Значительные термические

Исследованиями доказано, что в стержне и оболочке разность температуры при заливке металлом достигает: по толщине стержня 60°С; по ширине 250°С; по высоте - 200°С; между температурой стержня и оболочки разность составляет 300°С. Такая разность температуры в форме достаточна в ряде случаев для возникновения коробления элементов оболочковой формы (прежде всего, стержня). Таким образом, экспериментальными исследованиями установлено, что в форме при прокаливании и заливке ее металлом возникают значительные температурные перепады (Л*), являющи-

Нестационарные режимы работы, осуществляющиеся циклически в чередовании со стационарными, делают более сложными и напряженными условия работы дисков турбомалшн [13, 31, 71]. На нестационарных режимах возникают значительные температурные напряжения, связанные с большими перепадами температур по радиусу и дополнительно нагружающие диок. На стационарных режимах поле температуры и нагрузок сохраняется на постоянном, но достаточно высоком уровне, что приводит к ползучести и релаксации напряжений.

Для охлаждения газа или воды в двухконтурных схемах используют теплообменные аппараты типа „труба в трубе" и кожухотрубчатые. Аппараты типа „труба в трубе" выпускают на рабочее давление 6,4 МПа и выше и температуру охлаждаемой среды до 473 К. Аппараты просты по конструкции. Их можно эксплуатировать с высокими скоростями движения теплоносителей, но они имеют большие затраты металла на единицу поверхности теплообмена, небольшие поверхности теплопередачи, занимают значительную площадь при установке на КС. Длина труб диаметрами 25—133 мм изменяется в пределах 3—12 м. Выпускают одно- и многопоточные теплообменники с гладкими или ребристыми поверхностями теплообмена. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты для охлаждения воды или газа выпускают в основном двух типов: без компенсаторов и с компенсаторами на плавающей головке. Диаметры кожухов от 385 до 1400 мм. Рабочее давление до 6,4 МПа. Единичные поверхности аппаратов от 221 до 1090 м2. Аппараты с плавающей головкой применяют в том случае, когда имеются значительные температурные перепады между теплоносителями. В условиях КС температурные перепады между газом и водой относительно невелики, и можно использовать аппараты без компенсаторов, так как они значительно проще и дешевле. В охлаждении газа используют и оросительные аппараты. Вода, охлажденная в градирне, поступает на поверхность аппарата, выполненного в виде пучка труб, внутри которых движется газ.

напряжений в слое В, который вклеен между двумя жесткими цилиндрами А (фиг. 10.20). Предположим, что составной стержень растягивается силами Р. При исследовании методом «замораживания» стержень должен быть нагрет, и если коэффициенты температурного расширения материалов частей А и В не одинаковы (ал ^ссд), то в слое В возникнут значительные температурные напряжения. Такая же картина встречается и в задачах о телах с разного рода включениями.

мещение чувствительного элемента с последующим изменением индуктивности или емкости соответствующего датчика (рис. 5, 4). В-третьих, о количестве пассажиров можно узнать по нагрузке на оси автобуса или троллейбуса (рис. 3). Широкое распространение для измерения нагрузки или веса в настоящее время получили тен-зодатчики [4]. Но в данном случае к применению тензодатчиков надо подойти с большой осторожностью, так как тяжелые условия эксплуатации (вибрация, значительные температурные колебания, влажность) могут внести погрешности в показания приборов. Для получения большей достоверности информации наиболее рациональным решением явилось бы совмещение обоих методов в одной системе и использование того или другого метода в зависимости от изменения режима работы транспорта.

перлитной структуры (технологичных и надежных в эксплуатации) ограничивается температурой 565° С. При более высоких температурах приходится использовать аустенитные стали, которые обладают рядом недостатков, особенно заметных в отливках таких сложных крупных деталей, как корпусы паровых турбин. Аустенитные стали имеют малый коэффициент теплопроводности, значительный коэффициент линейного расширения, неудовлетворительные антифрикционные свойства. Поэтому неравномерный прогрев корпуса вызывает значительные температурные напряжения; такие же напряжения могут возникнуть при сварке деталей корпуса — в обоих случаях возможно образование трещин. В корпусах почти всегда имеются детали, скользящие друг по другу при температурных удлинениях: плохие антифрикционные свойства аустенитных сталей могут обусловить заедание скользящих деталей, что вызовет также недопустимые напряжения.

