国产精品视频一区二区三区无码,国产午夜精品无码,午夜天堂一区人妻,无遮挡色视频免费观看,中文字幕久热精品视频在线

摘(zhai)要：基于光熱電站熔(rong)鹽儲罐(guan)(guan)(guan)結構建立了儲罐(guan)(guan)(guan)的三維計算模(mo)型,通(tong)過載(zai)荷施(shi)加及邊界條件設置進行(xing)熱應(ying)力耦合分(fen)析,得(de)到不(bu)同斜溫層(ceng)位(wei)置儲罐(guan)(guan)(guan)的熱應(ying)力及位(wei)移(yi)分(fen)布情(qing)況。根據不(bu)同斜溫層(ceng)厚度、位(wei)置獲得(de)儲罐(guan)(guan)(guan)罐(guan)(guan)(guan)壁熱應(ying)力變化趨勢。斜溫層(ceng)厚度越(yue)大,儲罐(guan)(guan)(guan)罐(guan)(guan)(guan)壁熱應(ying)力越(yue)小。斜溫層(ceng)位(wei)置由罐(guan)(guan)(guan)底上升到罐(guan)(guan)(guan)頂,罐(guan)(guan)(guan)壁熱應(ying)力先增大后(hou)減(jian)小。這些結果不(bu)僅有助于深入(ru)了解儲罐(guan)(guan)(guan)的工作性能和安全性,還為儲罐(guan)(guan)(guan)的優化設計和改進提供了重要的理論依據和實踐指(zhi)導。

概述

當下,全球對(dui)(dui)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的需求(qiu)持續(xu)上升(sheng),然(ran)而(er)石油等(deng)不可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)資源(yuan)(yuan)(yuan)日益(yi)短缺,且全球范(fan)圍內環(huan)境污(wu)染(ran)問題(ti)愈發嚴重。為解決能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)及環(huan)境問題(ti),實現世界范(fan)圍內可(ke)(ke)持續(xu)發展,必須創新(xin)技術,發展清潔可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan),減少對(dui)(dui)環(huan)境的破壞,同時滿(man)足日益(yi)增長的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)需求(qiu)。太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)取之(zhi)不盡用之(zhi)不竭,作為可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)優(you)勢(shi)明顯,開(kai)發太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)光(guang)熱(re)(re)發電技術是高(gao)效利用可(ke)(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的絕(jue)佳途徑。然(ran)而(er)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)等(deng)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)具有明顯的波(bo)動性(xing)、間歇(xie)性(xing)、不穩定性(xing)、反調峰特性(xing)等(deng)天(tian)然(ran)屬性(xing),對(dui)(dui)電力(li)系統(tong)安(an)全穩定運行提出了巨大挑(tiao)戰,絕(jue)大部分光(guang)熱(re)(re)電站需要配置儲熱(re)(re)系統(tong)。儲能(neng)(neng)(neng)與(yu)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)發電、電力(li)系統(tong)協調優(you)化運行已成為實現雙碳目(mu)標的必由之(zhi)路。

光熱(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)增加了(le)儲(chu)(chu)熱(re)系統(tong),優(you)勢(shi)明顯。白天熱(re)量(liang)(liang)充足時(shi)進(jin)行熱(re)量(liang)(liang)的(de)存儲(chu)(chu),夜間熱(re)量(liang)(liang)不(bu)足時(shi)進(jin)行熱(re)量(liang)(liang)的(de)釋放,從而保證電(dian)(dian)(dian)(dian)網24小時(shi)不(bu)間斷調峰發電(dian)(dian)(dian)(dian)需求。熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)具備高(gao)(gao)儲(chu)(chu)熱(re)能力和高(gao)(gao)穩定性,因(yin)此在光熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)站的(de)儲(chu)(chu)熱(re)子系統(tong)中,常采用高(gao)(gao)溫(wen)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)進(jin)行儲(chu)(chu)熱(re)。作為(wei)(wei)新(xin)型(xing)儲(chu)(chu)能性光熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)站的(de)核心設備,熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)(dian)站連續穩定的(de)蓄熱(re)供氣提供保障。在構(gou)建新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力系統(tong)過程(cheng)中,熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)為(wei)(wei)解(jie)決光伏風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)等新(xin)能源間歇(xie)性問(wen)題(ti)提供重要助(zhu)力。

