах
могут возникать трещиноподобные дефекты как на заключительной стадии изготовления
(или при монтаже), так и на ранних стадиях эксплуатации. Эксплуатационные факторы пре-
допределяют последующее развитие исходных трещиноподобных дефектов. Распростране-
ние трещин происходит по коррозионно-усталостному механизму – под действием высокого
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 45
уровня напряжений и одновременного воздействия среды теплоносителя. Высокий уровень
напряжений обуславливается концентрацией напряжений, остаточными напряжениями, по-
ниженными запасами прочности.
В [4, 5] рассмотрены условия работы энергоблоков мощностью 200 МВт ТЭС и
250 МВт ТЭЦ, котлы которых имеют барабаны со значительной наработкой, и приведены
результаты расчетных исследований напряженного состояния корпуса барабана котла ТП-
100.
В данной статье представлены результаты расчетной оценки термонапряженного со-
стояния барабана котла ТГМЕ-464.
Во время работы барабаны котлов находятся под действием неосесимметричных
температурных полей и нагружения (вес барабана и оборудования внутри него, вес воды),
вследствие чего их термонапряженное состояние носит трехмерный характер. Барабаны
котлов, как и ряд других элементов машин, могут быть рассмотрены как неосесимметрично
нагруженные неоднородные тела вращения, термонапряжённое состояние которых целесооб-
разно определять в цилиндрической системе координат. Поэтому в данной работе расчетные
исследования напряженно-деформированного состояния барабана выполнены с помощью
специально разработанного методического обеспечения [6, 7], позволяющего учитывать фи-
зическую нелинейность, зависимость свойств материала от температуры, а также изменяю-
щиеся во времени смешанные граничные условия, в том числе и в окружном направлении.
Результаты расчетной оценки термонапряжённого состояния барабана котла
ТГМЕ-464
Котел является составной частью энергоблока электрической мощностью 100/120
МВт ТЭЦ и работает совместно с теплофикационной турбиной Т-100/120-130.
Конструкция, эксплуатационные характеристики, режимы работы барабана при пус-
ках и останове котла приведены в [8].
Рассматриваемый барабан представляет собой цилиндрический сосуд длиной 19,9 м,
сваренный из цилиндрических обечаек, к торцам которых приварены эллиптические днища
с центральными отверстиями-лазами диаметром 400 мм, которые закрываются крышками. К
нему приварено множество штуцеров с трубопроводами для подачи воды, паровоздушной
смеси и отбора пара. Эти отверстия являются концентраторами напряжений и в общей рас-
четной схеме не учитываются.
Толщина металлических стенок барабана составляет 112 мм, наружный радиус ци-
линдрической части 912 мм. Снаружи барабан покрыт тепловой изоляцией толщиной
200 мм.
Барабан опирается на две опоры, представляющие собой цилиндрические поверхно-
сти с центральным углом раствора, равным 88°, и протяженностью вдоль оси z = 210 мм.
Расстояние между опорами 15,8 м.
Материал барабана – сталь 16ГНМА.
Геометрия конструкции барабана приведена на рис. 1. На рис. 1, а показана симмет-
ричная часть меридионального сечения барабана с дискретизацией его на конечные элемен-
ты, на рис. 1, б – фрагмент днища барабана, а на рис. 1, в – поперечное сечение в районе
опоры.
Стенка по толщине разбита на шесть конечных элементов, а теплоизоляция по тол-
щине – на три элемента. В плоскости z = 0 заданы граничные условия симметрии. Изнутри
барабан нагружен давлением пара и весом воды. Кроме этого, учитывается вес самого бара-
бана и содержащегося в нем оборудования, который уравновешен распределенным давлени-
ем со стороны опор. На внутреннюю кольцевую поверхность барабана в области лаза пере-
дается давление от крышки Pz (рис. 1, а). При давлении внутри барабана, равном 15,5 МПа, и
ширине кольца 20 мм это давление составляет 89,3 МПа.
