[发明专利]一种汽轮机管道在线应力计算方法、电子设备及存储介质

说明书

一种汽轮机管道在线应力计算方法、电子设备及存储介质，属于汽轮机管道的应力计算技术领域。为解决汽轮机管道的应力实时计算及其便捷配置的问题。本发明提取汽轮机管道数据，构建汽轮机管道的空间梁单元有限元模型，采集汽轮机的现场运行数据，采集汽轮机的汽缸材料数据，计算汽轮机的汽缸接口位移数据，将采集的汽轮机管道的节点位移数据输入构建的空间梁单元有限元模型，输入节点信息数据、单元信息数据，得到空间梁单元进行参数设置；对得到的空间梁单元的节点位移进行修正，添加空间梁单元的约束条件；使用feon库构建空间梁单元的质量矩阵、刚度矩阵，建立求解器进行求解，计算汽轮机管道的节点的最大正应力。本发明用于计算实时应力。

技术领域

本发明属于汽轮机管道的应力计算技术领域，具体涉及一种汽轮机管道在线应力计算方法、电子设备及存储介质。

背景技术

汽轮机管道的工作环境复杂，长期工作在高温高压的环境下，汽轮机管道的损坏会对电厂造成严重的安全事故和经济损失，所以对其应力状态的考核十分重要。近些年来汽轮机机组调峰的需求越来越大，汽轮机机组的频繁变工况和启停机，更会导致汽轮机管道应力波动变快。制造厂商的设计寿命计算仅考核了常态的冷启动和热启动，对汽轮机管道在变化工况的条件下没有进行深入的研究。现有的汽轮机管道计算方法，主要是针对产品设计过程中进行强度核算，其输入数据是汽轮机机组的稳定工况数据，不具有实时性，并且计算时间较长，不能满足电厂实时计算的迫切需求。

发明内容

本发明要解决的问题是针对汽轮机管道的应力实时计算及其便捷配置的问题，提出一种汽轮机管道在线应力计算方法、电子设备及存储介质。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种汽轮机管道在线应力计算方法，包括如下步骤：

S1、根据汽轮机管道的CAD图纸，提取汽轮机管道数据，包括汽轮机管道空间位置数据、汽轮机管道节点数据、汽轮机管道转角半径数据、汽轮机管道接口位置数据；

S2、利用步骤S1得到的汽轮机管道数据，构建汽轮机管道的空间梁单元有限元模型，设置空间梁单元有限元模型的节点信息数据格式、单元信息数据格式；

S3、采集汽轮机的现场运行数据，包括汽轮机管道测点处的节点位移数据，汽轮机的运行数据，所述汽轮机的运行数据包括汽轮机的汽缸端部位移测量数据、汽轮机的汽缸温度测量数据、汽轮机管道进汽温度数据、汽轮机管道进汽压力数据，待用；

S4、采集汽轮机的汽缸材料数据，然后计算不同温度下的汽轮机的汽缸材料的弹性模量、线膨胀系数，待用；

S5、根据步骤S3采集的汽轮机的运行数据和步骤S4得到的汽轮机的汽缸材料数据，计算汽轮机的汽缸接口位移数据；

S6、将步骤S3采集的汽轮机管道测点处的节点位移数据输入步骤S2构建的空间梁单元有限元模型，输入节点信息数据、单元信息数据，得到空间梁单元进行参数设置；

S7、对步骤S6得到的空间梁单元的节点位移进行修正，添加空间梁单元的约束条件；

S8、使用feon库构建步骤S6得到的空间梁单元的质量矩阵、刚度矩阵，建立求解器对空间梁单元有限元模型进行求解，得到汽轮机管道的节点位移、汽轮机管道的节点单元力，然后计算汽轮机管道的节点的最大正应力；

S9、重复步骤S3-S8，计算汽轮机管道的在线应力。

进一步的，步骤S1的具体实现方法为汽轮机管道空间位置从汽轮机管道的起点接口设置为原点，按顺序逐一提取汽轮机管道转角弯折点的空间坐标数据，汽轮机管道转角半径数据、汽轮机管道的内径数据和汽轮机管道的外径数据，汽轮机管道的位置坐标数据，直至汽轮机管道的终点。

进一步的，步骤S2的具体实现方法包括如下步骤：