熔鹽儲(chu)罐(guan)為常壓(ya)設備,但(dan)是其高(gao)度已達到15余米,罐(guan)壁(bi)受(shou)到熔鹽介質的(de)(de)靜(jing)壓(ya)載荷,且在運行(xing)過程中斜(xie)溫(wen)層(ceng)(ceng)上下溫(wen)差最高(gao)達到235℃。由于斜(xie)溫(wen)層(ceng)(ceng)的(de)(de)存在,罐(guan)體面臨著劇烈的(de)(de)溫(wen)度變(bian)化所(suo)帶來的(de)(de)安全隱患,因此有(you)必要對儲(chu)罐(guan)罐(guan)壁(bi)斜(xie)溫(wen)層(ceng)(ceng)附近(jin)的(de)(de)熱應(ying)力(li)情況(kuang)進行(xing)分(fen)(fen)析。本文通(tong)過有(you)限元分(fen)(fen)析軟件(jian),采用Coupledtemp-displacement分(fen)(fen)析步(穩態計算)對模(mo)(mo)型的(de)(de)熱應(ying)力(li)進行(xing)數(shu)值模(mo)(mo)擬計算,得到儲(chu)罐(guan)罐(guan)壁(bi)熱應(ying)力(li)分(fen)(fen)布情況(kuang)并進行(xing)分(fen)(fen)析,為儲(chu)罐(guan)斜(xie)溫(wen)層(ceng)(ceng)設計提供指(zhi)導(dao),從而保障(zhang)光熱電站儲(chu)熱系統的(de)(de)安全穩定運行(xing)。

1設備參數及有限元模型

以某項目(mu)工(gong)程(cheng)實(shi)例為原型(xing)進行分析計(ji)算。熔鹽(yan)儲(chu)罐結構示(shi)意(yi)圖(tu)如圖(tu)1所(suo)示(shi)。

圖(tu)1熔鹽(yan)儲罐(guan)結構示意圖(tu)

由(you)于儲罐結構復雜(za),涉及結構多,建(jian)立三維整體模(mo)(mo)型(xing)(xing)難度較大。因(yin)此根據(ju)運行(xing)(xing)工況結構工藝,為(wei)更好(hao)地對結構進(jin)(jin)行(xing)(xing)建(jian)模(mo)(mo)分(fen)析,在不影響計算(suan)(suan)結果準(zhun)確性的前提下,盡可能(neng)簡化模(mo)(mo)型(xing)(xing),減少計算(suan)(suan)量。由(you)于熔鹽儲罐結構的對稱性,利(li)用三維軟件建(jian)立實體模(mo)(mo)型(xing)(xing)的十分(fen)之一部(bu)分(fen)進(jin)(jin)行(xing)(xing)數值模(mo)(mo)擬(ni)分(fen)析。計算(suan)(suan)模(mo)(mo)型(xing)(xing)如(ru)圖2所示。

圖2熔鹽儲罐三維計算模(mo)型

2材料物性及載荷邊界

熔鹽儲罐罐壁(bi)及罐底材(cai)(cai)(cai)料(liao)為(wei)S34779,材(cai)(cai)(cai)料(liao)標準《承壓(ya)設(she)備用(yong)不(bu)銹鋼和耐熱鋼鋼板(ban)和鋼帶》(GB/T24511-2017)。由于本次分析(xi)計(ji)算(suan)包含溫(wen)(wen)度參數(shu),故材(cai)(cai)(cai)料(liao)屬性(xing)設(she)為(wei)與溫(wen)(wen)度相關,具(ju)體材(cai)(cai)(cai)料(liao)屬性(xing)見表1[材(cai)(cai)(cai)料(liao)屬性(xing)選擇源自《壓(ya)力容器(qi)》(GB150-2011)]。

