60MJ飞轮储能系统转子芯轴结构设计

被引：13

作者：

汪勇 ^{[1
]}

戴兴建 ^{[1
]}

李振智 ^{[2
]}

机构：

[1] 清华大学工程物理系

[2] 中国石化中原石油工程有限公司

来源：

储能科学与技术 | 2016年 / 5卷 / 04期

关键词：

飞轮储能系统; 合金钢; 无键连接; 有限元分析;

D O I：

暂无

中图分类号：

TH133.7 [飞轮]; TK02 [蓄能技术];

学科分类号：

080707 [能源环境工程]; 082805 [农业机械化与装备工程];

摘要：

研究设计额定转速为2700 r/min、储能量为60 MJ的合金钢飞轮,以实现石油钻机动力系统飞轮单机MW级输出功率。飞轮材料为35Cr Mo A合金钢,采用"H"形变截面,直径1600 mm,厚380 mm,质量4000 kg。芯轴与轮毂局部过盈配合,采用圆柱销传递飞轮与芯轴之间的扭矩。有限元计算表明,轮辐内厚外薄,实现近似等强度设计;轮缘加厚,调整质量分布,实现大转动惯量;底部圆柱销传递扭矩,局部应力比键连接优化。飞轮轴系具备2.5倍应力安全系数,额定转速下最大应力小于500 MPa。2016年3月飞轮设备调试成功,实现150～200 k W充电、500～1000 k W放电功能,储能密度4.17 W·h/kg,比功率250 W/kg,标志着我国具备了单机WM级飞轮储能设备研制能力。

引用

页码：503 / 508

页数：6

共 10 条

[1]

高速列车车轴钢超长寿命疲劳可靠性及强度改善方法 [D].