На внутренней поверхности барабана (рис. 2) можно выделить несколько участков с
различными граничными условиями теплообмена [8]:
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 46
а)
б) в)
Рис. 1. Расчетная схема барабана:
а) – конечноэлементная модель барабана; б) – конечноэлементная модель
фрагмента барабана в районе днища; в) – поперечное сечение в районе опоры
Рис. 2. Поперечное сечение барабана
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 47
– область сухого насыщенного пара – I;
– область влажного пара – II;
– область влажного пара с крупнодисперсной влагой – III;
– области котловой воды – IV, V.
Для оценки термонапряженного состояния используются граничные условия тепло-
обмена на поверхностях корпуса барабана, полученные в отделе моделирования и иденти-
фикации тепловых процессов ИПМаш НАН Украины [8].
Ввиду симметрии барабана по длине (рис. 1, а), а также его левой и правой половин
поперечного сечения (рис. 2) в расчетах рассматривалась одна четвертая симметричная часть
барабана.
Так как расчетные схемы задач теплопроводности и механики имеют одну меридио-
нальную плоскость симметрии, то при разложении температур, радиальных и осевых ком-
понент перемещений в ряды Фурье используются члены разложения, содержащие только
косинусы, а окружных компонент перемещений – только синусы. Расчетные исследования
показали, что для достижения приемлемой точности решения данной задачи и минимизации
вычислительных затрат достаточно удерживать только три гармонических составляющих
ряда Фурье.
При определении напряженного состояния учитывались: собственный вес барабана и
оборудования внутри него, переменные во времени внутреннее давление и температурное
поле.
Для анализа термонапряженного состояния барабана выбраны три зоны (рис. 1, а, б):
центральная (сечение z = 0); тороидальная (сечение I–I); зона лазового отверстия (сечение
II–II).
Исследовались следующие режимы работы: пуски из холодного, неостывшего и го-
рячего состояний; стационарный режим; останов.
Пуск котла из холодного состояния производится согласно графику эксплуатации.
Тепловой график пуска энергоблока мощностью 100 МВт с котлом ТГМЕ-464 включает из-
менение параметров котловой воды и пара в зависимости от этапов пуска. В расчетах не
рассматривался этап заполнения барабана котловой водой, который по данным эксплуата-
ции длится 45 минут, отсчет времени пуска из холодного состояния начинается с розжига
топки котла и начала циркуляции котловой воды. Пуск заканчивается выходом котла на ра-
бочее давление 15,5 МПа. Длительность рассмотренного пуска из холодного состояния со-
ставляет около 13 часов.
На рис. 3, 4 приведены результаты расчетов теплового и упругого термонапряженно-
го состояния барабана на стационарном режиме.
а) б)
Рис. 3. Распределение температуры на стационарном режиме:
а) – θ = 0°; б) – θ = 180°
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 48
На рис. 3 показано температурное поле в районе днища барабана. Видно, что верх
барабана (рис. 3, а) нагрет примерно на 30 °С больше, чем низ (рис. 3, б). Практически весь
перепад температуры по толщине стенки приходится на слой изоляции, а по металлу он со-
ставляет меньше 1 °С. Из распределения интенсивности напряжений (рис. 4) видно, что мак-
симального значения они достигают в районе лаза.
Максимальные напряжения возникают при выходе на номинальное давление (мо-
мент времени τ = 10 часов 35 минут) и на стационарном режиме определяются в основном
давлением внутри барабана. Максимальные значения σi на внутренней поверхности в соот-
ветствующих зонах составляют, МПа:
− 120 – в центральной;
− 200 – в тороидальной;
− 185 – в зоне лазового отверстия.
На наружной поверхности σi в соответствующих зонах составляют, МПа:
− 100 – в центральной;
− 50 – в тороидальной;
− 400 – в зоне лазового отверстия.
На стационарном режиме в зоне лазового отверстия на наружной поверхности бара-
бана интенсивность условно упругих напряжений σi = 394 МПа практически совпадает с
пределом текучести (σ0,2 = 385 МПа при T = 350 °C). Упругопластический расчет показыва-
ет, что интенсивность пластических деформаций εi в этой зоне незначительна – 0,04%, а
σi = 320 МПа.
