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三维接触有限元分析在汽轮机设计中的应用 被引量:4
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作者 章巧芳 王江恩 冯琳 《汽轮机技术》 北大核心 2006年第5期343-345,394,共4页
针对汽轮机中叶片与叶轮的复杂接触问题,尝试用ANSYS中的接触单元对其接触强度进行详尽的分析,并将分析结果与过去常规的有限元分析方法进行比较,讨论引起两种计算结果不一致的原因,提出用有限元分析时应注意的一些问题。该三维接触有... 针对汽轮机中叶片与叶轮的复杂接触问题,尝试用ANSYS中的接触单元对其接触强度进行详尽的分析,并将分析结果与过去常规的有限元分析方法进行比较,讨论引起两种计算结果不一致的原因,提出用有限元分析时应注意的一些问题。该三维接触有限元分析方法也可用于其它机械产品的接触强度分析,为机械产品单个零件的强度分析进展到装配体的强度分析提供参考。 展开更多
关键词 三维接触 汽轮机 叶片 叶轮 有限元分析
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激光再制造汽轮机转子的力学性能研究 被引量:6
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作者 郭士锐 董刚 +1 位作者 叶钟 姚建华 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期668-672,共5页
针对激光再制造汽轮机转子轴颈,在汽轮机转子激光再制造后的综合跳动(TIR)控制在6.35μm以内的前提下,选用铁基粉末进行力学性能测试,研究了激光再制造层与基体复合材料的拉伸、冲击与弯曲等力学性能.结果表明:复合材料的抗拉强度和抗... 针对激光再制造汽轮机转子轴颈,在汽轮机转子激光再制造后的综合跳动(TIR)控制在6.35μm以内的前提下,选用铁基粉末进行力学性能测试,研究了激光再制造层与基体复合材料的拉伸、冲击与弯曲等力学性能.结果表明:复合材料的抗拉强度和抗弯强度分别比基体材料28CrMoNiV的平均抗拉和抗弯强度提高11.29%和24.11%,复合材料的平均冲击吸收功为39J;根据并联力学性能模型的混合律,激光再制造层的力学性能优于基体材料28CrMoNiV;激光再制造层中一次晶轴与二次晶轴的数量远大于基体材料,高密度的位错阻碍了晶界滑移,使抗拉伸强度提高;再制造层晶粒相对基体材料小而密集,裂纹扩展路径曲折,裂纹萌生功的提高使韧性增强. 展开更多
关键词 激光再制造 汽轮机转子 力学性能 抗拉强度 冲击韧性
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变转速工业汽轮机叶片叶冠设计研究 被引量:5
3
作者 隋永枫 魏佳明 +4 位作者 蓝吉兵 初鹏 周灵敏 朱子奇 余沛坰 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第S02期194-198,共5页
以某型变转速工业汽轮机低压级叶片为研究对象,对叶冠进行结构设计。根据叶冠的特点建立了参数化模型,以啮合角和冠形角为设计变量,确定了叶冠局部等效应力最小和叶冠质量最轻为目标函数。通过采用基于Kriging响应面的遗传算法优化出2... 以某型变转速工业汽轮机低压级叶片为研究对象,对叶冠进行结构设计。根据叶冠的特点建立了参数化模型,以啮合角和冠形角为设计变量,确定了叶冠局部等效应力最小和叶冠质量最轻为目标函数。通过采用基于Kriging响应面的遗传算法优化出2组尺寸方案。对比了采用的2组方案,叶片在工作转速范围内叶冠的接触状态和接触应力对叶冠阻尼效果的影响。同时对2组方案叶片进行谐响应分析,得到叶身振动应力分布。综上筛选出方案1为最优方案,其相较原始模型,叶冠最大局部应力降低25.1%,质量增加2.2%,改善了70%转速下叶冠接触状态,且叶身振动应力降低6.6%。该研究结果可以指导变转速工业汽轮机叶片的叶冠设计。 展开更多
