机组启停时产生拉应力还是压应力？ / 开普饭

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首先了解一下热应力的概念：

当物体温度变化时，热变形受到其它物体约束或物体内部各部分之间的相互约束所产生的应力。注意此处说的是相互约束所产生的应力。

如果物体（比如汽缸）内部的温度分布的非常均匀，且能够自由变形不受约束，此时将只会产生热变形而没有热应力，若变形受到约束则会在物体内部产生热应力。但是当物体内部温度不均匀时，就算变形不受到约束也会产生热应力。

那么汽轮机在不同工况下产生的应力都是什么样的呢？

一、汽缸在不同工况下应力的变化：【汽缸、转子、汽封等PPT课件，需要即领，无需转发】

1、在汽轮机启动的时候，蒸汽先以对流换热的形式加热汽缸内壁，内壁再以热传导的方式加热汽缸外壁。此时汽缸内壁温度高于汽缸外壁温度，而汽缸内壁膨胀会受到外壁的约束（即外壁压着内壁不让其膨胀），按照上面热应力的概念来看则汽缸内壁受到的压应力，而汽缸外壁被汽缸内壁的膨胀拉伸，因此受到的是拉应力。【什么是猫爪、横销、纵销、立销....汽缸的支承、膨胀和滑销系统】

2、在汽轮机滑参数停机的时候，过程正好与启动时相反，蒸汽先以对流换热的形式冷却汽缸内壁，内壁再以热传导的方式冷却汽缸外壁。因此汽缸内壁收缩收到汽缸外壁的约束（即外壁拉着内壁不让其收缩），因此汽缸内壁受到拉应力，则汽缸外壁受到压应力。【为什么规定一般上下缸温差不能超过50℃?】

二、转子在不同工况下应力的变化：

1、汽轮机启动时，蒸汽以对流换热方式加热转子外表面，再以导热方式加热转子中心孔。这导致转子表面温度高于转子中心孔的温度，转子表面膨胀受到转子中心孔的约束，因此转子表面受到的是热压应力。而转子中心孔被转子表面的膨胀拉伸，受到拉应力。【汽轮机转子高点是哪里？怎么判断？】

2、汽轮机停机时，过程与启动相反，则转子表面受到的是拉应力，而转子中心孔受到的是压应力，具体过程参照上述描述。【机组热态启动，为什么真空要高些？】

3、机组正常运行是，转子的温度会非常均匀，转子内的热应力基本消失。

4、由于蒸汽首先接触的是转子的第一级，即调节级及中压转子的第一级附近，此时蒸汽与转子温差较大，容易产生较大的热应力使转子发生弯曲等事故，因此在汽轮机启停及正常运行中，要特别注意调节级处蒸汽温度及缸体金属温度和中压第一级处的缸体金属温度。【为什么调节级到下一级叶片比较远?】

最后记住一点：热压冷拉！！！通过上面分析可以看出，温度高的受到的是压应力，温度低的是拉应力。