燃气轮机气体燃料控制阀阀壳结构强度分析与改进

作     者：王建业 史进渊 朱志劼 范雪飞 WANG Jianye;SHI Jinyuan;ZHU Zhijie;FAN Xuefei

作者机构：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 

出 版 物：《热能动力工程》 (Journal of Engineering for Thermal Energy and Power)

年 卷 期：2025年第40卷第1期

页      面：27-33,93页

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家科技重大专项(J2019-V-0014-0109) 

主　　题：燃气轮机 气体燃料控制阀阀壳 结构强度 有限元分析 

摘      要：为保障自主设计的燃气轮机气体燃料控制阀阀壳结构强度满足要求,以DN80气体燃料控制阀阀壳为研究对象,采用弹性应力分析方法通过有限元分析技术,研究了气体燃料控制阀阀壳在燃气轮机稳态和瞬态工况下的温度场及应力场分布,并根据塑性设计准则对其进行强度校核。研究表明:阀壳在燃气轮机稳态额定负荷工况、阀壳设计工况、阀壳水压试验工况和燃气轮机停机工况下强度设计合格;在燃气轮机热态起动工况、温态起动工况和冷态起动工况下应力比分别为1.86,2.00和1.51,均大于校核判据值1.5,强度安全裕度不足;通过结构优化改进,将阀壳出口凸台下圆角部位的圆角由0.5 mm增大到2 mm,阀壳在燃气轮机瞬态变工况下的应力水平显著降低,提高了结构强度安全余量。