方志阳，魏佳明，朱子奇，孙义冈，蓝吉兵，方 寅

(1.杭州汽轮机股份有限公司，浙江 杭州 310006；2.杭州汽轮动力集团有限公司，浙江 杭州 310006)

0 引 言

燃气轮机作为大型动力装置，广泛应用于发电、拖动以及其他各个工业领域[1]。燃气轮机的功率和效率随着涡轮入口温度的提高而增加，但是伴随着涡轮入口温度的提高，热端部件材料的耐热问题也随之而来。因此，必须将气体冷却技术应用到空心涡轮冷却叶片设计实践中去。

该技术是将压气机级中或者罩壳中的压缩空气作为冷却空气对燃气涡轮的热端部件进行冷却，以保证其应有的部件寿命。因此，必须配备专门的冷却管道，将压缩空气从压气机级中或者罩壳中抽出，经过外部冷凝装置，最后再输回到涡轮部件对其进行冷却[2]。目前，主流E级燃气轮机压气机出口温度高达350 ℃，且气体压力为十几个大气压。在如此高温高压的工作环境下，管道极易处于复杂的应力状态中，甚至产生裂纹，会对机组造成恶劣损坏。基于以上原因，燃气轮机冷却管道的安全及可靠性一直以来受到业主、设备厂家和设计院的高度重视。

某型E级燃气轮机机组[3]，冷却管道从压气机罩壳位置抽取压缩空气，经过外部冷凝器冷却后再回到涡轮部件进行冷却。

本文以该冷却管道为例，首先通过工程图纸统计了直管、弯管和支吊架尺寸等信息，以及管道各组件的质量，包括管道筒体、法兰等；然后采用有限元软件ANSYS建立冷却管道三维模型，并采用不同的单元模拟管道、弹簧、支架等结构，对支吊架结构进行简化，同时施加合理的边界条件，计算在安装工况及运行工况时管道的受力状况；……