一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法技术

本发明专利技术一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法，属于流体机械的支撑方式分析技术领域，本发明专利技术的第一步骤：运用ANSYS有限元分析软件，采用联合受力分析的计算方法，从支撑部件间的把合方式、支撑方式以及顶盖各部件的板厚配置、法兰结构、拓扑结构方面进行分析；第二步骤：其中采用联合受力分析的计算方法即进行支撑部件有限元模型的建立；第三步骤：其中所述的支撑方式选择推力轴承支架置于顶盖或支持盖上的支撑方式。本发明专利技术通过轴流式水电机组选择推力轴承支架置于顶盖或支持盖上的支撑方法，不仅可以对支撑部件进行合理优化，还可以适当降低厂房高度，实现巨大的经济效益。

Support method for thrust support component of axial flow turbine

The invention is a supporting method for the thrust type supporting part of an axial flow turbine, which belongs to the technical field of the support mode analysis of the fluid machinery. The first step of the invention is to use the ANSYS finite element analysis software and the calculation method of joint force analysis, from the combination mode, the supporting mode and the top cover components between the supporting components. The plate thickness configuration, flange structure and topology structure are analyzed. Second step: in which the joint force analysis method is used to establish the finite element model of the supporting component; the third step is to select the support mode of the thrust bearing support placed on the top or support cover. The method of supporting the thrust bearing support on the top or support cover by axial flow hydroelectric unit can not only optimize the supporting parts reasonably, but also reduce the height of the plant, so as to achieve great economic benefit.