关键词 叶冠 遗传算法 接触状态 振动应力
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汽轮机转子输出端和联轴器的设计探讨 被引量:3
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作者 方寅 孙烈 +3 位作者 陈金铨 郭则传 张科 吴娟 《机电工程》 CAS 2010年第10期16-20,共5页
针对汽轮机转子输出端和联轴器的设计问题,简述了工业汽轮机转子的特点和积木块的设计思想;论述了转子输出端的设计方法和流程,回顾了联轴器的设计发展历程,介绍了当今国际标准中,有关联轴器的型式、规定和要求;重点阐述了转子输出端与... 针对汽轮机转子输出端和联轴器的设计问题,简述了工业汽轮机转子的特点和积木块的设计思想;论述了转子输出端的设计方法和流程,回顾了联轴器的设计发展历程,介绍了当今国际标准中,有关联轴器的型式、规定和要求;重点阐述了转子输出端与联轴器的配合和配置设计,指出了该领域的设计发展方向和趋势;首次提出了在工程设计中,确定转子输出端名义轴径,按当量扭应力的安全系数法来进行定量计算的概念;并对转子输出端与联轴器的螺纹联结形式和油槽位置等工艺性结构的合理设计进行了定性分析和探讨。 展开更多
关键词 转子输出端 联轴器 标准 配合 配置 分析 探讨
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空冷汽轮机低压级组叶片模化设计与开发 被引量:4
5
作者 丁晨 辛小鹏 +2 位作者 隋永枫 孔建强 叶钟 《机电工程》 CAS 2012年第10期1143-1145,1170,共4页
针对空冷汽轮机低压级组叶片设计困难的问题,基于叶片模化设计技术,结合先进的计算流体动力学(CFD)技术,提出了空冷汽轮机低压级组叶片模化和改型优化设计方法。该方法主要是用于将母型低压级组叶片通过模化设计改进为与设计目标总体性... 针对空冷汽轮机低压级组叶片设计困难的问题,基于叶片模化设计技术,结合先进的计算流体动力学(CFD)技术,提出了空冷汽轮机低压级组叶片模化和改型优化设计方法。该方法主要是用于将母型低压级组叶片通过模化设计改进为与设计目标总体性能参数相近的低压级组,在此基础上,应用三维气动分析设计优化方法对低压级组进行了改型优化设计,得到了满足设计要求的空冷低压级组叶片;同时,对低压级组进行变工况分析,以保证低压级组在许用范围内具有较好的变工况性能。该方法将多种先进技术相结合,缩短了开发周期,降低了开发成本。研究结果表明,采用该方法开发的低压级组能够很好地继承母型低压级组的优良特性,保证了叶片的安全性和可靠性,具有良好的气动性能和适用范围。 展开更多
关键词 空冷汽轮机 叶片模化设计 计算流体动力学 流场分析 变工况
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高背压式工业汽轮机排汽缸结构分析与优化 被引量:8
6
作者 张超 刘龙海 李相鹏 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期274-279,共6页
结合有限元法、多物理场热固耦合法以及非线性接触计算理论,针对高背压反动式工业汽轮机某机型结构,模拟计算了稳态运行条件下准则工况与超准则工况的温度场和综合应力场,重点分析并比较了2种工况下的排汽缸强度和中分面汽密性,依据超... 结合有限元法、多物理场热固耦合法以及非线性接触计算理论,针对高背压反动式工业汽轮机某机型结构,模拟计算了稳态运行条件下准则工况与超准则工况的温度场和综合应力场,重点分析并比较了2种工况下的排汽缸强度和中分面汽密性,依据超准则工况下的各个薄弱环节,提出增加壁厚以及改变螺栓材料、大小、位置和预紧力来对原结构进行改进.结果表明:准则工况下的各项模拟计算数据与机组实际设计准则相吻合,证明了计算方法的准确性;相比准则工况,超准则工况下排汽缸强度安全裕量由3.16下降至2.42,后轴封接触间隙值则由0.047mm扩大到0.082mm,各项数据均已超出设计准则;改进结构满足项目开发的各项性能指标. 展开更多
