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    CAE咨询 / Data Area

    12年的专业CAE咨询服务经验,超过1000个项目的丰富经验积累。

    • 人类社会的发展离不开优质能源的出现和先进能源技术的使用。在当今世界,能源的发展,能源和环境,是全世界、全人类共同关心的问题,也是我国社会经济发展的重要问题。能源包括的方面非常广泛,主要包括光伏产业、风电能源、煤炭产业、节能环保、生物质能、海洋工程、热能动力等。

      我国汽轮机发展起步比较晚,1955年制造出第一台6MW汽轮机,产生后发展迅速,到70年代末国产机组占到总容量的70%。1987年引进技术生产的300MW机组投入运行,1989年采用引进技术生产的600MW机组投入运行,2000年投入800MW机组运行。

      1987年采用引进技术生产的300MW机组在石横电厂投入运行;1989年采用引进技术生产的600MW机组在平圩电厂投入运行;2000年从俄罗斯引进两台超临界800MW机组在绥中电厂投入运行。

      汽轮机为大型精密动力机械,工作环境为高温、高压、高转速,研发和制造涉及到许多高科技领域,汽轮机的制造水平是一个国家科技和工业装备技术发展的标志之一。随着电力工业的迅猛发展及电网容量的不断扩大,汽轮机正在向高参数、大容量方向发展,提高汽轮机的安全性、经济性、负荷适应性和自动化水平始终是汽轮机发展的中心和重点。随着现代核电站的快速发展,研究适应于不同反应堆型的、性能良好的汽轮机具有特别重要的意义。

      全世界利用地热的汽轮机的装机容量,1983年已有3190兆瓦,不过对熔岩等深层更高温度地热资源的利用尚待探索;利用太阳能的汽轮机电站已在建造,海洋温差发电也在研究之中。所有这些新能源方面的汽轮机尚待继续进行试验研究。汽轮机的发展瓶颈主要在材料上,材料问题解决了,单片的功率就可以更大。此外,汽轮机气缸的性能也是非常关键的技术之一。

      随着CAE行业的快速发展,为更高性能的汽轮机的设计也提供了非常有力的分析手段。汽轮机结构方面的强度分析、接触分析、和断裂力学分析;振动方面的模态分析、响应分析。汽轮机气缸、喷嘴、叶片等结构的温度场分析、热固耦合分析、强度、振动等分析都可以很好的通过有限元方法进行解决,并且有限元法在汽轮机行业的应用正在快速的扩大和深入,为高性能汽轮机的设计提供更强大、更完善的解决方案。 

    • 随着能源装备业的快速发展,有限元法在其中的应用也在逐步扩展和深入,不仅可以进行各种类型的单物理场分析,而且可以解决多学科、多领域的耦合分析,更加真实的模拟结构的状态,得到更精确、更可靠的结果数据。能源装备行业主要涉及到的分析有:

      •  汽轮机结构非线性分析

      •  叶片强度、振动、响应分析                 

      •  叶片疲劳分析、优化分析

      •  气缸强度及耦合场分析

      •  喷嘴强度及耦合场分析

      •  汽轮机热分析、热固耦合分析及热疲劳分析

      •  汽轮机流场分析及流固耦合分析

      •  核电设备强度分析

      •  软件二次开发,分析流程定制

      有限元在线在能源装备行业,拥有多年的分析经验,曾经和国内多家汽轮机和核电客户进行过深入的合作,现在与多家客户已经形成长期合作伙伴。在技术实力上我们能为您提供优质的技术支持,可根据您所遇到的问题,定制专业的解决方案,为您解决设计开发过程中遇到的各类问题。

      汽轮机结构相对复杂,高质量网格划分难度较高,叶片结构特征尺寸差距较大,这给网格的划分带来巨大的挑战。我们专业的网格工程师,凭借多年技术经验积累,能够快速、精确地完成高质量六面体网格任务。

      汽轮机结构分析中存在大量接触,接触行为是严重非线性行为,大转速下叶片产生大的扭转变形需考虑几何大变形,这也属于非线性行为,最终导致计算难于收敛。我们运用全球公认的最强大非线性有限元分析软件abaqus能够很好的解决这些问题。对于接触问题,abaqus能够准确的计算接触面的压力,加上我们专为接触设计的网格,可以很好的解决汽轮机分析中所面临的非线性问题,得到精确的结果。此外还可以考虑叶片的材料非线性,进行弹塑性接触非线性分析。

      叶片是汽轮机中非常关键的部件,叶片的强度分析、振动特性分析、响应分析、疲劳分析、优化分析等,都是叶片计算中非常重要的内容。叶片的载荷主要来源于自身的离心力,单只叶片能达到400~500吨,部分载荷来自于气动压力。可通过单只叶片定义循环对称约束,实现叶片快速计算,也可通过建立整圈叶片定义所有接触,计算完整的更加真实的叶片结构特性,提取拉筋、围带在各转速下的接触应力,工作齿的载荷分配;通过分析不同转速下叶片的振动特性,绘制坎贝尔图,避免汽轮机运行过程中在不同转速下产生共振,防止对结构的损伤;通过响应分析,考察不同节径时叶片对激振载荷的相应,判断动应力的状态;通过疲劳分析,可以判断汽轮机的疲劳状态,计算疲劳寿命周期,可通过工程算法,也可通过FE-safe软件进行分析;通过TOSCA对汽轮机进行拓扑优化分析,ISIGHT进行参数优化分析,提高汽轮机的性能。

      汽轮机的工作状态比较复杂,有些情况下单纯的热分析、强度分析、流体分析已经不能满足要求,需要进行耦合分析,主要有热固耦合分析、流固耦合分析、热疲劳分析等。我们能够运用流体软件Fluent、结构软件abaqus实现以上耦合分析,考虑不同状态之间载荷的耦合效应。

    01/

    叶片强度分析

    02/

    叶片振动特性分析

    03/

    叶片响应分析

    04/

    汽轮机疲劳分析

    05/

    汽轮机气缸强度及耦合分析

    06/

    汽轮机喷嘴强度及热固耦合分析

    07/

    核电设备强度分析

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