【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于优化设计，涉及一种汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法。
技术介绍
1、汽轮机是以蒸汽为工质，将热能转变为机械能的旋转式原动机。在使用化石燃料的现代常规火电厂、核电站以及地热发电站中，汽轮机用于驱动发电机产生电能，故汽轮机与发电机的组合称为汽轮发电机组。主蒸汽在进入汽轮机之前，必须先通过主调门，即高压主汽门和高压调节阀，用于调节汽轮发电机组的功率以及在机组运行失常时快速切断汽源，保障汽轮机和发电机的运行安全。对于有再热的高参数汽轮机来说，主调门还包括用于控制中压缸进汽的中压主汽门和中压调节阀。目前，全世界约80％的电能是由汽轮发电机组产生的，因此，提高主调门的可靠性，对稳定电力供应具有重要意义。
2、对于主调门来说，阀杆与阀碟是活动部件，可在与阀壳固连的阀杆套和阀碟套内自由运动；阀杆与阀杆套、阀碟与阀碟套配合间隙很小，其主要目的是在保证阀碟自由运动的条件下，对阀碟运动有良好的约束和导向作用，减少阀门开启时在高速汽流扰动下的振动，并使阀门关闭时阀碟与阀座密封面准确配合，确保阀门的关闭严密性。由于主调门的工作环境极其恶劣，阀杆套、阀碟和阀套表面都容易生成氧化膜，在汽流力、机械摩擦、振动以及热应力等作用下脱落后产生氧化皮颗粒；另外，上游蒸汽管道内的氧化皮也会被蒸汽挟带进入阀杆间隙和阀碟间隙。常规设计的阀杆间隙和阀碟间隙都很小，氧化皮颗粒常常导致阀碟卡涩，引起汽轮机超速，严重影响汽轮机的安全运行。为此，《火力发电厂汽轮机技术监督导则》(dl/t 1055-2021)中规定每天进行一次主汽门、调节汽门活动/
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，该方法能够有效解决氧化皮颗粒引起的阀杆与阀碟卡涩问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术一方面，本专利技术提供了一种汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，包括：
4、构建汽轮机主调阀门的三维几何模型，对所述三维几何模型进行网格离散；
5、设置边界条件，利用所述三维几何模型进行动力学仿真分析及阀门活动试验评估，以确定不同因素条件下阀杆与阀碟的旋转运动及轴向运动的最佳组合方式及组合参数；
6、根据所述不同因素条件下阀杆与阀碟的旋转运动及轴向运动的最佳组合方式及组合参数，控制汽轮机主调阀门。
7、本专利技术所述汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法进一步的改进在于：
8、所述三维几何模型包括阀腔、阀碟、阀套、阀杆及阀杆套的内部结构。
9、所述组合方式及组合参数包括阀碟与阀杆的转动角度、阀碟与阀杆的转动速度和阀杆轴向位移量。
10、所述不同因素包括阀碟与阀套之间的间隙尺寸、阀杆与阀杆套之间的间隙尺寸、材料氧化特性、提升力大小以及阀门气动参数。
11、所述利用所述三维几何模型进行动力学仿真分析的具体过程为：
12、通过仿真分析，模拟汽轮机主调阀门在不同工况下的运动特性，确定阀碟与阀套、阀杆与阀杆套的相对运动参数，对阀碟与阀套之间的间隙以及阀杆与阀杆套之间的间隙内颗粒物运动及作用力的影响。
13、以汽轮机主调阀门的实际工作参数为依据，设定边界条件，所述实际工作参数包括压力、温度及流速。
14、还包括：
15、设置驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机、第一齿轮及第二齿轮，其中，第一齿轮套接于所述驱动电机的输出轴上，第二齿轮套接于阀杆上，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合。
16、本专利技术一方面，本专利技术提供了一种汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计系统，包括：
17、构建模块，用于构建汽轮机主调阀门的三维几何模型，对所述三维几何模型进行网格离散；
18、评估模块，用于设置边界条件，利用所述三维几何模型进行动力学仿真分析及阀门活动试验评估，以确定不同因素条件下阀杆与阀碟旋转运动与轴向运动的最佳组合方式及组合参数；
19、控制模块，用于根据所述不同因素条件下阀杆与阀碟的旋转运动及轴向运动的最佳组合方式及组合参数，控制汽轮机主调阀门。
20、本专利技术具有以下有益效果：
21、本专利技术所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法在具体操作时，通过增加阀杆与阀碟的旋转运动，使得颗粒物更均匀地分布在阀碟与阀套、阀杆与阀杆套的间隙中，有助于减少卡涩现象以及颗粒物的滞留，同时采用仿真优化的方式，筛选出不同因素条件下阀杆与阀碟的旋转运动与轴向运动的最佳组合方式及组合参数，进一步解决氧化皮颗粒引起的阀杆与阀碟卡涩问题。
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1.一种汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，所述三维几何模型包括阀腔、阀碟(1)、阀套(2)、阀杆(3)及阀杆套(4)的内部结构。
3.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，所述组合方式及组合参数包括阀碟(1)与阀杆(3)的转动角度、阀碟(1)与阀杆(3)的转动速度和阀杆(3)轴向位移量。
4.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，所述不同因素包括阀碟(1)与阀套(2)之间的间隙尺寸、阀杆(3)与阀杆套(4)之间的间隙尺寸、材料氧化特性、提升力大小以及阀门气动参数。
5.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，所述利用所述三维几何模型进行动力学仿真分析的具体过程为：
6.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，以汽轮机主调阀门的实际工作参数为依据，设定边界条件。
...【技术特征摘要】
1.一种汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，所述三维几何模型包括阀腔、阀碟(1)、阀套(2)、阀杆(3)及阀杆套(4)的内部结构。
3.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，所述组合方式及组合参数包括阀碟(1)与阀杆(3)的转动角度、阀碟(1)与阀杆(3)的转动速度和阀杆(3)轴向位移量。
4.根据权利要求1所述的汽轮机主调门防卡涩旋转组合运动优化设计方法，其特征在于，所述不同因素包括阀碟(1)与阀套(2)之间的间隙尺寸、阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾立飞，刘国友，王长海，朱磊，屈杰，张道，马汀山，张丰收，高庆，张奔，胡文帅，穆祺伟，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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