关键词 背压式汽轮机 排汽缸 强度 汽密性 有限元法
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工业汽轮机转子用钢28CrMoNiV脆性转变温度的研究 被引量:4
7
作者 刘中华 何成 +4 位作者 刘京伟 徐伟 黄淑秋 方章法 宋思远 《机电工程》 CAS 2015年第12期1564-1568,共5页
针对如何正确评定工业汽轮机转子用钢28CrMoNiV的脆性转变温度(fracture appearance transition temperature,FATT)的问题,通过系列温度冲击法测定了该转子钢的冲击吸收功、脆性断面率,利用扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM... 针对如何正确评定工业汽轮机转子用钢28CrMoNiV的脆性转变温度(fracture appearance transition temperature,FATT)的问题,通过系列温度冲击法测定了该转子钢的冲击吸收功、脆性断面率,利用扫描电镜(scanning electronic microscopy,SEM)对冲击试样断口形貌的变化进行了研究,结合Boltzmann函数对冲击试验结果的拟合分析,正确评定了该转子钢的FATT。并对影响FATT的因素进行了归纳,研究分析了化学成分、微观组织和晶粒尺寸对转子钢FATT的影响。研究结果表明,28CrMoNiV钢的断口形貌随着温度的降低由韧窝逐渐向解理断裂变化,该转子钢的FATT为-52℃,明显低于技术标准要求值(≤85℃);通过先进的冶炼技术和热加工工艺严格控制化学成分,获得晶粒细小均匀的回火索氏体组织以及针状铁素体内部的高密度位错和亚晶界结构,可以提高转子钢的冲击韧性及降低FATT。 展开更多
关键词 工业汽轮机 转子 28CrMoNiV 脆性转变温度 断口形貌
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汽轮机调节汽阀阀碟螺栓故障分析与研究 被引量:6
8
作者 金长生 方寅 王军伟 《机电工程》 CAS 2014年第7期888-891,共4页
针对工业汽轮机调节汽阀故障,导致汽轮机停机的问题,对工业汽轮机调节汽阀的结构特点进行了分析研究,对调节汽阀阀碟螺栓断裂和磨损,导致阀碟脱落问题的故障机理及工作环境进行了深入分析研究,提出了减少阀碟螺栓长度、对阀碟螺栓跳档... 针对工业汽轮机调节汽阀故障,导致汽轮机停机的问题,对工业汽轮机调节汽阀的结构特点进行了分析研究,对调节汽阀阀碟螺栓断裂和磨损,导致阀碟脱落问题的故障机理及工作环境进行了深入分析研究,提出了减少阀碟螺栓长度、对阀碟螺栓跳档使用及改进阀碟的装配工艺等措施,利用三维软件对其进行建模并利用ANSYS软件对改进前和改进后的阀碟螺栓进行了应力分析。研究结果表明,该方案可以减小阀碟螺栓承受的交变应力,提高阀碟螺栓根部的强度,可以改进因热胀不均而导致螺纹副出现相对位移的情况。结合宁夏石化机组的实际故障案例,通过将该方案应用于该机组中,彻底解决了该机组因阀碟螺栓断裂而导致机组故障问题。 展开更多
关键词 汽轮机 调节汽阀 阀碟螺栓 故障分析
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工业汽轮机调节级部分进汽瞬态数值研究 被引量:3
9
作者 周立明 施培丽 +2 位作者 初鹏 李宏福 隋永枫 《机电工程》 CAS 2014年第10期1258-1261,1273,共5页
