[發明專利]一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法

在審

• 申請號: 201510823657.2
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105486400A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 孫慶;張興田;李汪繁;司先國;蔣俊;史慶峰;王秀瑾;鄧志成
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院;中核核電運行管理有限公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

1.一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法，其特征在于：該方法由以下4個步驟組成：

步驟1、將發電機機座的殼側部件按發電機殼體筋板位置等效成多個梁桿單元為主的三維空間結構模型，柔性支撐在機殼上的實體部件按質量分布等效加在相應的節點上，殼體兩端頂部的氫氣冷卻器按重量和剛度分布等效于殼體兩端頂部方形接頸上，將端蓋軸承座按端蓋筋板分布及下箱體結構剛性，等效為左右對稱輻射狀的支撐桿件以及下半斜撐桿件組，并與殼體及發電機基礎縱梁相交；

步驟2、基于機座四角底載實測數據或設計規范值和不同負荷下發電機殼體力矩變化值，模擬靜止及不同負荷工況下機座底腳與底板間接觸的聯接剛度，建立四角底載分布區域底腳筋板至發電機兩側底板支點的等效彈性連接單元；

步驟3、發電機的混凝土基礎包括勵磁機基礎，按其實物結構尺寸等效為一個梁單元為主的三維空間模型，發電機兩側底板與基礎頂臺板縱梁固定連接形成當量梁；與步驟1、2建立的模型單元組成1個子結構模塊；

步驟4、包括勵磁轉子的發電機實體轉子系統離散為多個剛性等效的質量單元，組成1個子結構模塊，發電機轉子各軸頸軸承支點坐標與步驟3中得到的子結構模塊的軸承支點位置坐標一致，基于轉子運轉工況，計算得到軸承動態油膜剛度、阻尼參數，此軸承動態油膜參數作為動態彈性連接件，將發電機轉子子結構和發電機機座殼體、端蓋軸承座及基礎子結構進行連接成耦合振動系統進行動特性計算分析，以獲得轉子實際運轉和軸承動態油膜力作用下的發電機機座殼體的固有頻率和關鍵節點的振動響應。

2.如權利要求1所述的一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法，其特征在于：所述步驟1的具體步驟為：

步驟1.1、所述發電機機座殼體，按殼體筋板所在位置等效離散成網狀空間梁桿，在軸向筋板和周向筋板相交處建立節點和有序編號，并在支撐筋板底腳處與底板和基礎混合縱梁建立連接；

步驟1.2、機座鐵芯及其附屬部件離散成等效質量，通過殼體內與筋板相聯的支撐彈簧元件支撐于殼體節點上；

步驟1.3、氫氣冷卻器罩殼及冷卻器，按筋板位置離散為矩形空間梁，其結構重量等效為質量塊加重于節點；

步驟1.4、對于端蓋軸承座，根據轉子軸頸的軸承支點位置，將端蓋軸承座按端蓋筋板分布等效為左右對稱的輻射狀的支撐桿件，依據端蓋下箱體結構剛性來等效來調整下半斜撐桿件的截面特性，端蓋軸承端面等效桿件與殼體及發電機基礎縱梁相交。

3.如權利要求1所述的一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法，其特征在于：所述步驟2中的具體步驟為：

步驟2.1、根據發電機現場安裝底載分布實測結果或設計底載分布規范要求，獲得發電機機座底載分布數據，同時計算不同負荷下發電機殼體力矩變化產生兩側底載力的變化；

步驟2.2、根據靜止和負荷工況下的機座四角底載分布，模擬靜止及不同負荷工況下機座底腳與底板間的聯接剛度，建立機座四角底載分布區域其底腳筋板至發電機兩側底板支點的等效彈性連接單元；

步驟2.3、發電機兩側底板與混凝土基礎頂臺板縱梁固定連接，形成重合段。

4.如權利要求1所述的一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法，其特征在于：所述步驟3中的具體步驟為：

步驟3.1、在發電機包括勵磁機混凝土基礎橫梁及立柱上設定節點，每兩個節點構成一個單元結構，并為每個節點及單元結構設置相應的單元號；

步驟3.2、發電機兩側底板與基礎頂臺板縱梁固接重合段設置專門節點和單元；

步驟3.3、設定各單元結構的材料屬性類型號及截面特性類型號。

5.如權利要求1所述的一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法，其特征在于：所述步驟1中，殼側部件包括機殼、機座底腳板、鐵芯、連接彈簧、氫冷器及端蓋軸承。

6.如權利要求4所述的一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法，其特征在于：所述步驟3.2中，重合段為金屬和混凝土混合當量梁。

7.如權利要求1所述的一種汽輪發電機機座殼體振動響應計算方法，其特征在于：所述步驟4中，“將發電機轉子子結構和發電機機座殼體、端蓋軸承座及基礎子結構進行連接成耦合振動系統”可替換為“將發電機機座殼體系統與發電機轉子系統連接成耦合振動系統”。