对东方汽轮机超超临界135 MW等级一次再热机组高压筒形缸的高温蠕变特性进行了研究,利用ABAQUS软件建立了三维有限元模型,进行了稳态温度场、应力场和20万h蠕变等效应力、应变计算,分析了汽缸、红套环的蠕变强度,以及紧固件蠕变松弛对结构密封性的影响。结果表明稳态工况下,红套环样式的筒形缸整体应力水平低于材料工作温度下的屈服强度;20万h缸体关键位置的蠕变强度合格;高温蠕变引起红套环紧力下降,10万h内汽缸中分面密封性满足设计要求。

针对某超超临界1 000 MW机组红套环高压内缸进行理论建模,从材料选择和过盈量设定两个方面对高压内缸进行常规设计,然后通过有限元分析进行验证,模拟分析了启动、停机和稳定运行直至连续工作一个大修期,且高压内缸整个中分面依然能够保持一定的接触压应力。结果显示,汽缸的气密性良好,验证了方法的可靠性。

综合多年研发汽轮机的经验和当今世界超超临界汽轮机组的结构特点，设计出具有红套环式圆筒型结构的高压内缸。该种结构形式具有高效、可靠、较低转子应力等优点。运行中可以避免缸体扭曲，从而保持平稳和灵活运行。

介绍了亚临界机组采用红套环高压内缸的优点。首先从材料的选择、过盈量的设定等方面对高压内缸进行常规设计;然后用有限元法模拟高压内缸温度场,进行蠕变强度分析,模拟了从初始状态到运行200000h水平中分面的接触压力,从而判断中分面是否漏汽,以保证机组的运行效率。