【技术实现步骤摘要】
一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法
本专利技术属于流体机械的支撑方式分析
，具体地是涉及一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法。
技术介绍
水轮机是把水流的能量转换为旋转机械能的动力机械，它属于流体机械中的透平机械；现代水轮机则大多数安装在水电站内，用来驱动发电机发电；在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电；作完功的水则通过尾水管道排向下游，水头越高、流量越大，水轮机的输出功率也就越大；水轮机的种类包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式等多种，其中的轴流式水轮机是由转轮体、叶片、泄水锥组成，叶片数少于混流式，叶片轴线与水轮机轴线垂直，适用于中低水头、大流量的水电站；在相同水头下，其比转速较混流式水轮机为高。在轴流式水电机组的推力支撑系统中，支撑部件不仅承担着转动部件的重量，机组运行过程中所产生的轴向推力载荷也将通过支撑部件向周围混凝土基础传递，支撑部件作为流道的组成部分，其过流面还承受着水压力的作用。因此，对于整个支撑系统而言，支撑部件的刚强度性能将直接影响到机组的安全运行。
技术实现思路
本专利技术就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案。本专利技术一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法，其特征在于：第一步骤：运用ANSYS有限元分析软件，采用联合受力分析的计算方法，从支撑部件间的把合方式、支撑方式以及顶盖各部件的板厚配置、法兰结构、拓扑结构方面进行分析；第二步骤：其中采用联合受力分析的计算方法即进行支撑部件有限元模型的建立；第三步骤：其中所述的支撑方式选择推力轴承支架置于顶盖或支持盖上的支撑方式。作为本专利技术的一种优选方案，所述支撑部件有限元模型的建立是通过选取整体结构的1/16作为计算模型，其中所述顶盖包含2个导叶孔和2条辐向筋板，支持盖、推力轴承支架及导流锥均包含1条辐向筋板。作为本专利技术的另一种优选方案，所述顶盖的高度为1730mm；顶盖上环板厚100mm，下环板厚100mm，外环板厚80mm。作为本专利技术的另一种优选方案，所述支撑部件通过法兰螺栓把合在一起，转动部分的重量G和水轮机运行过程中产生的轴向水推力Fa作用在推力支架结构上，通过顶盖的法兰传递给座环至混凝土基础。作为本专利技术的另一种优选方案，所述顶盖采用上双法兰结构，并在与支持盖连接方式上采用上把合方式。另外，本专利技术为使位移协调一致，在结构剖切的断面上采用周期对称边界约束；在顶盖与支持盖上把合螺栓分布圆对应节点处，施加对偶约束，使对应节点位移保持一致；在支持盖法兰外缘与顶盖接触处，施加对偶约束，使对应节点在轴向方向位移保持一致；在推力支架与支持盖把合螺栓分布圆对应节点处，施加对偶约束，使对应节点位移保持一致；在支持盖与推力支架的连接法兰内缘对应节点处，施加对偶约束，使对应节点在轴向方向上保持一致；同时，约束顶盖与座环螺栓把合螺栓分布圆节点轴向和切向2个方向位移自由度；顶盖采用上单法兰结构，辐向筋板均采用长筋板形式。与现有技术相比，本专利技术有益效果是。1、本专利技术所公开的一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法，通过轴流式水电机组选择推力轴承支架置于顶盖或支持盖上的支撑方法，不仅可以对支撑部件进行合理优化，还可以适当降低厂房高度，实现巨大的经济效益。2、本专利技术的支撑方法降低了轴向力、减小了基础受力、缩短了轴系，具有稳定性、经济性、方便安装维修拆卸的优点。附图说明为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法的支撑方式结构示意图。图中标记：1为顶盖、2为支持盖、3为导流锥、4为推力轴承支架。具体实施方式结合附图所示，本专利技术一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法，其特征在于：第一步骤：运用ANSYS有限元分析软件，采用联合受力分析的计算方法，从支撑部件间的把合方式、支撑方式以及顶盖各部件的板厚配置、法兰结构、拓扑结构方面进行分析；第二步骤：其中采用联合受力分析的计算方法即进行支撑部件有限元模型的建立；第三步骤：其中所述的支撑方式选择推力轴承支架置于顶盖或支持盖上的支撑方式。作为本专利技术的一种优选方案，所述支撑部件有限元模型的建立是通过选取整体结构的1/16作为计算模型，其中所述顶盖包含2个导叶孔和2条辐向筋板，支持盖、推力轴承支架及导流锥均包含1条辐向筋板。作为本专利技术的另一种优选方案，所述顶盖的高度为1730mm；顶盖上环板厚100mm，下环板厚100mm，外环板厚80mm。作为本专利技术的另一种优选方案，所述支撑部件通过法兰螺栓把合在一起，转动部分的重量G和水轮机运行过程中产生的轴向水推力Fa作用在推力支架结构上，通过顶盖的法兰传递给座环至混凝土基础。作为本专利技术的另一种优选方案，所述顶盖采用上双法兰结构，并在与支持盖连接方式上采用上把合方式。本专利技术为使位移协调一致，在结构剖切的断面上采用周期对称边界约束；在顶盖与支持盖上把合螺栓分布圆对应节点处，施加对偶约束，使对应节点位移保持一致；在支持盖法兰外缘与顶盖接触处，施加对偶约束，使对应节点在轴向方向位移保持一致；在推力支架与支持盖把合螺栓分布圆对应节点处，施加对偶约束，使对应节点位移保持一致；在支持盖与推力支架的连接法兰内缘对应节点处，施加对偶约束，使对应节点在轴向方向上保持一致；同时，约束顶盖与座环螺栓把合螺栓分布圆节点轴向和切向2个方向位移自由度。顶盖采用上单法兰结构，辐向筋板均采用长筋板形式。具体地，如图1所示，为本专利技术一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法的支撑方式结构示意图；图中，即为将推力轴承支架置于顶盖上的状态。可以理解的是，以上关于本专利技术的具体描述，仅用于说明本专利技术而并非受限于本专利技术实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本专利技术进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法，其特征在于：第一步骤：运用ANSYS有限元分析软件，采用联合受力分析的计算方法，从支撑部件间的把合方式、支撑方式以及顶盖各部件的板厚配置、法兰结构、拓扑结构方面进行分析；第二步骤：其中采用联合受力分析的计算方法即进行支撑部件有限元模型的建立；第三步骤：其中所述的支撑方式选择推力轴承支架置于顶盖或支持盖上的支撑方式。

【技术特征摘要】
1.一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法，其特征在于：第一步骤：运用ANSYS有限元分析软件，采用联合受力分析的计算方法，从支撑部件间的把合方式、支撑方式以及顶盖各部件的板厚配置、法兰结构、拓扑结构方面进行分析；第二步骤：其中采用联合受力分析的计算方法即进行支撑部件有限元模型的建立；第三步骤：其中所述的支撑方式选择推力轴承支架置于顶盖或支持盖上的支撑方式。2.根据权利要求1所述的一种轴流式水轮机推力式支撑部件的支撑方法，其特征在于：所述支撑部件有限元模型的建立是通过选取整体结构的1/16作为计算模型，其中所述顶盖包含2个导叶孔和2条辐向筋板，支持盖、推力轴承支...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，苏肖展，
申请(专利权)人：沈阳格泰水电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21