透平机械

摘要： 基于ANSYS软件,采用用户自定义Matrix27刚度单元模化齿轮副的扭转刚度,同时采用用户自定义Matrix27阻尼单元模化液力变矩器泵轮与透平轮的连接阻尼,研究了带齿轮和液力变矩器的透平机械轴系的扭振特性。结果表明:轴系各阶扭振频率随齿轮副啮合刚度的增加而趋于定值;液力变矩器泵轮与透平轮的连接阻尼对轴系扭振频率的影响很小,说明液力变矩器对轴系扭振激励有很好的隔离作用。

摘要： 当前世界能源格局正在进行巨大的改变.随着风电、光伏等间歇性、不可调度的可再生能源发电占比不断提升,电网对包括煤电、光热等在内的热-功(电)转换系统提出了更多的灵活性、低碳清洁的要求.超临界二氧化碳(S-CO2)热功转换系统具有效率高、系统紧凑以及灵活性好等潜在优点,这些正好与未来能源系统的发展需求有着极高的匹配度.所述小功率紧凑型S-CO2透平压缩机同轴一体机高速转子的设计综合考虑了叶轮气动设计、轴承特性、转子动力学、推力、密封等诸多因素,而这些因素受限于目前工业生产制造水平,往往相互制约,在设计中进行了反复迭代,以得到最优解.转子动力学分析为此类高速转子设计考核的关键.进行了不同建模方法(集中载荷法和分段模型法)以及加载密封参数的研究,得到其对转子动力学关键特性参数的影响.研究成果可为后续的试验以及新产品设计考核提供重要参考.

摘要： 以逆布雷顿循环为基础的透平制冷机具有大冷量、长寿命、低震动、高可靠的优势,目前已在70 K温区NICMOS制冷机、20 K温区ZBO制冷机和MELFI多温区低温储箱等空间项目上得到了应用.透平-逆布雷顿循环制冷机采用永磁电机驱动的气浮无油离心压缩机,其最高转速达55.2万转/分,效率可达67％;透平膨胀机采用膨胀-发电一体技术,可有效回收膨胀功,最高效率77％;高效紧凑式间壁换热器则出现了微管壳式换热器、硅片微加工换热器等新技术,有效提升了比表面积,降低了传热温差,换热效率预计可超99.5％.逆布雷顿制冷机制冷温度最低已达液氦温区,可获得千瓦级大冷量,在空间多温区大冷量制冷领域具有巨大的应用潜力.

摘要： 为促进我国透平机械数字孪生和智慧运维技术的探索和研究,推进高端装备研发、设计、制造、运维服务向智能化发展,2021年10月26-27日,由中国国际透平机械产业联盟和沈阳鼓风机集团股份有限公司主办,沈阳市科学技术协会和杭州汽轮机股份有限公司支持,大连理工大学数字孪生重点实验室和哈尔滨工程大学协办,沈阳鼓风机研究所(有限公司)承办的透平机械数字孪生与智慧运维大会暨第一届中国国际透平机械产业联盟前沿科技大会在辽宁友谊宾馆(沈阳)隆重召开。

摘要： 为提高制造业的产品质量,从设计源头进行控制是非常有效的途径。ISO 9000质量管理体系所描述的"产品和服务的设计和开发"往往是质量管理的难点和重点。本文就透平机械类产品在实施设计评审中的有效方法进行探讨,对重大装备的运行可靠性提升提供参考。

摘要： 为研究采用箔片轴承的转子轴承系统的动力学特性, 以高速透平膨胀机的轴承转子系统作为研究对象, 建立有限元转子动力学模型, 得到转子系统对应的临界转速大小, 并计算轴承支撑刚度对转子系统临界转速的影响, 揭示高速透平膨胀机转子涡动频率随转速的变化规律, 获得轴承刚度、阻尼特性对轴承稳定性的影响.同时, 为了更加准确地描述转子的运动状态, 对转子系统进行时域分析, 得到转子轴心轨迹和相应的频谱分析, 并将时域分析结果与实验测试结果相对比, 发现两者吻合良好.数值计算结果表明:箔片轴承的良好的刚度、阻尼特性使高速透平转子系统具有较宽的工作转速和更好的稳定性;对于转子系统的时域分析可以更加直观准确地描述转子的运动状态.%In order to study the dynamic characteristics of the rotor bearing system with gas foil bearings, the classical finite element rotor dynamics models were set up based on the rotor system of the high speed turbo expander.The corresponding critical speed of the rotor system was obtained and the influence of bearing stiffness on the critical speed of the rotor system was analyzed through the numerical calculation model.The rotor swirl frequency with the change of speed was revealed, and the influence of bearing stiffness and damping characteristics on stability of bearing was discussed.In order to describe the motion state of the rotor more accurately, the time-domain analysis of the rotor system was carried out, and the orbit of rotor center and the corresponding frequency analysis was obtained, it was found that the results of time-domain analysis matched well with the experiment results.The results show that the wide operating speed range and better stability are obtained in the high speed turbo expander due to the excellent stiffness and damping characteristics of foil gas bearings, and the motion state of the rotor is described more accurately by applying time-domain analysis, which is verified by the numeral calculations.

