Оцінка термонапруженого стану елементів котлоагрегатів з метою подовження терміну експлуатації
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Оцінка термонапруженого стану елементів котлоагрегатів з метою подовження терміну експлуатації
|
|
| Creator |
Трубачев, Андрій Сергійович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністью 05.14.14 - «Теплові та ядерні енергоустановки», Національний технічний універститет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2012. Дисертаційну роботу присвячено створенню науково обґрунтованих розрахунково- експериментальних методів оцінки напружено-деформованого стану та ресурсу елементів котлоагрегату, що знаходяться під дією статичного та вібраційного навантажень в умовах високих температур. Виконано аналіз існуючих експериментальних та теоретичних досліджень по визначенню напружено-деформованого стану та ресурсу елементів теплоенергетичного обладнання. Побудовано математичну модель деформування елементів котлоагрегату під дією реальних експлуатаційних навантажень та з урахуванням пошкодження матеріалу (тріщини, зколи, раковини, непровари) та визначено залежність значення напруження від розміру пошкодження. Розроблено чисельну методику розрахунку систем котлоагрегату під дією температурних та статичних навантажень. Розроблено чисельну методику визначення власних частот та форм коливань елементів котлоагрегату та розраховано частоти і визначено форми коливань для лінійних частин та гинів труб. Удосконалено розрахунково-експериментальний метод моделювання розвитку та росту тріщин у паропроводі, що дозволить більш точно визначити ресурс роботи устаткування за умов наявності пошкодження. Створено алгоритм прогнозування ресурсу елементів котлоагрегату, що довгостроково експлуатується. Проведено дослідження елементів конструкцій парових котлів ТГМП 314А та Е-2,5, щодо визначення ресурсу та розроблені рекомендації по надійній та безпечній експлуатації обладнання що працює в умовах високих температур та тисків. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.14 - «Тепловые и ядерные энергоустановки», Национальный технический универститет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2012. Диссертация посвящена созданию научно-обоснованных расчетно-экспериментальных методов оценки напряженно-деформированного состояния и ресурса элементов котлоагрегата, находящихся под действием статических и вибрационных нагрузок в условиях высоких температур. Выполнен анализ существующих экспериментальных и теоретических исследований по определению напряженно- деформированного состояния и ресурса элементов теплоэнергетического оборудования. Построена математическая модель деформирования элементов котлоагрегата под действием реальных эксплуатационных нагрузок и с учетом повреждения материала (трещины, сколы, раковины, непровары). Определена зависимость значения напряжения от размера повреждения. Разработана численная методика расчета конструкцій котлоагрегата под действием температурных и статических нагрузок. Проанализирована упруго-пластическая задача для элементов котлоагрегата. Произведена практическая реализация разроботанной методики применительно к конструктивным элементам паровых котлов ТГМП 314А и Е-2,5 с учетом реальных условий эксплуатации, закрепления и технологических особенностей. Был проведен численный эксперимент по определению рабочих напряжений труб и камер правой и левой частей топки нижней радиационной части; расчет труб и камер правой, левой, фронтовой и задней частей топки средней радиационной части; расчет труб и камер правой, левой, фронтовой и задней части топки верхней радиационной части. Данные, полученные при расчете напряженно-деформированного состояния были использованы для определения ресурса работы конструкции. Выполнен расчет труб с учетом повреждения. Для корректного расчета напряженно-деформированного состояния элементов котлоагрегатов с учетом повреждения был использован силовой критерий развития трещины. Усовершенствован расчетно-экспериментальный метод моделирования развития и роста трещин в паропроводе, что позволило более точно определить ресурс работы оборудования при наличии повреждения. С помощью разработанной методики выполнен расчет днища барабана котла Е-2,5. По результатам проведенного численного эксперимента определены максимальные напряжения, возникающие на меньшем радиусе кривизны днища барабана. С помощью усовершенствованной инженерной методики согласно кривым ползучести и длительной прочности был определен срок эксплуатации конструкции. В работе также исследованы сварные соединения элементов теплоэнергетического оборудования с учетом технологических особенностей, высоких температур и давлений. Характерной и отличительной особенностью напряженного состояния сварных соединений, является возникновение сложного распределения сварочных напряжений, которое характеризуется наличием сравнительно высоких напряжений сжатия в области зоны на границе со швом и высоких напряжений растяжения в соседнем участке этой зоны, а также в сварном шве. На основании разработанной методики были рассчитаны конструкции котлоагрегата с учетом изменения физико-механических свойств под воздействием температуры и давления. С помощью разработанной методики расчета напряжений элементов котлоагрегатов с учетом сварных соединений проведен ряд численных экспериментов, которые позволили определить нормы допустимых дефектов сварных соединений теплоэнергетического оборудования. Разработана численная методика определения собственных частот и форм колебаний элементов котлоагрегата , рассчитаны частоты и определены формы колебаний для линейных частей и гибов труб. Для определения влияния вибрации на работу энергетического оборудования были проанализированы колебания пластинчато-оболочечных элементов котла с учетом всех их конструктивных особенностей. Предложеная методика была реализована в автоматизированной системе расчета теплоенергетического оборудования. Разработанный пакет прикладах программ (ППП) предназначен для исследования напряженно-деформированного состояния и динамических характеристик оболочечных конструкций котла. ППП спроектирован и реализован для решения сложных прикладных задач статики и динамики. Создан алгоритм прогнозирования ресурса длительно эксплуатируемых элементов котлоагрегата. Проведены исследования элементов конструкций паровых котлов ТГМП 314А и Е-2,5, относительно определения ресурса и разработаны рекомендации по надежной и безопасной эксплуатации оборудования работающего в условиях высоких температур и давлений. Dissertation on getting the scientific degree of the candidate’s degree, specialty 05.14.14 - "Thermal and nuclear power plants", National Technical of universities in Ukraine "Kiev Polytechnic Institute", Kiev, 2012. The dissertation is devoted to creating science-based computational and experimental methods for evaluating the stress-strain state and the resource elements of the boiler under the influence of static and vibration loads at high temperatures. The analysis of existing experimental and theoretical studies to determine the stress-strain state and the resource elements of heat and power equipment. A mathematical model of deformation of the elements of the boiler under actual operating loads and taking into account the material damage (cracks, chips, shells, lack of fusion) and determined the voltage dependence of the size of the damage. A numerical method for calculating boiler systems under the influence of temperature and static loads. A numerical technique for determining the natural frequencies and mode shapes of elements of the boiler and the frequencies and mode shapes are determined for the linear parts and pipe bends. Created calculation-experimental method for simulating the development and growth of cracks in the steam pipeline that will more accurately determine the life of the equipment in the presence of damage. The algorithm of forecasting resource exploration of the elements of the boiler. The investigation of structural elements TGMP 314A and E-2,5 , with respect to resource definition and recommendations for safe and reliable operation of equipment operating at high temperatures and pressures. |
|
| Publisher |
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"
|
|
| Date |
2012-07-04T14:47:22Z
2012-07-04T14:47:22Z 2012 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/1754
|
|
| Language |
uk
|
|