"超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统及应用"成果来源于国家自然科学基金3个面上项目、黑龙江省自然科学基金重点和面上项目2项以及4个横向项目。基于上述研究项目，针对如下研究内容开展技术研发工作：滑动轴承动力学特性计算与分析；密封系统动力学特性计算与分析；模型转子-轴承系统动力学特性计算与分析；模型转子-密封系统动力学特性计算与分析；模型转子-轴承-密封系统动力学特性计算与分析；大型汽轮发电机组轴系动力学特性计算与分析；超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计方法；超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统。 在上述研究内容的基础上，针对超超临界汽轮发电机组高蒸汽参数等极端条件下的轴系动力学设计难题，研发了"超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统"，主要创新点如下：研发了国内首套 "超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统"， 该系统包括高温高压苛刻条件下的静态特性、轴承特性、密封特性、扭转特性和动态特性计算分析模块；提出了迷宫密封和刷式密封结构的密封力求解方法，发明了适用于超超临界汽轮发电机组轴系的迷宫密封和刷式密封复合密封结构，有利于抑制轴系气流激振；提出了N+1超超临界汽轮发电机组轴系载荷分布、扭振计算和多种轴瓦滑动轴承的非线性油膜力直接求解原理和方法，解决了超超临界汽轮发电机组具有高温高压、高维和非线性特征的轴系动力学设计难题。 "超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统"应用了转子动力学、非线性动力学和流体动力润滑理论等多学科理论与方法，基于项目组多年来研究成果积累，研发了超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计的静态特性计算分析求解器、轴承特性计算分析求解器、密封特性计算分析求解器、扭转特性计算分析求解器、动态特性计算分析求解器；在此基础上研发了"超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统"，"设计系统"是一套功能全面、计算分析能力强大、人机交互界面的超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计、计算分析设计平台，设计系统包括："总体架构设计、建模模块、静态分析模块、轴承分析模块、密封分析模块、扭转分析模块、动态分析模块、辅助分析模块"等，经过"设计系统"本身集成测试和实际机组计算与测试验证环节，集成了一套"超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统"。"设计系统"研发成功将为我国超超临界汽轮发电机组等轴系动力学设计提供强大的设计及技术支撑，填补了国内在这一领域专业设计系统的空白。"超超临界汽轮发电机组轴系动力学设计系统及应用"成果已在"哈尔滨汽轮机厂有限责任公司、广州电网公司电力科学研究院、中船重工第703所"的超超临界汽轮发电机组等轴系动力学设计、现场安装调试和故障处理中，提高了企业和用户单位的汽轮机设计效率、设计水平和市场竞争力，成果应用取得了显著的经济和社会效益。设计系统"能够满足我国超超临界汽轮机机组等轴系动力学设计及实际机组工程设计的需求，"设计系统"必将对提高大型旋转机械相关制造企业、科研机构的设计水平及研发能力起到重要作用。"设计系统"的研制成功对于推动我国电力工业的跨越式发展，提高汽轮机组运行的稳定性、安全性、可靠性具有重要的现实意义和工程实用价值。

哈尔滨工业大学

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