專利名稱：評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，具體來說，特別是涉及一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)是為汽輪發(fā)電機(jī)服務(wù)的，汽輪發(fā)電機(jī)廠家通常要求該隔振基礎(chǔ)具備三個(gè)方面的性能一、隔振基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；二、隔振基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的強(qiáng)度來應(yīng)付地震、短路等特殊情況；三、隔振基礎(chǔ)應(yīng)有足夠的剛度，以避免發(fā)生過大的位移和變形。之所以會(huì)有對基礎(chǔ)剛度的要求，是因?yàn)榛A(chǔ)在軸系找中完成后發(fā)生的變形將會(huì)對軸承座的油膜、轉(zhuǎn)子的動(dòng)力特性、軸承點(diǎn)的荷載分布和轉(zhuǎn)子運(yùn)行的凈空等產(chǎn)生不利影響，嚴(yán)重時(shí)將直接影響轉(zhuǎn)子的動(dòng)力表現(xiàn)，使得廠家關(guān)于轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)等級(jí)的劃定有可能無法得到保證。因此，設(shè)計(jì)者必須將基礎(chǔ)的靜位移和變形控制在機(jī)器制造廠商規(guī)定的范圍內(nèi)，才能保證機(jī)組的正常運(yùn)行。這一點(diǎn)對于彈簧隔振基礎(chǔ)而言更為重要，因?yàn)橄鄬τ诳蚣苁狡麢C(jī)基礎(chǔ)而言，彈簧隔振基礎(chǔ)的總剛度顯著降低了，基礎(chǔ)的靜位移和變形值均偏大。然而，并非所有的基礎(chǔ)位移和變形都會(huì)對機(jī)組的運(yùn)行產(chǎn)生影響。例如，當(dāng)全部軸承支承點(diǎn)均只發(fā)生相同大小的豎向沉降時(shí)，機(jī)組軸系并不受影響，而僅會(huì)影響與汽輪發(fā)電機(jī)相連的管道。通常來說，當(dāng)臺(tái)板只是發(fā)生了平動(dòng)或者剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，機(jī)組所受的影響較??；而軸承點(diǎn)處的變形和相對位移等因素會(huì)直接影響機(jī)組軸系的對中，因而對轉(zhuǎn)子的運(yùn)行最為不利。由于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)師在建模計(jì)算時(shí)，得到的基礎(chǔ)位移和變形往往是包含了一系列平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)以及變形綜合作用下的結(jié)果，因此，需要對這些結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的后處理，提煉出對機(jī)組運(yùn)行影響較大的關(guān)鍵位移和變形指標(biāo)，才是作為評(píng)價(jià)基礎(chǔ)的靜位移和變形是否合格最好的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，針對如何正確評(píng)價(jià)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的隔振基礎(chǔ)的靜位移和變形是否合格，提供一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的設(shè)備，利用該設(shè)備，對隔振基礎(chǔ)的靜位移和變形是否合格提供客觀的正確評(píng)價(jià)。本發(fā)明還有一目的在于提供一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，該方法將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)師得到的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的后處理，提煉出對機(jī)組運(yùn)行影響較大的關(guān)鍵位移和變形指標(biāo)，對隔振基礎(chǔ)的靜位移和變形是否合格提供客觀的正確評(píng)價(jià)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供以下技術(shù)方案一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的設(shè)備，包括依次連接并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理的有限元分析模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、結(jié)果評(píng)價(jià)模塊和輸出模塊；所述有限元分析模塊用于分析計(jì)算隔振基礎(chǔ)上安裝的各部件靜位移和變形前后坐標(biāo)值，所述參數(shù)計(jì)算模塊用于計(jì)算參數(shù)指標(biāo)，所述結(jié)果評(píng)價(jià)模塊用于評(píng)價(jià)上述的參數(shù)指標(biāo)，所述輸出模塊用于將各參數(shù)指標(biāo)和評(píng)價(jià)結(jié)果輸出。