摘要： 随着变频调速技术在压缩机/风机上的应用越来越广泛,由变频器产生的谐波导致的扭转共振问题也越来越突出.本文提出了一种基于叶端定时的转子扭转振动监测方法,设计并开发了集叶片振动及轴系扭转振动于一体的监测系统.本系统利用脉冲时序计数法处理叶片脉冲序列信息,将相邻叶片实际到达时间差与理论到达时间差的差值同叶尖角速度相乘得到轴系扭振角位移.实验结果表明,本文提出的基于叶端定时的转子扭转振动监测方法及系统具有可靠的精度,可用于实际工程测试,为旋转机械扭振测量提供新途径.

摘要： 高温超导磁悬浮轴承具有运用于大型低温系统高速透平机械复杂工况的显著优点.针对磁通集中式排列的永磁转子结构, 利用电磁场分析软件计算和分析了转子结构参数对轴承悬浮性能的影响, 并以最大单位面积悬浮力为设计目标, 结合转子动力学分析, 得到了永磁转子的各项结构参数, 为高速透平机械中运用超导磁悬浮轴承的转子结构设计和轴承制作, 提供了一定的参考依据.%High temperature superconducting magnetic levitation bearing, compared with other bearings, has significant advantages, when applied to a high-speed turbine machinery of large-scale low-temperature system with complex conditions. For a permanent magnet rotor with concentrated arrangement of magnetic fluxes, the influence of the rotor structure parameters on the suspension performance of the bearing was calculated and analyzed by the electromagnetic field analysis software. The maximum levitation force of unit area was used as the design target, and the rotor dynamics analysis was used to obtain the structural parameters of permanent magnet rotor. It can provide a reference for the rotor structure design and bearing production of the superconducting magnetic bearing in high speed turbine machinery.

摘要： 本文详细介绍了美国通用电气公司MS9001E重型燃气轮机大修时转子推力间隙和轴向定位尺寸的检查和调整方法,总结了检修现场行之有效地调整的通用经验公式,通过典型实例说明了灵活应用调整方法的技巧,该调整方法也同样适用于其他各类透平机械.

摘要： 叶片的振动及其导致的疲劳断裂问题一直是限制透平机械向大型高参数化方向发展的主要障碍,对叶片裂纹进行及时诊断预警是防止事故的重要手段.本文研究通过启停车数据进行叶片裂纹故障诊断的方法,提出基于非线性最小二乘拟合和AR方法相结合的基于叶片同步振动的叶片状态参数精确辨识方法,准确捕捉叶片的固有频率,通过固有频率的变化辨别叶片裂纹故障并进行早期预警.开展了仿真和实验研究,结果表明,共振中心在4800r/min左右,升速速率30r/min/s时,本文所提出的方法可以达到万分之二的测量精度.搭建了叶片振动测量与故障预警试验台,实验研究结果表明,本文所提出的方法可以进行叶片的动频的精确识别.

摘要： 透平机械是在航空、舰船以及炼厂等工程和工业领域广范应用的关键设备,对其进行可靠性分析具有重要的意义.本文提出一种基于故障树与动态贝叶斯的透平机械可靠性分析方法,既改进了传统故障树的单向推算及二值性的缺点,也克服了贝叶斯网络建模的困难,充分利用了故障树建模的优势与贝叶斯强大的逻辑推算能力.最后通过某烟气轮机机组进行了实例分析,利用GeNIe软件计算,计算结果与实际相符,验证了该方法的可行性与实用性.