表1S34779材料屬性表

熔鹽(yan)儲罐斜溫層位置計(ji)算工況見表2。

表2計算工況

熔鹽儲罐(guan)(guan)(guan)載荷(he)及邊界(jie)施加如圖3所示。罐(guan)(guan)(guan)壁內表面(mian)(mian)施加熔鹽介質靜(jing)液壓(ya)載荷(he),模型(xing)高度(du)(du)為(wei)14m,液位高度(du)(du)12.9m,罐(guan)(guan)(guan)底面(mian)(mian)載荷(he)為(wei)0.2379MPa。初始溫(wen)度(du)(du)設置為(wei)20℃,斜溫(wen)層溫(wen)度(du)(du)載荷(he)為(wei)330~565℃,斜溫(wen)層厚度(du)(du)2m,斜溫(wen)層位置由下至上(shang)分(fen)別為(wei)0.8~2.8m及9.1~11.1m。模型(xing)坐(zuo)標(biao)(biao)為(wei)柱坐(zuo)標(biao)(biao),其中半徑方(fang)向(xiang)(xiang)R、轉角方(fang)向(xiang)(xiang)T為(wei)極坐(zuo)標(biao)(biao),豎直方(fang)向(xiang)(xiang)Z為(wei)豎坐(zuo)標(biao)(biao);模型(xing)上(shang)端施加T方(fang)向(xiang)(xiang)約(yue)(yue)束,罐(guan)(guan)(guan)底面(mian)(mian)施加Z方(fang)向(xiang)(xiang)約(yue)(yue)束,罐(guan)(guan)(guan)壁對稱(cheng)面(mian)(mian)施加T方(fang)向(xiang)(xiang)對稱(cheng)約(yue)(yue)束,罐(guan)(guan)(guan)底中心(xin)點處施加固(gu)定約(yue)(yue)束。

圖(tu)3熔鹽儲罐載荷(he)及(ji)邊(bian)界施加示意圖(tu)

3儲罐熱應力分析

通過有(you)限元分析軟件對模(mo)型進行(xing)分析得到儲罐熱應力及(ji)位移(yi)分布云圖(tu)如圖(tu)4~圖(tu)7所示。

圖4儲(chu)罐熱(re)應(ying)力分(fen)布云圖(工況1)

圖5儲罐位移分布云圖(工(gong)況1)

圖6儲罐熱應力分布云(yun)圖(工況2)

圖(tu)7儲(chu)罐位移分(fen)布云圖(tu)(工況2)

工況1斜溫層位(wei)于(yu)儲罐上部,由圖5位(wei)移分布云(yun)(yun)圖可(ke)以看(kan)出(chu),最(zui)大變形位(wei)于(yu)儲罐頂部,罐壁受溫度影響沿半徑方向(xiang)膨脹,最(zui)大變形量為(wei)(wei)159.8mm;由圖4應力(li)(li)分布云(yun)(yun)圖可(ke)以看(kan)出(chu),由于(yu)溫差(cha)存在,斜溫層下端附(fu)近熱(re)應力(li)(li)較大,最(zui)大應力(li)(li)位(wei)于(yu)模型(xing)原點(dian)處,此(ci)處受固(gu)定約(yue)束的(de)影響,最(zui)大應力(li)(li)值為(wei)(wei)300MPa。

工況2斜溫層位(wei)于(yu)(yu)儲(chu)罐下(xia)部,由(you)圖7位(wei)移分布(bu)云圖可(ke)以(yi)看出(chu),最(zui)大(da)變形(xing)(xing)位(wei)于(yu)(yu)儲(chu)罐頂(ding)部,最(zui)大(da)變形(xing)(xing)量(liang)為(wei)(wei)180mm;由(you)圖6應(ying)(ying)力分布(bu)云圖可(ke)以(yi)看出(chu),由(you)于(yu)(yu)溫差(cha)存在,且斜溫層靠近底部,斜溫層下(xia)端(duan)附近及罐壁底部熱應(ying)(ying)力較大(da),最(zui)大(da)應(ying)(ying)力位(wei)于(yu)(yu)模型原點處,此處受固定約束的影響,最(zui)大(da)應(ying)(ying)力值為(wei)(wei)297MPa。

由圖(tu)(tu)5與(yu)圖(tu)(tu)7結果對比可知(zhi),斜溫層靠近儲(chu)罐(guan)(guan)底(di)部(bu)的(de)工(gong)況,儲(chu)罐(guan)(guan)變形(xing)更(geng)大。

根據《鋼(gang)制壓(ya)力容器———分析設計標準》(JB/T4732-1995),對儲罐罐壁進行線性化(hua)及熱應力判定,結果如表3所示。

表3儲罐罐壁熱應力判定———S34779材料

由(you)表3計(ji)算結果可知,熔鹽儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)高度(du)14m,斜(xie)溫(wen)層厚度(du)2m,斜(xie)溫(wen)層溫(wen)差235℃工(gong)況(kuang)下,斜(xie)溫(wen)層分別位于儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)上部距離罐(guan)(guan)(guan)(guan)底(di)9.1m及(ji)儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)底(di)部距離罐(guan)(guan)(guan)(guan)底(di)0.8m處,儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)罐(guan)(guan)(guan)(guan)壁所受熱應(ying)力均能通過強(qiang)度(du)校核。斜(xie)溫(wen)層靠近(jin)儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)底(di)部的工(gong)況(kuang),儲罐(guan)(guan)(guan)(guan)所受熱應(ying)力更大。