Рассмотрен процесс остывания барабана в течение 14 часов. Остывание барабана
происходит за счет отвода тепла с поверхности изоляции естественной конвекцией до тех
пор, пока температура барабана и наружного воздуха не станут равными. Время полного
остывания барабана составляет примерно трое суток. На фоне остывания рассмотрены пуски
из горячего и неостывшего состояний.
Барабан работает на стационарном режиме, потом происходит останов энергоблока с
продувкой топки котла в течение 10 мин и начинается остывание барабана, т. е. снижается
температура как находящегося в паровом пространстве пара, так и котловой воды. Спустя
3 ч 30 мин с момента начала остывания рассматривался пуск из горячего состояния и выход
на стационарный режим.
Момент времени 3 ч 30 мин при остывании является началом отсчета пуска из горя-
чего состояния.
В начальный момент времени пуска из горячего состояния верх барабана нагрет на
10 °С больше, чем низ. Давление в этот момент времени составляет 10,7 МПа.
Максимальные напряжения при пуске из
горячего состояния возникают при выходе на ста-
ционарный режим.
При остывании барабана отмечен рост раз-
ности температур между верхней и нижней обра-
зующими барабана в течение 14 часов. Сильнее
всего барабан остывает в нижней части. Практиче-
ски по всей длине барабана в нижней части за 14
часов температура падает с 323 до 80 °С . В верх-
ней части максимальное падение температуры на-
блюдается в районе сечения II–II (с 342 до 202 °С).
За время остывания в течение 14 часов максималь-
ные напряжения на наружной поверхности в сече-
нии II–II барабана уменьшаются более чем в 10 раз.
Пуск из неостывшего состояния рассматри-
вается спустя 14 часов с момента начала остыва-
Рис. 4. Изолинии интенсивности
напряжений на стационарном
режиме при θ =180°
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 49
ния. Давление в этот момент времени составляет 0,5 МПа.
На рис. 5 показано распределение температуры в корпусе барабана в зоне днища в
начальный момент времени пуска из неостывшего состояния.
При пуске из неостывшего состояния максимальные напряжения возникают при вы-
ходе на номинальное давление и на стационарном режиме, т.е. как и при пусках из холодно-
го и горячего состояний.
Как отмечалось выше, при остывании растет разность температур между верхней и
нижней образующими барабана. Дополнительные исследования показали, что максимума
(ΔТ ≈ 180 °С) разность температур достигает через 15-16 часов остывания, а затем начинает
снижаться.
Несмотря на большие перепады температур при остывании, уровень напряжений,
возникающих в корпусе барабана, невелик. Это объясняется тем, что внутреннее давление
снижается и температуры изменяются медленно.
Оценка напряжений в местах концентрации
Для рассматриваемого барабана напряжения в местах отверстий для подводящих и
отводящих патрубков определялись при номинальных напряжениях в стенке барабана на
основе решения задачи Кирша [9]. В пластине с круглым отверстием, растягиваемой в одном
направлении силой интенсивностью σ, максимальные напряжения возникают на контуре
отверстия по концам диаметра, перпендикулярного к направлению растяжения, и составля-
ют 3σ. Минимальные напряжения имеют место на контуре отверстия по концам диаметра в
направлении растяжения и равняются минус σ.
Цилиндрическую стенку барабана в местах концентрации напряжений при большом
радиусе изгиба и отношении h/r = 0,13 приближенно можно рассматривать как пластину,
растягиваемую в двух взаимно перпендикулярных направлениях окружными σθ и осевыми
σz напряжениями, причем σθ почти в два раза больше, чем σz. В этом случае максимальные
σmax и минимальные σmin напряжения на контуре отверстия определяются равенствами
σmax = 3σθ – σz, σmin = 3σz – σθ.
Значения σz, σθ и σmax на внутренней и наружной поверхностях стенки цилиндриче-
ской части барабана, в верхней и нижней частях вертикального меридионального сечения,
вблизи и вдали от днища для пуска из холодного состояния приведены в таблице.
