超超临界锅炉大口径厚壁三通管成形工艺研究

摘要

大口径厚壁三通管，又称 T型三通管，是火力发电锅炉中最重要的管道连接元件。T型三通管的成形技术由上世纪从国外引进，相对已比较落后。近年来超超临界火电机组以其清洁环保和高效的特点成为我国火力发电的主要机组。随着锅炉主管道蒸汽参数的不断提高，超超临界机组的T型三通管在规格、结构、壁厚上都发生了重大的变化。采用现有的T型三通管成形技术存在质量问题多，制造效率低下以及制造成本高等缺点。
　　多向挤压模锻技术是一种先进的精密锻造技术，广泛应用于航空、航天、军工等行业，常用于一些复杂零件的成形。由于锅炉三通管的尺寸规格一般较大、对成形设备的要求也较高，多向挤压模锻技术在锅炉三通管制造行业中没有得到广泛的应用。
　　本文通过有限元数值模拟和试验验证相结合的方式，将多向挤压模锻技术应用于超超临界锅炉三通管的制造。通过数值模拟的方式，获得了一种分步加载的多向挤压模锻成形方式。根据模拟的结果，对金属塑性成形过程中的速度场，等效应力场以及加载力随时间的变化做了分析研究。根据研究的结果对加载方式和加载模具的结构进行了优化，得到了一种可以适用超超临界锅炉三通管多向挤压模锻的分步加载工艺。根据数值模拟的结果，采用了锻造操作机和通用液压机相配合的方式，对成形工艺进行了试验验证。
　　试验结果证明了多向挤压模锻技术在超超临界锅炉三通管成形中应用的可行性和有效性，并且突破了现有挤压成形工艺对三通支口高度的限制，是今后锅炉三通管成形技术新的发展方向。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1引言

1.2 国内外对T型三通管成形技术的研究现状

1.3超超临界锅炉三通管现有成形工艺存在的问题

1.4本课题的研究方法与意义

第二章 基于多向挤压模锻技术的三通管成形工艺研究

2.1超超临界锅炉三通管的特征尺寸

2.2超超临界锅炉三通管的结构特征

2.3多向挤压模锻技术

2.4影响多向挤压模锻成形结果的主要因素

2.5多向挤压模锻技术在锅炉三通管成形中的应用

2.6本章小结

第三章 T型三通管成形过程的数值模拟

3.1 引言

3.2 DEFORM-3D软件介绍

3.3 T型三通管的三维建模

3.4 T型三通管的有限元建模型的前处理

3.5有限元计算结果分析

3.6多向挤出成形工艺优化

3.7本章小结

第四章 多向挤压成形技术试验研究及分析

4.1 引言

4.2 多向挤压成形试验方案的确定

4.3多向挤压成形试验结果与分析

4.4多向挤压成形与原有成形工艺对比

4.5本章小结

第五章 结论与展望

5.1本文的主要研究成果

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文