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汽轮机热应力评估的功能，如何起作用？

题目

汽轮机热应力评估的功能，如何起作用？

参考答案和解析
正确答案: 汽轮机部件受热不均，出现温差就会产生热应力。温差越大，热应力也越大。部件加热时受到压缩应力，部件冷却时收到拉伸应力。而压缩和拉伸应力得不断交错循环，将会导致金属产生疲劳裂纹，消耗设备的使用寿命，并逐渐扩大直到断裂失效。为此，对于汽机的阀体、缸体、转子、锅炉的汽包、集箱等厚重部件需要控制热应力。而控制热应力的最好方法就是控制部件内外温差，控制部件内外温差的最好方法则是延缓部件的升、降温速率。
西门子DEH的应力评估TSE就是将汽机厂的这些要求转换成程序，测取（或模拟计算）受温度剧烈变化影响的汽机主要厚重部件如高中压主汽门阀体、高中压缸体、高中压转子等部件的内外壁温，然后计算出可能的最大应力（用温差进行表征）并与规定限值进行比较，从而构成汽机监视系统的一部分，并根据应力决定汽机启动过程中的升速率以及变负荷时最大的允许负荷变动率。
汽轮机五个主要厚重金属部件的裕度取小值作为整台机组的热应力控制的输入值。温差裕度模件WTF将该裕度转换为转速变化率和最大允许的负荷变动率，分别作用于转速速率限制以及负荷升降速率限制，从而达到控制热应力的目的。
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第1题：

汽轮机启、停和工况变化时，哪些部位热应力最大？


正确答案:（1）高压缸的调节级处。
（2）高压转子在调节级前后的汽封处、中压转子的前汽封处等。

第2题：

汽轮机起动时，汽缸壁的热应力是如何变化的？


正确答案: 汽轮机起动时，汽缸内壁直接与高温蒸汽接触，温度上升较快，但由于汽缸壁较厚，传热到外壁需经过足够长的时间，所以汽缸内、外壁容易出现较大的温差。根据热应力的“热压冷拉”规律，则温度高的汽缸内壁产生热压应力，温度低的汽缸外壁产生热拉应力。

第3题：

汽轮机转子的热应力与温差成( )。

A反比

B正比

C不确定


参考答案：B

第4题：

汽轮机冷态启动时，汽缸、转子上的热应力变化如何？


正确答案:汽轮机冷态启动，对汽缸、转子是加热过程，汽缸被加热时，内壁温度高于外壁温度，内壁的热膨胀受到外壁的制约，因而内壁受到压缩，产生压缩热应力，而外壁受内壁膨胀的拉伸，产生热拉应力。同样，转子被加热时，转子外表面温度高于转子中心孔温度，转子外表面产生压缩热应力，转子中心孔产生热拉应力。

第5题：

在汽轮机启动过程中，当汽轮机法兰的温度高于法兰螺栓的温度时，在螺栓上引起的附加热应力为（）热应力。

  • A、拉伸
  • B、压缩
  • C、蠕变
  • D、冲击

正确答案:A

第6题：

汽轮机金属部件承受的应力是工作应力和热应力的叠加。


正确答案:正确

第7题：

汽轮机冷态启动时，金属部件的热应力如何变化？


正确答案: 对汽轮机转子和汽缸金属部件来说，汽轮机冷态启动过程是一个加热过程，随着汽轮机冲车、并网及带负荷，金属部件的温度不断升高。对于汽缸来说，随着蒸汽温度的升高，汽缸内壁温度首先升高，内壁温度要高于外壁温度，内壁的热膨胀由于受到外壁的制约而产生压应力，而外壁由于受到内壁热膨胀的影响而产生拉应力。同样，对于转子，当蒸汽温度升高时，外表面首先被加热，使得外表面和中心孔面形成温差，外表面产生压应力，中心孔表面产生拉应力。

第8题：

DEH系统至少应具有转速控制、负荷控制、（）、汽轮机发电机参数监视、热应力计算，以及启停顺序控制等功能。
主气压
略

第9题：

什么是热应力？汽轮机在什么时候会产生较大的热应力？


正确答案: 由于温度变化引起的零件变形称为热变形，如果热变形受到约束，则在物体内会产生应力，这种应力就叫做热应力。当物体内温度变化时，只要物体不能自由伸缩或其内部彼此约束就必将产生热应力。所以汽轮机不仅在冷态启动时会产生热应力，而且在停机过程时，热态启动时和负荷变动时以及蒸气参数变化时都会产生热应力。

第10题：

怎样控制好中低压汽轮机的热应力？  


正确答案:对于中低压汽轮机，一般用控制加热速度。即控制启动暖机时间来解决对热应力的控制。

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