силы затяжки шпильки необходимо их располагать по возможности ближе к внутренней поверхности цилиндра. При этом приходится увеличивать высоту фланца /г, допуская иногда небольшую местную подрезку стенки (см. рис. 251). С этой же целью надо по возможности уменьшать шаг it. При увеличении ширины фланца Т величина г\ снижается. Однако при этом надо иметь в виду, что широкий фланец при пуске турбины прогревается неравномерно. В результате появляются значительные температурные напряжения, что ограничивает скорость пуска турбин. В некоторых конструкциях турбин для быстрого пуска применяется специальное устройство для прогрева фланцев (см. рис. 251).

На внутренней поверхности корпусов стопорных клапанов значительные температурные напряжения могут возникать уже на режимах пуска, предшествующих набору нагрузки. При открытии главной паровой задвижки в результате резкого повышения температуры на внутренней поверхности корпуса СК могут возникать сжимающие напряжения величиной до 350 МПа. При изменениях теплового состояния корпуса СК, связанных с подачей питательной воды в котел, на внутренней поверхности, наоборот, возникают растягивающие напряжения. Величины таких напряжений в корпусе СК турбины К-160-130 достигают 280 МПа (рис. 3.9).

ных труб. Значительные температурные напряжения возникают на ускоренных растопках и аварийных остановах. На конечном этапе растопки и на номинальном режиме значительные температурные напряжения имеют место только в зоне очков водоспускных труб. Результаты тензометрических и термометрических исследований барабанов котлов показали, что наиболее нагружена при эксплуатации внутренняя поверхность барабана. Важно отметить, что пульсации температур в зоне очков водоспускных труб (см. рис. 3.4) вызывают на внутренней поверхности барабана циклические растягивающие напряжения. Возникновение их обусловливается периодическим смыванием нагретой внутренней поверхности менее нагретой водой. При этом на начальном этапе-растопки (/? = 1,5 МПа) внутренняя поверхность нагружена

второго контура, в котором отсутствуют элементы биологической защиты и который выполнен заодно с верхней трубной доской. Это позволяет развязать центральную опускную трубу, жестко сваренную с нижней трубной доской. Подобная конструкция выходного коллектора позволяет исключить значительные температурные перекосы по его элементам [13].

Авторы считают, что ограничения по логарифмическому температурному напору, вероятно, связаны с механической прочностью теплопередающих труб на границе между уровнем натрия первого контура и газовой подушкой в межтрубном пространстве, где возможны значительные температурные пульсации в связи с колебаниями уровня теплоносителя.

Выкрашиванию способствуют растягивающие остаточные напряжения в поверхностном слое после механической обработки, трещины после химико-термической обработки и закалки, а также значительные термические напряжения, возникающие при трении вследствие неудовлетворительной смазки.

Условия работы ширмовых пароперегревателей таковы, что наряду с влиянием температуры и внутреннего давления в них возникают значительные термические напряжения при пусках котлов. В результате этого в гнутых участках пароперегревате-

Как уже было отмечено, слоистый композит при отверждении, как правило, нагревается до температуры, при которой в матрице происходит интенсивный процесс образования химических связей. В результате получается материал с малыми усадочными напряжениями или вообще без них. Однако значительные термические напряжения развиваются в композите в процессе охлаждения до нормальной эксплуата-

Основные характеристики аппаратов, используемых в настоящее время на КС, приведены в работе [15]. Расход воздуха для охлаждения приблизительно одинаковый для всех АВО. Однако аппараты „Крезо-Луар" (Франция) и „Ничимен" (Япония) оборудуют двумя вентиляторами, в этих аппаратах осуществляется более равномерный обдув поверхностей и, как следствие, количество передаваемого тепла больше. Камеры секций выполняют разъемными и неразъемными, но АВО с разъемными секциями удобнее в эксплуатации, так как позволяют проводить чистку внутренних поверхностей, на которых с течением времени образуются отложени». У многоходовых аппаратов в крышке предусматривают перегородки для обеспечения требуемого числа ходов. Максимально допустимый перепад температур одной крышки аппарата не должен превышать 100 К, так как при перегреве возникают значительные термические напряжения и может произойти разрыв.

