摘要：针对水轮发电机组由于顶盖连接螺栓断裂而导致水淹厂房等严重事故的问题,建立了某电站实际顶盖及螺栓的模型并进行有限元分析.基于ANSYS,采用有限单元法求解静力学基本方程,计算得到各种工况下螺栓的应力分布;研究了某混流式水轮机顶盖全部螺栓正常工作时的强度,对部分螺栓断裂后剩余螺栓的强度进行了分析,对比了螺栓在断裂数量为1,2,4,8根以及断裂位置为90°对称分布、邻近分布、180°分布时的应力情况.计算结果表明:部分螺栓断裂后,由于偏载和突变,其余螺栓的最大应力值都会升高;螺栓断裂个数越多,断裂螺栓的分布位置越邻近,则其余螺栓强度越不足.当断裂螺栓数量为4根且处于邻近分布位置时,剩余螺栓的最大应力为744.03MPa,十分接近螺栓材料的极限容许应力744MPa;当断裂螺栓处于邻近分布位置且数量达到8根时,剩余螺栓的最大应力达776.21MPa,增幅达19.69%,已远远超过材料极限容许应力,威胁电站安全运行.

关键词：水轮机 顶盖螺栓 断裂分布 应力 强度分析 

单位：河海大学能源与电气学院; 江苏南京211100; 国网河南省电力公司新乡供电公司; 河南新乡453002; 国网新源控股有限公司富春江水力发电厂; 浙江桐庐311504