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一個(gè)目的，提供以下技術(shù)方案，一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，包括以下步驟I)將隔振基礎(chǔ)的模擬負(fù)載加到權(quán)利要求1所述有限元分析模塊中，通過有限元分析計(jì)算，得到負(fù)載后隔振基礎(chǔ)上安裝的各部件靜位移和變形前后坐標(biāo)值，包括各軸承點(diǎn)Wi, (i=fN)位移后的坐標(biāo)值(x「，Yf5 Z「);其中，Z為豎向，X為水平縱向(機(jī)組中心線方向)，Y為水平橫向；2)所述參數(shù)計(jì)算模塊將各部件靜位移和變形前后坐標(biāo)值代入計(jì)算，得到評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的參數(shù)指標(biāo)；3)將獲得的參數(shù)指標(biāo)傳送至結(jié)果評(píng)價(jià)模塊，與預(yù)定參考值進(jìn)行比較，得到評(píng)價(jià)結(jié)果;4)上述評(píng)價(jià)結(jié)果和/或參數(shù)指標(biāo)由輸出模塊輸出。下面對進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明在一些實(shí)施例中，步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括軸承點(diǎn)的徑向位移Ri及相鄰軸承點(diǎn)間徑向位移差A(yù)瓦M(jìn) -M Ri和At1+通過以下方法得到A)構(gòu)造隔振基礎(chǔ)產(chǎn)生靜位移和變形后的新機(jī)組參考中心線，得到該新機(jī)組參考中心線的方向向量r=(m，n，p)和該新機(jī)組參考中心線上的一起點(diǎn)P。= (X。，Y。, Z。)；8)將上述方向向量^(111，11，？)、起點(diǎn)Ptj=(HZtj)和軸承點(diǎn)Wi, (i=rN)位移后的坐標(biāo)值(X Yf, Z「)代入下述公式計(jì)算，
權(quán)利要求
1.一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的設(shè)備，其特征在于，包括依次連接并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理的有限元分析模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、結(jié)果評(píng)價(jià)模塊和輸出模塊；所述有限元分析模塊用于分析計(jì)算隔振基礎(chǔ)上安裝的各部件靜位移和變形前后坐標(biāo)值，所述參數(shù)計(jì)算模塊用于計(jì)算參數(shù)指標(biāo)，所述結(jié)果評(píng)價(jià)模塊用于評(píng)價(jià)上述的參數(shù)指標(biāo)，所述輸出模塊用于將各參數(shù)指標(biāo)和評(píng)價(jià)結(jié)果輸出。
2.一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于，包括以下步驟 O將隔振基礎(chǔ)的模擬負(fù)載加到權(quán)利要求1所述有限元分析模塊中，通過有限元分析計(jì)算，得到負(fù)載后隔振基礎(chǔ)上安裝的各部件靜位移和變形前后坐標(biāo)值，包括各軸承點(diǎn)Wi, ( =ΓΝ)位移后的坐標(biāo)值(Xf\ Y其中，Z為豎向，X為水平縱向，Y為水平橫向； 2)所述參數(shù)計(jì)算模塊將各部件靜位移和變形前后坐標(biāo)值代入計(jì)算，得到評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的參數(shù)指標(biāo)； 3)將獲得的參數(shù)指標(biāo)傳送至結(jié)果評(píng)價(jià)模塊，與預(yù)定參考值進(jìn)行比較，得到評(píng)價(jià)結(jié)果； 4)上述評(píng)價(jià)結(jié)果和/或參數(shù)指標(biāo)由輸出模塊輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于，步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括軸承點(diǎn)的徑向位移Ri及相鄰軸承點(diǎn)間徑向位移差A(yù)RU+1;該Ri和Δ ^,,通過以下方法得到 Α)構(gòu)造隔振基礎(chǔ)產(chǎn)生靜位移和變形后的新機(jī)組參考中心線，得到該新機(jī)組參考中心線的方向向量r=(m，n，p)和該新機(jī)組參考中心線上的一起點(diǎn)P。= (X。，Y。, Z。)； B)將上述方向向量r=(m, η, p)、起點(diǎn)Ptj=(XwYt^Ztj)和軸承點(diǎn)Wi, (I=I^N)位移后的坐標(biāo)值(X「，Yf, Ζ「)代入下述公式計(jì)算，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于，步驟A)構(gòu)造產(chǎn)生靜位移和變形后的新機(jī)組參考中心線，包括以下兩種方法將第一個(gè)軸承點(diǎn)Wl和最后一個(gè)軸承點(diǎn)Wn的連線作為新的機(jī)組參考中心線；則該新的機(jī)組參考中心線直線方程為