為(wei)探討斜溫層厚(hou)度(du)大小對儲(chu)罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)壁的熱(re)應(ying)力(li)影響情況,對斜溫層厚(hou)度(du)分別為(wei)0.2m、0.4m、0.8m、1.4m、2m工況下(xia)儲(chu)罐(guan)(guan)進(jin)行熱(re)應(ying)力(li)耦合分析(xi)。結(jie)果(guo)如表4所示(shi)。

表4儲罐不同斜溫層厚度熱應力

圖8不同斜(xie)溫層厚度熱應力曲線

由圖8可(ke)知,斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)0.2m時,儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)斜(xie)(xie)溫(wen)層位(wei)(wei)置(zhi)所受(shou)(shou)(shou)熱(re)(re)應(ying)力(li)(li)(li)為(wei)(wei)285MPa;斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)0.4m時,儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)斜(xie)(xie)溫(wen)層位(wei)(wei)置(zhi)所受(shou)(shou)(shou)熱(re)(re)應(ying)力(li)(li)(li)為(wei)(wei)235MPa;斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)0.8m時,儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)斜(xie)(xie)溫(wen)層位(wei)(wei)置(zhi)所受(shou)(shou)(shou)熱(re)(re)應(ying)力(li)(li)(li)為(wei)(wei)165MPa;斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)1.4m時,儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)斜(xie)(xie)溫(wen)層位(wei)(wei)置(zhi)所受(shou)(shou)(shou)熱(re)(re)應(ying)力(li)(li)(li)為(wei)(wei)133MPa;斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)為(wei)(wei)2m時,儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)斜(xie)(xie)溫(wen)層位(wei)(wei)置(zhi)所受(shou)(shou)(shou)熱(re)(re)應(ying)力(li)(li)(li)為(wei)(wei)96MPa。由此可(ke)見,斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)越大,儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)壁(bi)所受(shou)(shou)(shou)熱(re)(re)應(ying)力(li)(li)(li)越小,且斜(xie)(xie)溫(wen)層位(wei)(wei)置(zhi)處的罐(guan)(guan)壁(bi)所受(shou)(shou)(shou)熱(re)(re)應(ying)力(li)(li)(li)隨著斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)的增(zeng)加呈近線性(xing)(xing)(xing)降(jiang)低。因(yin)此斜(xie)(xie)溫(wen)層越厚(hou)(hou),對于儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)的結(jie)構安全性(xing)(xing)(xing)越有(you)利。熔鹽儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)最佳(jia)斜(xie)(xie)溫(wen)層厚(hou)(hou)度(du)(du)(du)(du)的設計(ji),需(xu)綜合考慮儲(chu)(chu)罐(guan)(guan)的成本與系統整(zheng)體效率及經濟性(xing)(xing)(xing)。

除斜溫(wen)(wen)層(ceng)厚度(du)外,斜溫(wen)(wen)層(ceng)在儲罐中位(wei)置也(ye)會對儲罐罐壁(bi)(bi)的(de)熱應力(li)有一(yi)定影(ying)響。當斜溫(wen)(wen)層(ceng)厚度(du)為(wei)2m時(shi),不同(tong)位(wei)置斜溫(wen)(wen)層(ceng)對儲罐罐壁(bi)(bi)熱應力(li)影(ying)響結果如(ru)表5所示。

表5儲罐不同位置斜溫層熱應力

由(you)表5可以(yi)看到,分別選取斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)層(ceng)位(wei)置(zhi)(zhi)距離(li)罐底0.8~9.1m處,以(yi)0.5m的間隔進行數值(zhi)模擬(ni)計算,并對斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)層(ceng)位(wei)置(zhi)(zhi)儲罐罐壁所受熱應力進行對比分析。儲罐罐壁熱應力隨斜(xie)(xie)溫(wen)(wen)層(ceng)位(wei)置(zhi)(zhi)不同的變化趨勢如圖9所示。