摘要： 透平机械转子(主轴、叶轮和叶片)经常因为腐蚀或磨损而损坏.激光熔覆能够在基体材料表面制备出高品质、无变形涂层,甚至是厚层,不但可以用来修复这些受损部件,也可以用于新品制造.在激光熔覆过程中,通过熔化添加材料和基体表面薄层而使涂层和基体材料达到冶金结合.对于大部件修复需要一个完整的系统,包括设备的机械设计,组件的应力分析,激光和冶金参数的研究以及控制和检测技术的开发.本文主要论述了激光熔覆技术的原理、特点及应用情况,通过总结了沈鼓-大工研究院在激光熔覆系统布局和流程设计方面的相关成果，包括实际修复的案例，研究表明，使用两种不同的激光源，选择合适的粉末和系统参数，能够修复多种材料。通过开展的机械性能、无损检测、金相分析等一系列研究，保证了工艺的稳定性，且结果符合设计要求。该修复工艺的稳定性可以允许在转子和定子部件项目上进行非常大的无缺陷修复。尽管目前还存在一些应用上的问题，但材料质量、工艺的连续研究以及新技术应用可以进行高质量的修复，并通过改善机械性能，进一步提高部件的使用寿命。相信在不久的将来，激光熔覆定会作为关键修复技术在透平机械领域中发挥巨大的作用。

摘要： 透平机械在运行中其叶片叶冠会发生摩擦现象,其接触面正压力常常不是恒定值.为了分析叶冠接触面摩擦行为的非线性特性,本文建立单自由度的二维变正压力摩擦动力学模型,并详细给出了整个求解过程.牛顿法是求解非线性方程组的常用迭代算法,迭代中过程的切向刚度矩阵是求解的难点.变正压力下具有强非线性,可根据滑移或黏滞的初始状态进行迭代求解.分析了多个数值算例,具体讨论了接触间隙、接触分离以及相位差对幅值和迟滞回线的影响,分析了摩擦力和变正压力的耦合影响,获得了二维运动状态下切向和法向位移的频响曲线.分析结果可应用到实际叶片的振动分析中,为研究透平机械阻尼叶片的振动非线性提供借鉴.

摘要： 叶片-轮盘(叶盘)结构是透平机械的核心部件。为充分考虑干摩擦阻尼结构对失谐叶盘系统振动响应的影响,本文采用三维微滑移干摩擦模型和抗混叠时频域融合算法对含干摩擦阻尼结构失谐叶盘系统的受迫振动响应进行了计算.分析了干摩擦阻尼结构对失谐叶盘系统局部化振动的影响,研究了干摩擦阻尼参数在失谐叶盘系统减振控制中的影响规律.研究表明:干摩擦阻尼结构对失谐叶盘系统的振动有抑制作用,降低了振动响应的局部化程度;干摩擦阻尼结构对失谐叶盘中每支叶片的减振效果存在差异,失谐叶盘系统的减振设计需要考虑控制参数与失谐叶片之间的相互匹配的问题.

摘要： 叶片是汽轮机、燃气轮机等透平机械实现能量转换的关键部件,为充分考虑阻尼叶片摩擦接触面法向正压力变化对接触面干摩擦力的影响,本文在Csaba摩擦模型的基础上发展了一种能够考虑接触面摩擦运动过程中正压力随时间变化的微滑移干摩擦模型.模型将局部微滑移运动与整体宏滑移运动进行了结合,采用在每个时间迭代上逐步分析判断摩擦微元运动状态的方法来描述摩擦运动过程中的粘滞、局部微动滑移、整体宏滑移以及分离状态,能够克服Csaba摩擦模型只能描述局部微滑移摩擦力、并且正压力分布始终不变的不足,使其能够适用于变正压力的复杂摩擦运动部件.对单谐波和多谐波外力作用下无分离状态及存在分离状态的干摩擦力迟滞回线进行了模拟,分析了不同相位角度下摩擦力的耗能,总结了模型的优势.对凸肩阻尼结构模拟叶片在复杂激励下的非线性振动响应进行了计算,研究了一些参数对干摩擦阻尼减振效果的影响.该模型为工程中研究具有干摩擦阻尼结构叶片的接触面摩擦力提供了理论依据.

摘要： 密封是抑制透平机械流体泄漏、提高机组效率的关键部件。建立短密封三维分析模型,根据已有实验工况研究了流体激振力影响因素.研究表明,进口压力较高时,不同转速下径向气流力(25000rpm～38000rpm除外)和切向气流力也较大.不同进口压力下,切向气流力随转速升高而增大.总压相同情况下,由于质量流量也在随进口预旋速度的增加而不断减小,而且减小速度很大,随进口预旋速度增加径向和切向气流力不断减小.转速的增加加剧了转子失稳力,负的预旋可以抵消转速的作用,提高稳定性.