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于，步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括相鄰轉(zhuǎn)子間平面夾角Λ a，，該Λ a，通過以下方法得到 當(dāng)前后兩段轉(zhuǎn)子支承在同一個(gè)軸承座上時(shí)，
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于,步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括軸承點(diǎn)撓度曲線的彎曲半徑Rminl,該Rminl通過以下方法得到 A)在豎直面內(nèi)，取任意三個(gè)軸承點(diǎn)W1-UWi、Wi+Ι； B)上述軸承點(diǎn)W1-1、Wi、Wi+Ι的彎曲半徑Rl由下述公式計(jì)算， RI=V(Xcente-X1)^(Zcenter-Z)其中，(Xcenter, Zcenter)為豎直面內(nèi)，三個(gè)軸承點(diǎn)Wi-l、Wi、Wi+l構(gòu)成圓的圓心C坐標(biāo)；設(shè)Mi為Wi和Wp1的中點(diǎn)，Mi+1為Wi+1和Wi的中點(diǎn)，直線和M,+1C的方程分別為:
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于， 步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括橫梁橫向撓度曲線的彎曲半徑Rmin2，該Rmin2通過以下方法得到 A)取橫梁上連續(xù)三個(gè)剖分節(jié)點(diǎn)Pi+Pi, Pi+1，其變形后的位置坐標(biāo)依次為
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于，步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括軸承點(diǎn)與外缸定子支承點(diǎn)豎向位移差ΛΖ，該ΛΖ通過以下方法得到
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于，步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括橫梁繞橫軸(Y)的轉(zhuǎn)角A，該％通過以下方法得到設(shè)軸承點(diǎn)Wi通過剛性桿與橫梁相交于Oi，則有
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，其特征在于，步驟2)中，所述參數(shù)指標(biāo)包括橫梁繞豎軸(Z)轉(zhuǎn)角％ ,該的通過以下方法得到設(shè)軸承點(diǎn)Wi通過剛性桿與橫梁相交于Oi，則有
全文摘要
本發(fā)明公開了一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的設(shè)備，屬于汽輪發(fā)電機(jī)彈簧隔振基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。包括依次連接并利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理的有限元分析模塊、參數(shù)計(jì)算模塊、結(jié)果評(píng)價(jià)模塊和輸出模塊。還公開了一種評(píng)價(jià)汽輪發(fā)電機(jī)隔振基礎(chǔ)靜位移和變形的方法，利用上述設(shè)備，將基礎(chǔ)設(shè)計(jì)師得到的模型數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的后處理，經(jīng)過計(jì)算后，提煉出對機(jī)組運(yùn)行影響較大的關(guān)鍵位移和變形指標(biāo)，并評(píng)價(jià)隔振基礎(chǔ)的靜位移和變形是否合格。并且該方法可以輕松地在Excel或Matlab等數(shù)學(xué)計(jì)算軟件中實(shí)現(xiàn)，對計(jì)算要求低、操作性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102982206SQ20121049717
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者尹春明, 尹謙鈞, 周玉, 周向陽 申請人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院