Подсос воздуха через трещины в местах ввода в конденсатор горя чих потоков. При сбрасывании горячих потоков через трубопроводы, врезаемые в конденсатор, сварной шов, соединяющий трубопровод с корпусом конденсатора, а также прилежащие участки трубопровода и конденсатора испытывают значительные термические напряжения. Эти напряжения являются причиной появления в указанных местах большого количества трещин и, как следствие, подсоса воздуха в конденсатор. Для ликвидации указанных явлений применяют специальные устройства для сброса горячих потоков в конденсатор (рис. 17). Во избежание повреждения конденсаторных трубок выхлоп-

горизонтального разъема ЦВД и ЦСД. Вследствие этого при прогреве и пуске турбины в стенках цилиндра могут возникать значительные термические напряжения, вызываемые разностью температур внутренней и наружной поверхностей корпуса. При подаче относительно горячего пара в турбину внутренние поверхности корпуса, естественно, будут нагреваться быстрее, чем наружные. Разность температур по толщине стенки зависит от толщины стенки, от скорости прогрева, от теплопроводности металла, от качества изоляции и формы деталей. Чем больше толщина стенки, тем меньше допустимая скорость прогрева корпуса цилиндров.

риод нестационарного процесса могут возникнуть большие градиенты температуры, которые вызывают значительные термические напряжения [26], особенно опасные для термоизоляторов, обладающих повышенной хрупкостью. Эти градиенты обычно существенны в течение малого периода времени, когда возмущение начального распределения температуры в слое успевает распространиться на глубину, малую по сравнению с абсолютными значениями радиусов кривизны г\ — г± + h и г% = = г2 + h внешней поверхности слоя термоизоляции при z = h (см. рис. 3.1). Введем координату ц = h - z, отсчитываемую в глубь слоя от его внешней поверхности. Тогда вместо (3.76) получим

Значительные термические деформации барабанов вызываются иногда следующими причинами:

Многочисленные обследования паровых котлов, поврежденных межкристаллитной коррозией, показали, что чаще страдают от этой коррозии нижние барабаны двух -или многобарабанных котлов, не имеющих устройств для растопочного разогрева. При частых растопках и остановках котлов, резких изменениях нагрузки, оставлении котлов в горячем резерве в их нижних барабанах развиваются значительные термические напряжения, способствующие увеличению неплотностей в заклепочных и вальцовочных соединениях и образованию в них концентрированного раствора едкого натра при агрессивной котловой воде. У поврежденных клепаных барабанов наибольшее количество трещин обнаружено в местах сопряжения продольных и поперечных швов как в наиболее жестких соединениях. У котлов, несущих длительно устойчивую нагрузку, межкристаллитная коррозия возникает значительно реже, чем у пиковых котлов.

Значительные термические деформации барабанов вызываются иногда следующими причинами: а) неправильным распределением в них питательной воды, например при применении утопленного корыта со скосом (рис. 34), не обеспечивающим хорошего перемешивания питательной воды с котловой до ее соприкосновения со стенками барабана; б) значительными изменениями нагрузки котлов; в) периодическими подпитками котлов большими количествами относительно холодной питательной воды; г) оставлением котлов в горячем резерве без отключения их от паропроводов действующих хотлов; д) неправильными режимами растопки и расхолаживания котлов.

нием температуры пара. Возникавшие при этом частые и значительные термические напряжения вызвали со временем разрушения крепления фланцев, конструкция которых была неудовлетворительна. Как видно из рис. 58, фланцы на конце коллектора были посажены на резьбе с обваркой по воротнику. Ремонт коллекторов был произведен с установкой торцовых заглушек на электросварке.