摘要： 建立短汽封三维分析模型,根据已有实验工况研究了流体激振力影响因素.研究表明,进口压力较高时,不同转速下径向气流力(25000rpm～38000rpm除外)和切向气流力也较大.不同进口压力下,切向气流力随转速升高而增大.总压相同情况下,由于质量流量也在随进口预旋速度的增加而不断减小,而且减小速度很大,随进口预旋速度增加径向和切向气流力不断减小.转速的增加加剧了转子失稳力,负的预旋可以抵消转速的作用,提高稳定性.

摘要： 建立短汽封三维分析模型,根据已有实验工况研究了流体激振力影响因素.研究表明,进口压力较高时,不同转速下径向气流力(25000rpm～38000rpm除外)和切向气流力也较大.不同进口压力下,切向气流力随转速升高而增大.总压相同情况下,由于质量流量也在随进口预旋速度的增加而不断减小,而且减小速度很大,随进口预旋速度增加径向和切向气流力不断减小.转速的增加加剧了转子失稳力,负的预旋可以抵消转速的作用,提高稳定性.

摘要： 建立短汽封三维分析模型,根据已有实验工况研究了流体激振力影响因素.研究表明,进口压力较高时,不同转速下径向气流力(25000rpm～38000rpm除外)和切向气流力也较大.不同进口压力下,切向气流力随转速升高而增大.总压相同情况下,由于质量流量也在随进口预旋速度的增加而不断减小,而且减小速度很大,随进口预旋速度增加径向和切向气流力不断减小.转速的增加加剧了转子失稳力,负的预旋可以抵消转速的作用,提高稳定性.

摘要： 用于水平分开的透平机外壳的导向轮部段(5)具有外环扇段(7)和多个导向叶片(6)，在该外环部扇段上导向叶片(6)沿着其内圆周固定，而且该外环部扇段能滚动进入透平机外壳的导向叶片外圈(3)里和/或从其中滚动出来，其中外环扇段(7)沿着其外圆周具有啮合部，驱动装置能够啮合到该啮合部里，而且用该啮合部在外环扇段(7)上施加切向力，从而在滚入和/或滚出时导向轮部段(5)被驱动。

摘要： 本发明公开了一种透平机叶片(1)，它具有一成型的并沿着叶片轴线(4)延伸的叶身(2)，在该叶身的一端部成型有一个横向于叶片轴线(4)延伸的平台(6)。为了该透平机叶片能够承受特别高的热负荷和机械允许，同时可以用较少的冷却剂实现可靠的冷却，按照本发明，平台(6)具有与平台底板(12)相比加厚的外缘(14)，该外缘朝向叶片轴线(4)的侧壁(16)相对于该轴线倾斜。本发明还公开了一种适合于制造这种透平机叶片(1)的铸造组件(30)，其具有一个可在一铸模中定位的第一个掩模部件(32)，在该第一个掩模部件中，一个基本上平面构成的第二个掩模部件(36)可在一个大于10°且小于80°的倾斜角(β)方向上滑移。

摘要： 本发明涉及一种透平机(1)和一种将透平机的导向叶片(12)拆卸下的方法。该透平机(1)具有一个沿轴向延伸的转子(3)和一个可接近的燃烧室(6)，该燃烧室(6)与一个环形的热燃气通道(18)相连通，在该热燃气通道(18)中设置有可构成一导向叶片组(13)的一些导向叶片(12)，其中，每个导向叶片(12)具有一个固定在该透平机内壳(20)上的导向叶片叶根(21)和一个与该叶根(21)相对置的朝向所述转子(3)的导向叶片顶部(22)，该导向叶片顶部(22)固定在该透平机(1)的一个围绕所述转子(3)的固定环(24)上。为了缩短该透平机(1)在修理、检查和/或维护方面所耗费的时间，本发明建议，所述导向叶片叶根(21)和/或所述导向叶片顶部(22)可借助一个可手动拆卸的夹紧装置(25，35)予以固定。