针对采用喷嘴调节的汽轮机调节级效率和安全性问题,基于时均的N-S方程,采用六面体结构化网格和有限容积法,对某机组调节级内部流动进行了数值计算。给出了不同工况下调节级内部压力和速度分布图,分析了4阀开和3阀开工况下调节级内部流... 针对采用喷嘴调节的汽轮机调节级效率和安全性问题,基于时均的N-S方程,采用六面体结构化网格和有限容积法,对某机组调节级内部流动进行了数值计算。给出了不同工况下调节级内部压力和速度分布图,分析了4阀开和3阀开工况下调节级内部流动。给出了动叶旋转一周扭矩的变化,并将非定常扭矩进行了傅里叶变换,得到了频谱图。研究结果表明,部分进汽使调节级内部流动不均匀,4阀开,动叶所承受最大瞬时扭矩是进汽弧段平均扭矩的2.2倍,3阀开,动叶所承受最大瞬时扭矩是进汽弧段平均扭矩的1.8倍,这可以为调节级动叶安全性校核提供参考;频谱图显示,动叶受到与转速相关的低频激振力;3阀开工况下调节级的效率比4阀开工况下降低7%。 展开更多
关键词 汽轮机 调节级 数值模拟 周向不均匀 安全性
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年产百万吨乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的研制 被引量:3
10
作者 方寅 孙烈 +1 位作者 张科 刘龙海 《机电工程》 CAS 2012年第10期1154-1158,共5页
针对年产百万吨乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的国产化问题,依托天津石化实例应用汽轮机的研制开发项目,介绍了年产百万吨乙烯装置用汽轮压缩机组国产化研制论证立项的背景和过程,结合国内首台套该用途汽轮机研制方案的确定和实施,详述... 针对年产百万吨乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的国产化问题,依托天津石化实例应用汽轮机的研制开发项目,介绍了年产百万吨乙烯装置用汽轮压缩机组国产化研制论证立项的背景和过程,结合国内首台套该用途汽轮机研制方案的确定和实施,详述了该用途汽轮机的主要技术参数、结构配置、技术特点、需遵循和执行的国际标准,以及研制过程中需要解决的关键问题、方案难点和采取的对策措施,最后简述了该汽轮机国产化研制中获得的3个创新专利成果。研究结果表明,本研究实现了该用途汽轮机的完全国产化。 展开更多
关键词 汽轮机 裂解气压缩机 国产化 乙烯装置
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计算汽轮机叶片动应力的谐响应分析法 被引量:20
11
作者 柴山 吕凤军 +1 位作者 孙义冈 余恩荪 《汽轮机技术》 北大核心 2002年第5期267-268,281,共3页
将谐响应分析法应用于汽轮机叶片的动应力分析。首先用有限元方法对汽轮机叶片进行模型简化并计算出叶片的动频 ,然后应用模态叠加谐响应分析计算出叶片位移的动态响应 。
关键词 汽轮机 叶片 动应力 谐响应分析法 模态叠加法 振型
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高转速工业汽轮机低压级组长扭叶片气动设计与分析 被引量:4
12
作者 隋永枫 初鹏 +3 位作者 蓝吉兵 马晓飞 潘慧斌 王永欣 《汽轮机技术》 北大核心 2020年第3期170-172,230,共4页
为了提高工业汽轮机效率,实现节能减排和降低加工制造成本,对高转速工业汽轮机低压级组进行气动设计,并对其进行三维气动分析。完成了低压级组的一维设计、二维气动设计和叶型设计:动叶转速为6600r/min,进口总压为200kPa、进口总焓为268... 为了提高工业汽轮机效率,实现节能减排和降低加工制造成本,对高转速工业汽轮机低压级组进行气动设计,并对其进行三维气动分析。完成了低压级组的一维设计、二维气动设计和叶型设计:动叶转速为6600r/min,进口总压为200kPa、进口总焓为2684.2kJ/kg、背压为7kPa下的流量为51.2t/h,总总效率为92.4%,总静效率为88.6%,达到设计要求。末级动叶的径高比为2.68,降低了转子的尺寸。三维流场分析显示:低压级组载荷分布均匀,级间匹配合理,气动性能良好;气动参数沿叶高分布均匀,叶片沿叶高具有良好的攻角特性。 展开更多
