呼和浩特抽水蓄能电站水压试验闷头有限元分析及评价.doc
《呼和浩特抽水蓄能电站水压试验闷头有限元分析及评价.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《呼和浩特抽水蓄能电站水压试验闷头有限元分析及评价.doc(11页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、呼和浩特抽水蓄能高压钢岔管水压试验封头有限元分析及评价中国水利水电第八工程局有限公司 张有林 王 剑湖南省长沙市天心区常青路8号911 41004摘 要:内蒙古呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管水压试验压力9.06Mpa,乃国内首台采用国产790MPa级B780CF钢材由国内生产制造的钢岔管。为了验证设计及明确钢板和焊接接头的可靠性和安全性,以及消除某种程度的残余应力,应按规定的岔管设计内压进行岔管水压试验。水压实验理论上设计采用三个球型封头与岔管的三个管口相连,封头的规格型式以及封头与岔管联接处的安全性需要进行相关验证,本文主要通过有限元分析验证呼和浩特抽水蓄能电站钢岔管水压试验封头设计的安全性
2、。关键词:钢岔管 水压试验 封头 有限元 安全性1.工程概况呼和浩特抽水蓄能电站位于内蒙古自治区呼和浩特市东北部的大青山区,距离呼和浩特市中心约20km。电站总装机容量1200MW,装机4台,单机容量300MW。电站建成后接入蒙西电网,在电网中担任调峰、填谷、调频、调相、以及事故备用任务。电站枢纽主要由上水库、水道系统、地下厂房系统、下水库工程组成,工程等别为一等,工程规模为大(1)型。主要建筑物按1级建筑物设计,次要建筑物按3级建筑物设计。水道系统由上水库进/出水口、引水隧洞、引水调压井、压力管道、尾水隧洞和下水库进/出水口组成。引水系统采用一管两机的布置方式,尾水系统采用一机一洞的布置方式
3、,直进直出厂房。2条压力管道采用斜井布置,相互平行,主管直径为5.4m4.6m,支管直径3.2m,全部为钢板衬砌,在厂房上游布置高压岔管。 1.1 岔管设计概况岔管采用对称“Y”型内加强月牙肋结构,主管直径4.6m,支管直径3.2m,最大公切球直径5.2m,分岔角70,岔管月牙肋厚度为140mm,岔管本体厚度为70mm。岔管最大外形尺寸约为6.077.105.51m。设计内水压力9.06MPa,采用790MPa级B780CF钢材制造。呼和浩特抽水蓄能钢岔管设计体型图见下图1。图1 岔管设计体型图1.2 封头设计有限元分析的目的为了验证设计及明确钢板和焊接接头的可靠性和安全性,以及消除某种程度的
4、残余应力,应按规定的岔管设计内压进行岔管水压试验。呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管水压试验封头通过设计选型,暂定为半球型封头,封头的规格型式以及封头与岔管联接处的安全性需要进行相关验证满足要求后方可进行制造应用。以下采用有限元分析法对设计封头的安全性进行分析验证。2 有限元分析已知参数:设计压力P=9.06Mpa试验压力P=10.35Mpa 32.1 出水口端封头有限元分析2.1.1 呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管出水口端封头参数呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管出水口端封头设计参数如下:封头类型:球形封头 封头内径:3138mm;封头壁厚:54mm;封头深度:1568.5mm;封头材料:Q345R
5、;封头直边长度:80mm。2.1.2 呼和浩特抽水蓄能电站高压钢岔管出水口端封头有限元分析对呼和浩特抽水蓄能电站出水口端闷头进行有限元分析,将直管端延长2000mm以便施加约束,实体模型如图2所示;采用solid45单元对封头实体进行网格划分,网格模型如图3所示;有限元模型如图4所示,在闷头的内表面施加10.35的试验均布压强,直管延长部分端部节点全约束,对称面节点施加对称约束。图2 闷头实体模型图3 网格模型图4 有限元模型2.1.3 出水口端封头有限元分析结果提取提取了封头的等效应力,最大主应力和环向应力,如图5、图6和图7所示。图5 3.138米封头等效应力云图图6 3.138米封头最大
6、主应力云图图7 3.138米封头环向应力云图在封头上取十个均匀分布的关键点,如图8所示,分别提取封头在关键点处的内、中、外面的应力值,列于表1。图8 封头应力观测点分布示意图表1 3137封头有限元分析结果()关键点等效应力最大主应力环向应力许用应力内表面中面外表面内表面中面外表面内表面中面外表面单面焊接双面焊接A167.2163.4165.3182.2180.1165.2182.0179.8165.1163181B156.2146.6126.3153.2137.6126.8153.0137.6126.5163181C153.2136.7121.6151.0132.3123.4139.8131
7、.2123.3163181D143.9136.2129.0138.3132.5127.1134.2130.0126.0163181E142.8137.2132.0135.2132.6130.3135.1131.8128.8163181F143.6137.7132.0136.3132.7129.8136.3132.7129.4163181G144.0137.7131.6136.6132.7129.2136.6132.7129.2163181H144.1137.6131.4136.6132.6129.0136.5132.6129.0163181I144.2137.6131.4136.8132.71
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 呼和浩特 抽水 蓄能 电站 水压试验 闷头 有限元分析 评价
链接地址:https://www.31doc.com/p-2028392.html