热变形热应力以及热膨胀

I 汽轮机的受热特点一、汽缸壁的受热特点汽轮机启停过程是运行中最复杂的工况。在启停 过程中，由于温 度剧烈变化，各零部件中及它们之间形成较大的温 差。导致零部件产生较大的热应力，同时还引起热膨胀和热变形。当应力达到一定水平常，会使高温部件遭受损伤，最终导致部件损坏。1 -汽缸的受热特点(1)启动时，蒸汽的热量以对流方式传给汽缸内壁，再以导热方式传 向外壁，最后经保温层散向大气，汽缸内外壁存在温差，内壁温度高于 外壁温度，停机过程则产生相反温差。(2)影响内外壁温差的主要因素：(D 汽缸壁厚度 3,汽缸壁越厚，内外温差越大。② 材料的导热性能；③ 蒸汽对内壁的加热强弱。加热急剧：温度分布为双曲线型，温差大部分集中在内壁一侧，热冲击时；加热稳定：温度分布为直线型，温差分布均匀，汽轮机稳定运行工况；缓慢加热：温度分布为抛物线型，内壁温差较大，实际启动过程中；2•转子的受热特点蒸汽的热量以对流方式传给转子外表面，再以导热方式传到中心孔，通 过中心孔散给周围环境，在转子外表面和中心孔产生温差，温差取决于 转子的结构、材料的特性及蒸汽对转子的加热程度。二•热应力由于温 度的变化而引起物体的变形称之为热变形。假如物体的热变形受到约 束，则在物体内部就会产生应力，这种应力称之为热应力。当温度变化时，假如物体内各点的温度变化是均匀的，并且其变形不受 约束，既可以自由膨胀或收缩，则物体只存在热变形，而不产生热应力。假如物体膨胀受到约束，则物体内将产生压应力；如物体冷却收缩受到约束，则物体内将产生拉应力。当物体加热或冷却不均匀，温度分 布不均匀时，物体即使不受到外部约束，其内部也会产生热应力，高温 区产生压应力，低温区产生拉应力。汽轮机转子和汽缸的热应力主要是由于温度分布不均匀引起的。在汽轮机启动及变工况时，由于掠过转子 和汽缸表面的蒸汽温度是不断变化的，这就引起转子和汽缸内部温度分 布不均匀且随工况变化。正是由于这种不均匀的温度分布，使得转子和 汽缸内部产生了热应力。热应力的大小只与金属部件内的温度分布有尖，温度分布越不均匀 5产生的热应力就越大。而金属部件的温度分布取决于材质、换热剧烈程度、蒸汽温升率。蒸汽温升率越大，金属部 件内的温度分布越不均匀，造成的温差越大，产生的热应力也越大，当热应力超过一定值后 5会使金属部件产生塑性变形，从而引起较大的疲劳损伤。对汽轮机转子来说，在机组启停或变工况条...