三峽電站封閉母線鋁波紋管有限元設計和分析

為了分析鉆井液圍壓、井眼曲率、彎曲方式以及地層溫度等因素對波紋管脹形的影響,采用彈性力學理論,考慮幾何非線性的影響,建立了波紋管脹形力學模型。建模時溫度對波紋管脹形的影響通過改變波紋管管材的彈性模量和泊松比來模擬;通過對波紋管內、外施加面載荷來模擬波紋管脹形壓力、鉆井液圍壓或者外擠壓力。模擬結果表明,當井眼曲率每30m在5°~12°之間變化、地層溫度在20~180℃之間變化時,井眼曲率和地層溫度對波紋管膨脹工作壓力影響較小;彎曲方式對波紋管脹形的影響也較小。波紋管卸載后不圓度會增加,使得其內通徑變小,所以在波紋管施工結束后需要進行機械脹形修正。

針對用解析法計算母線溫升時存在的一些問題,筆者討論了基于磁場-流場-熱場耦合有限元分析的母線溫升計算方法。首先計算母線的磁場和導體渦流分布,得到焦耳熱源;然后基于流場-熱場耦合的共軛傳熱模型,將前面計算得到的焦耳熱加載為熱源,進行溫度場分析和溫升計算。比較12500a大電流離相封閉母線的計算溫升與該產(chǎn)品型式試驗結果,誤差小于2℃。該計算方法對于封閉母線的產(chǎn)品設計人員具有一定參考意義。

著重從材料非線性和幾何非線性兩個方面分析了波紋管的非線性特性,根據(jù)有限元程序設計方法,編制專門的有限元分析程序,對波紋管進行了應力應變分析。在此基礎上,利用visualc++60與fortranpowerstation40混合語言編程技術,開發(fā)出一套windows環(huán)境下的波紋管有限元分析系統(tǒng)。通過參數(shù)化的前處理程序、非線性求解程序和windows圖形用戶接口的設計,實現(xiàn)了有限元建模技術、求解技術和后處理技術的集成,大大提高了波紋管應力應變分析的效率。

結合三峽工程實際，對壩內埋管結構進行了非線性有限元分析，著重研究了不同管頂混凝土厚度和配筋對管道結構應力和強度的影響．計算結果表明，增大管頂混凝土厚度，可以明顯提高壩內埋管的抗裂安全，確保混凝土大壩的整體穩(wěn)定性，但是配筋多少對管周混凝土的抗裂能力影響較小．

用ANSYS軟件對U形波紋管的有限元

三峽左岸電站20kv離相封閉母線由英國emform公司設計、中國長江電器集團公司制造,其外殼直徑大,母線垂直段支撐結構全部設計為彈性結構,母線調整具有相當大的難度,同時,該電站封閉母線設計有微正壓裝置,對母線的所有螺接部位的密封性要求非常嚴格。本文以2號機組離相封閉母線的安裝情況和最終試驗結果為例對該電站vgs機組的20kv離相封閉母線的設計特點及安裝工藝作簡單介紹。

焊接波紋管由于具備較大的伸縮率,通常被視為吸收液態(tài)工質體積膨脹的優(yōu)良元件.本文使用ansysworkbench軟件中的靜力學分析模塊,采用軸對稱模型方法對網(wǎng)格劃分比較困難的大直徑薄壁結構進行簡化,對inconel718材質的焊接波紋管進行模擬分析,獲取了剛度、承壓能力以及預期疲勞壽命等數(shù)據(jù).結果表明有限元方法便捷性高,分析結果與實測值符合較好,可用于復雜波形焊接波紋管的設計.

作為閥門外密封元件的波紋管是影響閥門外密封性能的關鍵部件,掌握工作狀態(tài)下的應力狀況非常重要。基于有限元方法建立了閥門用波紋管的爆破壓力分析方法,同時采用有限元計算和試驗相結合的方法,分析了波紋管的爆破壓力。研究結果表明,波紋管的爆破壓力值為61.4mpa,有限元計算結果為59.44mpa,二者數(shù)值和位置都基本吻合。波紋管最大受壓應力發(fā)生在波谷內壁,不會對結構產(chǎn)生破壞;最大受拉應力發(fā)生在波峰內壁,結構爆破從波峰內壁開始。