圖(tu)9不同位(wei)置斜(xie)溫層熱應力曲線

由圖9可(ke)知,斜溫(wen)(wen)層位置(zhi)由罐(guan)(guan)底(di)上升到(dao)罐(guan)(guan)頂(ding),罐(guan)(guan)壁(bi)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)先增大(da)(da)后減小(xiao),最大(da)(da)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)的(de)斜溫(wen)(wen)層位置(zhi)在(zai)距離罐(guan)(guan)底(di)2m處(chu)附近。分析原(yuan)因為斜溫(wen)(wen)層越靠(kao)近罐(guan)(guan)底(di),所受徑(jing)向溫(wen)(wen)差引起(qi)的(de)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)與熔鹽高度方向帶來(lai)的(de)靜壓載荷之和越大(da)(da),因此儲(chu)罐(guan)(guan)底(di)部熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)值越高。另(ling)外(wai),由于儲(chu)罐(guan)(guan)壁(bi)厚(hou)由上到(dao)下逐漸(jian)加(jia)厚(hou),距離罐(guan)(guan)底(di)0.8m處(chu)的(de)斜溫(wen)(wen)層所在(zai)位置(zhi)儲(chu)罐(guan)(guan)壁(bi)厚(hou)較厚(hou),起(qi)到(dao)了強度加(jia)強的(de)作用,因此該處(chu)儲(chu)罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)壁(bi)所受熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)較小(xiao)。

在斜(xie)溫層(ceng)下(xia)邊(bian)緣(yuan)距離罐(guan)(guan)底2m、4m、6m、8m四個(ge)(ge)位置(zhi)處(chu),儲罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)壁熱應力(li)分(fen)別出現峰值。分(fen)析(xi)原因為這四個(ge)(ge)位置(zhi)分(fen)別為罐(guan)(guan)壁壁厚(hou)變化的(de)分(fen)界處(chu),斜(xie)溫層(ceng)邊(bian)緣(yuan)受網格影響會出現應力(li)波(bo)動,隨著斜(xie)溫層(ceng)位置(zhi)不斷升高(gao),熱應力(li)持續(xu)減(jian)小,直至罐(guan)(guan)頂(ding)附近,熱應力(li)逐漸減(jian)小到100MPa以下(xia)。

4結論

本文基(ji)于光熱(re)電(dian)站熔鹽儲(chu)罐結構建(jian)立(li)了(le)熔鹽儲(chu)罐的有(you)限元分析模型,通過載荷(he)施(shi)加及(ji)(ji)邊界條(tiao)件設置(zhi)進(jin)行熱(re)應(ying)力(li)耦合分析,求(qiu)解(jie)得到不同斜溫層位(wei)(wei)置(zhi)、厚(hou)度工(gong)況下的儲(chu)罐熱(re)應(ying)力(li)分布(bu)(bu)及(ji)(ji)位(wei)(wei)移分布(bu)(bu)。分布(bu)(bu)結果(guo)分析表明(ming)：

(1)對于不同斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層位置,斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層靠近(jin)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)底(di)部(bu)的(de)工(gong)況下(xia)(xia),儲(chu)(chu)罐(guan)罐(guan)壁變形更大。斜(xie)溫(wen)(wen)(wen)層厚度2m、溫(wen)(wen)(wen)差235℃工(gong)況下(xia)(xia),對熔(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)罐(guan)材(cai)料為S34779進行(xing)熱應力判定,結(jie)果顯示儲(chu)(chu)罐(guan)罐(guan)壁強度校核通過。

(2)斜溫層厚度越(yue)大(da),儲(chu)罐(guan)(guan)罐(guan)(guan)壁熱應(ying)力(li)越(yue)小(xiao)。

(3)斜(xie)溫層位(wei)置(zhi)由罐底上升到罐頂,罐壁(bi)熱應(ying)力(li)先增大(da)后減小,最大(da)熱應(ying)力(li)的斜(xie)溫層位(wei)置(zhi)在距(ju)離罐底2m處附近。

本文通過(guo)數(shu)值模擬(ni)分(fen)析光熱電站熔(rong)鹽(yan)儲(chu)罐熱應力及位移分(fen)布情況(kuang),并(bing)根據(ju)不(bu)同斜溫層厚度(du)、位置獲(huo)得(de)儲(chu)罐罐壁熱應力變化趨(qu)勢,為光熱電站熔(rong)鹽(yan)儲(chu)罐斜溫層的設計提供參考。

作者：哈爾濱汽輪機廠有(you)限責任公(gong)司：田永蘭，崔艷艷，洪增元。