Максимальные напряжения с учетом коэффициентов концентрации незначительно
превышают предел пропорциональности σПЦ = 0,8σ0,2 (σПЦ = 296–308 МПа при σ0,2 = 370–
385 МПа и T = 350 °C). Расчеты показали, что в рассмотренных концентраторах (цилиндри-
а) б)
Рис. 5. Распределение температуры в начальный момент
времени пуска из неостывшего состояния:
а) – θ = 0°; б) – θ = 180°
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 50
ческих отверстиях) напряжений в барабане местные пластические деформации малы (не
превышают 0,025%).
Осевые, окружные и максимальные напряжения
в корпусе барабана при пуске из холодного состояния
Внутренняя поверхность Наружная поверхность Область
барабана
θ,
градус σz, МПа σθ, МПа σmax, МПа σz, МПа σθ, МПа σmax, МПа
0 40 114 303 42 112 293 вдали от днища 180 56 121 308 49 108 276
0 40 120 319 58 123 312 возле
днища 180 50 125 325 50 115 293
Заключение
Для расчетов теплового и напряженного состояний барабана использовано методи-
ческое обеспечение, разработанное в ИПМаш НАН Украины, позволяющее учитывать фи-
зическую нелинейность, зависимость свойств материала от температуры, а также изменяю-
щиеся во времени смешанные граничные условия, в том числе и в окружном направлении.
Выполненные расчетные исследования теплового и термонапряженного состояний
барабана котла ТГМЕ-464 при пусках из холодного, неостывшего, горячего состояний и ос-
тывании показали, что максимальные напряжения возникают при выходе на стационарный
режим и определяются в основном давлением внутри барабана. Максимальная интенсив-
ность упругих напряжений отмечается в зоне лазового отверстия на наружной поверхности
барабана и достигает σi = 394 МПа (σ0,2 = 385 МПа при T = 350 °C). Упругопластический
расчет показал, что σi = 320 МПа, а пластические деформации в этой зоне весьма малы
(εI = 0,04%).
Так как барабан не испытывает знакопеременного нагружения, а при разгрузке на-
пряжения обратного знака незначительны, то при повторных нагружениях будет иметь ме-
сто приспособляемость материала без накопления повреждений от малоцикловой усталости.
Таким образом, малоцикловая усталость не является основным фактором, определяющим
ресурс барабана.
Результаты исследований [1–3] показали, что целесообразно проводить гидроиспы-
тания при температурах не ниже 25–30 °C, чтобы небольшие необнаруженные трещинопо-
добные дефекты не могли привести к хрупкому разрушению барабана из-за охрупчивания
материала.
Согласно [10] возможность продления ресурса барабана определяется на основании
результатов технического диагностирования, включающего: анализ технической документа-
ции; контроль металла элементов барабана; определение возможности, условий и парамет-
ров дальнейшей эксплуатации барабана, а также гидравлических испытаний и расчетов на
прочность в случае выборки дефектов. Остаточные напряжения после ремонта, вызванные
сваркой, следует уменьшать путем отжига.
Литература
1. Скоробогатых В. Н. Состояние металла и эксплуатационная повреждаемость барабанов паровых
котлов / В. Н. Скоробогатых, А. Е. Аверчиков, О. Н. Жарикова // Металл оборудования ТЭС. Про-
блемы и перспективы: Тр. науч.-техн. конф. ОАО «ВТИ». – М.: Всесоюз. теплотехн. ин-т, 2006. –
С. 231–237.
2. Ray Hauford. Analysis of boiler drum failure during hydrostatic testing / Hauford Ray // J. Products Li-
ability. – 1978. –Vol. 2, № 1. – P. 59–75.
3. Гринь Е. А. Опасность хрупких разрушений барабанов котлов высокого давления / Е. А. Гринь //
Металл оборудования ТЭС. Проблемы и перспективы: Тр. науч.-техн. конф. ОАО «ВТИ». – М.:
Всесоюз. теплотехн. ин-т, 2006.– С. 158–162.