波紋管補償器也稱伸縮節(jié)、膨脹節(jié)。主要作用是補償管道在壓力、溫度和振動等作用下的尺寸變化,是一種薄壁、具有伸縮功能的器件,由金屬波紋管與構件組成。文中利用ansys軟件對補償器內部加壓后的受力與變形情況進行模擬。查看在壓力載荷下,補償器的最大應力以及變形情況。為波紋管補償器的結構優(yōu)化、性能提升提供技術支持。

三峽左岸和右岸電站20kv/26kv離相封閉母線是三峽電站主變壓器和發(fā)電機之間導電的重要設備.它的正常運行,直接影響電站的發(fā)電效益.三峽封閉母線的制造由江蘇大全集團封閉母線有限公司承制,由三峽發(fā)展監(jiān)造部負責監(jiān)造.駐廠監(jiān)造監(jiān)理依據(jù)監(jiān)造合同時制造全過程實施監(jiān)督控制.通過事前控制、事中控制、事后控制有效地保證了三峽封閉母線的制造質量.從三峽左岸和右岸電站發(fā)電運行情況看,母線滿足生產(chǎn)運行要求.

簡述了金屬波紋管的發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了有限元分析在金屬波紋管設計中的應用方法、價值和前景。

應用msc.fatigue軟件,利用e-n曲線,以初始裂紋法為主要分析方法,對u型波紋管進行疲勞壽命分析,得到波紋管在各種工況下的疲勞壽命,從而進行波紋管的優(yōu)化設計。主要介紹了波紋管壽命分析的一般思路及其力學原理。經(jīng)試驗驗證:有限元法能夠很好地模擬金屬波紋管的疲勞壽命,精度也大大高于經(jīng)驗公式,同時也為波紋管壽命分析開辟了新的研究途徑。

本文建立了u形無加強波紋管結構分析的有限元分析模型,并采用有限元軟件ansys對其進行了計算。與實驗數(shù)據(jù)的對比表明所得的非線性有限元計算結果可以較好地模擬單層波紋管的載荷———應力響應,并且對多層波紋管的結構分析也具有一定的參考價值

三峽左岸和右岸電站20kv/26kv離相封閉母線是三峽電站主變壓器和發(fā)電機之間導電的重要設備。它的正常運行,直接影響電站的發(fā)電效益。三峽封閉母線的制造由江蘇大全集團封閉母線有限公司承制,由三峽發(fā)展監(jiān)造部負責監(jiān)造。駐廠監(jiān)造監(jiān)理依據(jù)監(jiān)造合同對制造全過程實施監(jiān)督控制。通過事前控制、事中控制、事后控制有效地保證了三峽封閉母線的制造質量。從三峽左岸和右岸電站發(fā)電運行情況看,母線滿足生產(chǎn)運行要求。

結合橋鞏水電站工程的實際情況,介紹了該電站封閉母線的主要技術問題,從選型、布置及結構特點等方面論述了橋鞏水電站采取的技術措施。

以新疆某水電站工程中的＂卜＂形鋼岔管為例,建立三維有限元模型,通過三維有限元法驗證設計體形是否滿足鋼岔管在運行及試驗工況下的允許應力要求。結果表明：用傳統(tǒng)規(guī)范法設計的鋼岔管體形管殼表面大部分控制點的應力基本滿足規(guī)范要求,但是對于復雜的焊縫處來說,這里的應力集中值無法采用傳統(tǒng)方法計算,所以原設計體形在運行工況以及試驗工況鋼岔管管壁應力不滿足規(guī)范要求,因此,非常有必要對此類鋼岔管進行有限元優(yōu)化分析,為今后水利工程中鋼岔管優(yōu)化設計提供借鑒思路。

波紋管為焊接金屬波紋管機械密封的關鍵零件,工作中常因反復的彈性變形而發(fā)生疲勞失效。現(xiàn)以焊接金屬波紋管的膜片為研究對象,對s型和v型兩種膜片的應力場和變形場進行了詳細的有限元法分析和計算,在對兩種膜片進行比較的基礎上對s型膜片進行了結構形狀優(yōu)化和計算。研究結果為焊接金屬波紋管機械密封的改進設計、提高疲勞強度和使用壽命提供了理論依據(jù)。

