20MW工业燃机的第一级高压涡轮盘设计及改进

摘要

高压涡轮盘是燃气轮机最关键的部件之一,其失效可造成灾难性后果.本文基于某20MW工业燃机高压涡轮第一级的完整叶片模型,在NX7.5软件中建立了涡轮盘简化模型,并确定了其材料.根据该涡轮盘的工作条件,在ANSYS Workbench中的静态结构分析模块中完成其载荷约束及应力分析,并利用4个强度校核安全系数对应力结果进行了评估,其中最小的安全系数为2.33,证明该初始设计过于保守.因此,对该涡轮盘进行了重新设计并获得合理安全系数,最小的为1.3.针对改进后的涡轮盘,利用额定工况下的径向变形量随半径变化关系的计算结果,找到了改进后涡轮盘的自持半径.本设计对涡轮盘的设计及改进具有借鉴意义.