摘要： 本发明实施例公开了一种透平机的密封结构，包括中空的密封本体；密封本体的内壁上沿密封本体的轴向设有多个密封齿，相邻的两个密封齿的距离相同；密封本体的内壁上沿密封本体的周向设有多个挡板，相邻的两个挡板的距离相同，挡板将密封齿进行分隔，形成多个密封腔。该密封结构通过挡板将密封齿分隔成多个相同的密封腔，以提供足够的有效阻尼，显著提高透平机的转子系统的稳定性，并且该密封结构相比于蜂窝阻尼密封和孔型阻尼密封结构，结构简单，易加工，且制造成本低，有利于快速实现工程化应用。另外，该密封结构全部为有效腔室，在控制气体在密封内的周向流速效果更加显著，极大降低密封的交叉刚度系数，提高密封有效阻尼，提高机组稳定性。

摘要： 用于水平分开的透平机外壳的导向轮部段(5)具有外环扇段(7)和多个导向叶片(6)，在该外环部扇段上导向叶片(6)沿着其内圆周固定，而且该外环部扇段能滚动进入透平机外壳的导向叶片外圈(3)里和/或从其中滚动出来，其中外环扇段(7)沿着其外圆周具有啮合部，驱动装置能够啮合到该啮合部里，而且用该啮合部在外环扇段(7)上施加切向力，从而在滚入和/或滚出时导向轮部段(5)被驱动。

摘要： 本实用新型属于氯气透平机的内部系统领域，具体的涉及一种氯气透平机的供油系统及其氯气透平机。包括氯气透平机和供油系统，所述供油系统包括储油箱、进油管道、主油泵、油冷却器、输出管道、三通、第一主管道、第二主管道、油过滤器和回油管道，其中：所述进油管道内设有所述主油泵；所述油冷却器的出口端通过所述输出管道与所述三通的入口端连通；所述三通的第一出口端通过所述第一主管道与所述储油箱连通，所述油过滤器的出口端通过所述回油管道与所述储油箱连通。解决了背景技术中机组运行时会出现油箱温度及供油温度高的情况的技术问题。

摘要： 本实用新型公开了一种透平机的变频器装置，包括数个整流器、数个逆变器、数个正弦波滤波器和一个控制模块。各整流器分别连接变压设备。各逆变器分别一一对应地连接各整流器，逆变器的额定输出功率大于电机的额定功率。各正弦波滤波器分别一一对应地连接于各逆变器和各电机之间。控制模块分别连接逆变器，控制模块能够控制逆变器的开关频率。本实用新型提供的变频器装置,其能够满足透平机的电机工作在高电压、高额定功率和高转速的情况。本实用新型还提供了包括上述变频器装置的透平机。

摘要： 本实用新型公开了一种透平机转子动叶片及采用该动叶片的透平机转子动叶片安装结构，属于透平机技术领域，其目的在于提供一种透平机转子动叶片安装结构，通过设计特殊结构的缘板，增加转子上的叶片数量，提高透平机的动力性能。该透平机转子动叶片包括依次连接的叶身、缘板和叶根，其特征在于：所述缘板的边缘沿缘板几何中心处的径向的投影为平行四边形，且该平行四边形的角为锐角或钝角。该透平机转子动叶片安装结构中，沿转子轴周向加工有安装动叶片的各级榫槽，每一级榫槽设计有一个用于将动叶片的叶根嵌入榫槽内的嵌入口；动叶片采用上述的动叶片。本实用新型适用于透平机。

摘要： 本发明实施例公开了一种透平机械的静叶组件以及透平机械，所述静叶组件包括：静叶外环，所述静叶外环具有M个外环定位孔，其中，M为大于等于2的整数；静叶内环，所述静叶内环具有M个内环定位孔，所述M个外环定位孔与所述M个内环定位孔一一对应；M个静叶片，设置在所述静叶外环和所述静叶内环之间，其中，所述M个静叶片中每个静叶片的第一端设置在所述外环定位孔中，与所述第一端相对的第二端设置所述内环定位孔中。

摘要： 本实用新型实施例公开了一种透平机械的静叶组件以及透平机械，所述静叶组件包括：静叶外环，所述静叶外环具有M个外环定位孔，其中，M为大于等于2的整数；静叶内环，所述静叶内环具有M个内环定位孔，所述M个外环定位孔与所述M个内环定位孔一一对应；M个静叶片，设置在所述静叶外环和所述静叶内环之间，其中，所述M个静叶片中每个静叶片的第一端设置在所述外环定位孔中，与所述第一端相对的第二端设置所述内环定位孔中。