关键词 工业汽轮机 低压级组长扭叶片 气动设计 气动分析
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工业汽轮机大型排汽缸气动分析与结构优化 被引量:4
13
作者 马晓飞 刘盼年 +2 位作者 杨雄民 张军辉 冯照和 《汽轮机技术》 北大核心 2021年第1期11-14,共4页
为了改善工业汽轮机排汽缸气动性能,降低流动损失,采用数值模拟方法对一种大型工业汽轮机排汽缸的气动特性与流场结构进行了计算与分析。揭示了造成工业汽轮机排汽缸气动损失的重要方面,同时提出了针对排汽缸重要结构参数的多种优化方案... 为了改善工业汽轮机排汽缸气动性能,降低流动损失,采用数值模拟方法对一种大型工业汽轮机排汽缸的气动特性与流场结构进行了计算与分析。揭示了造成工业汽轮机排汽缸气动损失的重要方面,同时提出了针对排汽缸重要结构参数的多种优化方案,并进行详细计算与分析。针对每种优化方案,阐明了优化机理与工业汽轮机排汽缸本身的优化局限性。研究结果表明:对工业汽轮机排汽缸的重要结构参数优化可以显著提高排汽缸的气动性能,改善流场。 展开更多
关键词 工业汽轮机大型排汽缸 气动性能 结构优化 数值模拟
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汽轮机空心静叶缝隙抽吸性能研究 被引量:3
14
作者 王新军 廖高良 +3 位作者 朱鼎 姚金玲 白晓伟 王展翅 《汽轮机技术》 北大核心 2012年第3期195-197,214,共4页
采用Fluent软件对某600MW汽轮机末级空心静叶栅内的蒸汽流场与缝隙抽吸性能进行了三维数值计算,讨论了缝隙结构参数对抽吸性能的影响。结果表明:随着缝隙位置从叶片前缘向尾缘的移动,静叶背弧上缝隙的抽汽量急剧减少;内弧上缝隙的抽汽... 采用Fluent软件对某600MW汽轮机末级空心静叶栅内的蒸汽流场与缝隙抽吸性能进行了三维数值计算,讨论了缝隙结构参数对抽吸性能的影响。结果表明:随着缝隙位置从叶片前缘向尾缘的移动,静叶背弧上缝隙的抽汽量急剧减少;内弧上缝隙的抽汽量先略微增大后减小,在缝隙相对位置ψ=0.723 4时达到最大值;随着缝隙角度的增大,缝隙抽汽量先增大后减小,在缝隙角度α=45°时达到最大值,约占叶栅通道总蒸汽量的1.8%;随着缝隙宽度的增加,缝隙抽汽量先减小后增大,在缝隙宽度为2mm时达到最小;缝隙抽吸能力与缝隙出口处的腔室大小、空腔内形成的涡核位置和涡半径以及抽吸工质的流线的长短有关。 展开更多
关键词 空心静叶 蒸汽流场 缝隙抽吸 数值计算
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10MW工业汽轮机速关阀与调阀内流动和噪声计算分析 被引量:4
15
作者 朱子奇 何大江 《机电工程》 CAS 2016年第6期709-712,717,共5页
针对改进进汽段的设计、提高机组经济性、降低机组噪声的目的,用数值方法研究了10 MW给水泵汽轮机组速关阀和调阀系统的全开工况下的流动和噪声。求解了全三维N-S方程和k-ε湍流模型得到进汽系统内部的稳态流场,从流场的速度分布云图、... 针对改进进汽段的设计、提高机组经济性、降低机组噪声的目的,用数值方法研究了10 MW给水泵汽轮机组速关阀和调阀系统的全开工况下的流动和噪声。求解了全三维N-S方程和k-ε湍流模型得到进汽系统内部的稳态流场,从流场的速度分布云图、湍动能分布云图和涡量分布云图出发,分析了压力损失产生的原因,将瞬态分析得到的流体边界压力随时间的脉动通过傅里叶变换,转换成频域下的声压值,得到进汽系统内各个壁面的二级子噪声源的分布云图,并分析了调阀喉部处各频率下的声压大小。研究结果表明,进汽系统内的总压损达6.06%,其中速关阀部分产生的压损为1.98%,调阀部分产生的压损为4.08%,调阀喉部及折弯处为气动噪声辐射的主要位置,噪声辐射能量最大的频率为30 Hz。 展开更多
关键词 工业汽轮机 喷嘴调节 调阀 流场 噪声
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基于因特网的工业汽轮机选型和报价系统 被引量:1
