1257951403

48

Punktem wyjścia do oceny naprężeń i odkształceń w zaworze w warunkach pełzania jest ciśnienie i temperatura pary. Dla turbin dużych mocy temperatura pary na dolocie do turbiny waha się w granicach 500 - 550°C, a zatem najwyższa temperatura zaworu mieści się w tych właśnie granicach [68]. Biorąc pod uwagę fakt, że na elementy zaworu działa znaczne ciśnienie pary (13,5 MPa), to w powiązaniu z wysoką temperaturą wywoła ono zjawisko pełzania [114].

Opierając się na przedstawionym w pkt. 4 algorytmie analizy procesu pełzania metodą elementów skończonych przeprowadzono obliczenia korpusu zaworu turbiny parowej o mocy 200 MW. Przyjęto, że zawór stanowi ciało osiowosymetryczne obciążone od wewnątrz ciśnieniem pary równym

Rys. 5.3. Rozkład intensywności odkształceń

po czasie t = 8800 h w temperaturze

550°C

Fig. 5.3. Effective creep strain distribution

at 550°C after 8800 h

Rys. 5.4. Rozkład intensywności odkształceń

po czasie t = 47 000 h w temperaturze 500°C

Fig. 5.4. Effective creep strain distribution

at 500°C after 47 000 h

Uzyskane wartości intensywności naprężeń po czasie t = 8800 h w temperaturze 500°C pokazano na rys.

5.1. Odpowiadające tej wartości czasu rozkłady intensywności odkształceń pełzania w temperaturze 500°C podano na rys. 5.2, natomiast dla temperatury 550°C na rys. 5.3.

się zmianie

Zarówno w przypadku naprężeń, jak i odkształceń największa koncentracja występuje w obrębie połączenia części cylindrycznej kadłuba z siodłem. Wpływ temperatury na rozkład naprężeń jest nieznaczny. Zdecydowanie natomiast różnią się odkształcenia. W temperaturze 550°C odkształcenia pełzania są kilkakrotnie wyższe. W miarę upływu czasu naprężenia nie ulegają istotnym zmianom, natomiast ciągle rosną odkształcenia osiągając po 47 000 h pełzania wartości przedstawione na rys. 5.4 dla temperatury 500°C i rys. 5.5 dla temp. 550°C. Nie zmienia położenie izolinii odkształceń, ulegają jedynie wartości.

Rys. 5.5. Rozkład intensywności odkształceń

po czasie t = 47 000 h w temperaturze 550°C

Fig. 5.5. Effective creep strain distribution

at 550°C after 47 000 h

13,5 MPa. Obliczenia przeprowadzono dla 2 wartości temperatur zaworu 500 oraz 550°C.

Na podstawie dostępnych danych oszacowano, że współczynniki funkcji Nortona dla materiału zaworu wynoszą [68]:

B = 0,222 10-¹⁵ MPa“ⁿh ¹ n = 4,19

-    w temperaturze 500°C

-    w temperaturze 550°C

-nu-l

B = 0,492 10“¹³MPa“ⁿh

n = 3,42

Przebieg w czasie maksymalnych wartości intensywności odkształceń pełzania w zaworze w różnych temperaturach przedstawiono na rys. 5.6.

Jeżeli za kryterium ograniczające trwałość przyjąć graniczną wartość

odkształcenia e_g, np. 1%, to zużycie Z^c obliczone jako = wyniesie po 47 tys. h w temperaturze 550°C około 25%, a przy pracy w temp. 500°C około 5%.