4. Мацевитый Ю. М. Оценка остаточного ресурса барабанов котлов ТП-100 и ТГМЕ-464 для энерго-
блоков мощностью 200 МВт ТЭС и 100 МВт ТЭЦ с целью продления срока эксплуатации /
Ю. М. Мацевитый, Н. Г. Шульженко, В. Н. Голощапов // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації
ДИНАМИКА И ПРОЧНОСТЬ МАШИН
ISSN 0131–2928. Пробл. машиностроения, 2013, Т. 16, № 1 51
конструкцій, споруд та машин: Зб. наук. статей за результатами,отриманими в 2010-2012 рр. – К.:
Ін-т електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, 2012. – С. 250–256.
5. Изменение напряженного состояния барабанов котлов ТП-100 и ТГМЕ-464 при различных режи-
мах эксплуатации и оценка их остаточного ресурса / Ю. М. Мацевитый, Н. Г. Шульженко,
В. Н. Голощапов и [др.] // Совершенствование турбоустановок методами математического и физи-
ческого моделирования: Тр. междунар. науч.-техн. конф. –Харьков: Ин-т пробл. машиностроения
им. А.Н. Подгорного НАН Украины, 24-28 сент. 2012 г. – электрон. опт.диск (CD-ROM); цв., 12
см. – Системн. требования: Pentium; 32 Mb RAM, Windows 95, 98, 200, XP.
6. Шульженко Н. Г. Применение полуаналитического метода конечных элементов для решения трех-
мерных задач термомеханики в цилиндрических координатах / Н. Г. Шульженко, П. П. Гонтаров-
ский, Т. В. Протасова // Вісн. Нац. техн. ун-ту «ХПІ». Динаміка і міцність машин. – Харків: НТУ
«ХПІ». – 2004. – № 20. – С. 151–160.
7. Шульженко Н. Г. Задачи термопрочности, вибродиагностики и ресурса энергоагрегатов (модели,
методы, результаты исследований) / Н. Г. Шульженко, П. П. Гонтаровский, Б. Ф. Зайцев. – Saar-
brücken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, 2011. – 370 с. – Напеча-
тано в России.
8. Оценка остаточного ресурса барабанов котлов ТП-100 и ТГМЕ-464 для энергоблоков мощностью
200 МВт ТЭС и 100 МВт ТЭЦ с целью продления срока их эксплуатации: отчет о НИР (заключи-
тельный): б/т II-52-12 / ИПМаш НАН Украины; рук. Ю. М. Мацевитый. – Харьков, 2012. – 173 с. –
№ ГР 0110U006347.
9. Тимошенко С. П. Теория упругости / С. П. Тимошенко, Дж. Гудьер.– М.: Наука, 1975.– 575 с.
10. Инструкция по порядку продления срока службы барабанов котлов высокого давления: СО 153–
34.17.442-2003: утв. Мин-вом энергетики Российской Федерации: введ. в действие 30.06.2003. –
М., 2003.– 18 с.
Поступила в редакцию
12.01.13
УДК 539.3
А. В. Линник*
О. Н. Зеленская*
М. Г. Кузнецова*
Т. Ф. Медведовская**, канд. техн. наук
Е. Л. Медведева**
* ОАО «Турбоатом»
(г. Харьков, е-mail: lynnyk@turboatom.com.ua)
** Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного НАН Украины
(г. Харьков, е-mail: tmed@ipmach.kharkov.ua)
ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И МЕТОДИКА РАСЧЕТА
ПРОЧНОСТИ И ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ОБРАТИМЫХ ГИДРОМАШИН
Разработаны методики и пакеты прикладных программ для численного анализа стати-
ческого и динамического напряженно-деформированного состояния и динамики несу-
щих конструкций (крышек) обратимых гидромашин, работающих в диапазоне напоров
70–600 м. Приведены результаты численных исследований прочности и динамических
характеристик крышек гидромашин ГАЭС производства ОАО «Турбоатом».
Розроблено методики та пакети прикладних програм для чисельного аналізу статично-
го й динамічного напружено-деформованого стану та динаміки несучих конструкцій
(кришок) оборотних гідромашин, що працюють у діапазоні напорів 70 -600 м. Наведено
результати чисельних дослідженнь міцності та динамічних характеристик кришок гі-
дромашин ГАЕС виробництва ВАТ «Турбоатом».
|