金屬波紋管的穩(wěn)定性在宇航、航空、精密儀表以及大型工程結構等領域屬于關鍵技術指標,而且是研究難點。為了解決這類問題,文中應用msc.marc軟件,針對典型的u型波紋管進行柱失穩(wěn)研究,研究其極限失穩(wěn)壓力以及變形規(guī)律等。通過試驗驗證,有限元法的分析精度優(yōu)于工程方法。將有限元法、工程設計和試驗結合應用,共同進行金屬波紋管柱失穩(wěn)研究,能夠顯著提高設計精度,加快研制進程,減少研制成本,進而提高產(chǎn)品的綜合性能與市場競爭力。

三峽左岸站廠20kv封閉母線是國內目前容量最大的母線,母線系統(tǒng)安裝工程具有母線容量大,跨距長,安裝空間小,施工困難的特點。施工場地狹窄,主要采用卷揚機吊裝,導鏈配合調節(jié),多工種立體交叉作業(yè);封閉母線導體與外殼接頭連接方式多重性,分別采用焊接接頭及螺栓連接方式;并對外殼絕緣和共振等問題提出了改進措施和建議。

招標公告 1 山東海陽核電廠 第三批輔機設備（離相封閉母線、共箱封閉母線） 招標資格預審結果及招標公告 中國電能成套設備有限公司受山東核電有限公司的委托，對 山東海陽核電廠一期工程2×1250mwe級核電機組第三批輔機設備 的離相封閉母線和共箱封閉母線設備進行了招標資格預審，現(xiàn)公 布通過資格預審的申請企業(yè)名單。請通過資格預審的企業(yè)按下列 要求購買標書。 一、項目基本情況 招標人：山東核電有限公司 招標代理機構：中國電能成套設備有限公司 項目名稱：山東海陽核電廠一期工程 項目地點：山東省海陽市 項目資金來源：投資額的20%由股東出資，其余由銀行貸款 二、通過資格預審企業(yè)名單 編 號 標段名稱 (招標編號) 通過資格預審企業(yè)備注 1 離相封閉母線 （cshy-bp-0016-09） 北京電力設備總廠 鎮(zhèn)江華東電力設備制造廠 江蘇大全封閉母線有限公司

1 “采用單獨導體作pe的三相五線制”的對比概述縱觀世界兩大母線生產(chǎn)商—西門子和 施耐德，均力推外殼作pe的三相五線制母線系統(tǒng)，施耐德公司的密集型母線甚至就從來 沒開發(fā)過單獨導體作pe線的母線系統(tǒng)，原因是何，請看以下分析： “采用外殼作pe的三相五線制”有其存在的權威依據(jù)及可行性：根據(jù)國標gb7251.1 中第7.4.3.1.5項所述：如果將外殼當做保護電路的一部分使用時，其截面積與下附表規(guī)定 的最小截面積在導電能力方面是等效的。 保護導體截面積（pe、pen）表 根據(jù)國標gb7251.1中第7.4.3.1.7）項所述：只有在保護導體的材料與相導體的材料相同時 表中的值才有效。 如果材料不同，保護導體截面積的確定要使之達到與表相同的導電效果。 鋁的導電率（0.029ωmm2/m）與銅的導電率（0.017ωmm2/m）相近，均為電的良導體， 當母線外殼的主要金

4封閉母線、插接式母線安裝 4.1適用范圍 本標準適用于0.4kv以下室內一般工業(yè)及民用建筑電氣安裝工程的封閉插接母線安裝。 4.2基本規(guī)定 (1)查驗合格證、隨帶安裝技術文件、“ccc”認證標志及認證復印件。 (2)外觀檢查：防潮密封良好，各段編號標志清晰，附件齊全，外殼不變形，母線螺栓搭接 面平整、鍍層覆蓋完整、無起皮和麻面；插接母線上的靜觸頭無缺損、表面光滑、鍍層完整。 4.3施工準備 4.3.1技術準備 (1)熟悉圖紙資料，弄清設計圖的設計內容，注意圖紙和產(chǎn)品技術資料提出的具體施工要求。 (2)考慮與主體工程和其他工程的配合問題，確定施工方法。 (3)技術交底。施工前要認真聽取工程技術人員的技術交底，弄清技術要求、技術標準和施 工方法。 (4)必須熟悉有關電力工程的技術規(guī)范。 4.3.2設備及材料要求 (1)封閉、插接母線應有出廠合格證