16
作者 顾新建 祁国宁 +2 位作者 胡蓉 杨志雄 黄哲人 《计算机集成制造系统-CIMS》 EI CSCD 北大核心 2002年第5期382-386,共5页
基于因特网的工业汽轮机选型和报价系统是建立在工业汽轮机的积木块设计原理基础上 ,利用该系统可以分别按功能和结构进行工业汽轮机的选型设计 。
关键词 因特网 工业汽轮机 选型 报价系统
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大型乙烯装置裂解气压缩机用汽轮机的研究开发设计 被引量:4
17
作者 严建华 孔建强 +1 位作者 陈金铨 杨雄民 《汽轮机技术》 北大核心 2002年第1期1-4,共4页
介绍了与沈阳鼓风机厂研制的裂解气压缩机配套的大型乙烯装置改造项目驱动裂解气压缩机用汽轮机的热力和强度、调节系统、汽轮机结构。
关键词 乙烯装置 裂解气压缩机组 工业汽轮机 研究设计
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1000MW火电机组锅炉给水泵汽轮机两种通流设计分析 被引量:3
18
作者 孔建强 李健生 马晓飞 《汽轮机技术》 北大核心 2012年第6期408-411,共4页
汽轮机按工作原理区分有冲动式和反动式两种型式,介绍应用于1 000MW等级火电机组配套的半容量锅炉给水泵汽轮机基于冲动式和反动式两种设计理念衍生出的不同产品,并以实际工程项目为例,分析对比其通流设计、主要性能、配置特点及目前的... 汽轮机按工作原理区分有冲动式和反动式两种型式,介绍应用于1 000MW等级火电机组配套的半容量锅炉给水泵汽轮机基于冲动式和反动式两种设计理念衍生出的不同产品,并以实际工程项目为例,分析对比其通流设计、主要性能、配置特点及目前的应用情况,对两种方案热效率、控制策略、叶片强度和安全等方面的技术特点进行讨论和分析。 展开更多
关键词 锅炉给水泵汽轮机 通流设计 冲动式 反动式
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汽轮机启动时汽缸偏差产生原因及对机组影响分析 被引量:2
19
作者 周立明 陈峰 +2 位作者 张科 张军辉 冯照和 《汽轮机技术》 北大核心 2015年第2期145-147,共3页
通过对作用在汽轮机上的管道力和汽缸上存在的温差分析,说明了温差是引起汽缸左右偏差的主要原因。根据汽轮机滑销系统的设置特点,验证了该偏差值对机组静体部分的中心偏移量影响是有限的,不会导致机组的动静擦碰。得出了机组启动时,不... 通过对作用在汽轮机上的管道力和汽缸上存在的温差分析,说明了温差是引起汽缸左右偏差的主要原因。根据汽轮机滑销系统的设置特点,验证了该偏差值对机组静体部分的中心偏移量影响是有限的,不会导致机组的动静擦碰。得出了机组启动时,不能以汽缸左右偏差值的大小作为评判停机依据的结论。 展开更多
关键词 汽缸 偏差 管道应力 温差
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G25汽轮机转子的国产化设计与制造 被引量:1
20
作者 方寅 严建敏 毛汉忠 《机电工程》 CAS 2002年第2期52-56,共5页
结合G2 5汽轮机转子的一些原始数据和要求 ,进行转子的研究和国产化设计制造。论述了设计备用转子考虑的主要因素和重要零部件的计算确定 ,综述了备用转子加工和装配过程中的难点攻关情况。备用转子运行一年的实绩表明 ,不仅转子的国产... 结合G2 5汽轮机转子的一些原始数据和要求 ,进行转子的研究和国产化设计制造。论述了设计备用转子考虑的主要因素和重要零部件的计算确定 ,综述了备用转子加工和装配过程中的难点攻关情况。备用转子运行一年的实绩表明 ,不仅转子的国产化改造很成功 。 展开更多
关键词 G25型 汽轮机 转子 国产化 设计 制造
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