超（超）临界机组高温承压部件寿命管理系统的开发

摘要

随着经济的发展及国内各主要电网用电峰谷差的日益加大，我国投产了一大批高容量、高参数的机组，并将其用于电网负荷的调节，这就要求锅炉的主要承压部件具有更高的可靠性，也要求运行人员掌握部件寿命损耗的情况。本文基于强度理论，对超（超）临界机组中的汽水分离器、高温联箱等承压部件进行应力分析，采用经过合理简化的应力计算方程，针对承压部件疲劳和蠕变寿命进行寿命损耗分析，并基开发了一套能适用于不同电站的各种高温承压部件的寿命损耗管理系统。
　　首先，论文简要分析了承压部件的主要失效形式，基于弹塑性力学对承压部件进行应力分析，在保证分析准确的前提下，对应力计算式进行适当简化，方便了疲劳、蠕变寿命损耗计算，应用ANSYS应力分析得出的重点部位应力集中系数，确定高温承压部件应力幅计算方法。
　　其次，疲劳计算方面选用ASME疲劳计算标准，采用改进的雨流法作为应力幅计数法，以某电厂汽水分离器为例，计算了实际运行情况下的疲劳寿命损耗。
　　再次，针对承压部件高温蠕变损耗，应用θ函数法进行寿命预测，得到了θ函数法下P91材料的相关参数;并结合C语言编程，将θ函数法编写为适用于在线计算的计算机程序，并以某电厂高温联箱为例，计算了实际运行工况下的蠕变寿命损耗。
　　最后，采用微软公司的Microsoft.Net框架，使用MicrosoftC++语言，选用SQLServer数据库，利用Ado.Net技术实现对数据库的访问，完成了高温承压部件寿命管理系统的开发工作，建立了设备信息管理模块、金属材料模块、运行状态离线评估模块、大修事故报告管理模块，管理系统设有运行参数、设备参数、材料信息、寿命损耗记录和大修事故报告等五大数据库，建立了一套可以针对不同电厂、不同机组、不同设备进行寿命评估的管理系统。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 开发锅炉承压部件寿命管理系统的意义

1．2 国内外承压部件寿命监测和管理的研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 炉外主要承压部件的失效形式及应力分析

2．1 汽水分离器失效形式及应力分析

2．1．1 机械应力分析

2．1．2 热应力分析

2．1．3 应力集中系数及合成应力

2．2 高温联箱失效形式及应力分析

2．3 高温管道失效形式及应力分析

2．4 本章小结

第3章 疲劳寿命损耗分析及计算

3．1 疲劳寿命损耗原理及分析

3．2 应力幅计数法——雨流法

3．2．1 应力幅的基本概念

3．2．2 雨流法

3．3 应力集中系数

3．4 疲劳寿命计算及其算例

3．4 本章小结

第4章 高温承压部件蠕变寿命损耗分析及计算

4．1 蠕变理论简介

4．2 蠕变寿命计算方法

4．2．1 等温线外推法和时间—温度参数法

4．2．2 θ函数法的基本概念与计算过程

4．2．3 θ函数法的数据拟合与实际算例

4．3 本章小结

第5章 锅炉承压部件寿命管理系统的结构与实现

5．1 寿命管理系统结构

5．1．1 数据库的访问

5．1．2 数据库基本结构

5．2 系统特点

5．3 系统主要功能

5．3．1 数据处理模块

5．3．2 设备信息管理模块

5．3．3 材料信息模块

5．3．4 寿命计算与查询模块

5．3．5 大修事故报告模块

5．3．6 机组管理模块

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 本文的主要结论

6．2 后续研究工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