[發明專利]汽輪機低壓轉子及其焊接方法

無效

• 申請號: 201210445974.1
• 申請日: 2012-11-09
• 公開（公告）號: CN102913288A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 沈紅衛;劉霞;喬尚飛;王朋;丁玉明;楊仁杰;吳令萍;方旭;霍鑫
• 申請（專利權）人: 上海電氣電站設備有限公司;上海汽輪機廠有限公司
• 主分類號: F01D5/02
• 分類號: F01D5/02;B23K9/16;B23K9/18;B23K35/30
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 劉計成

技術領域

本發明涉及汽輪機制造領域，特別涉及一種汽輪機低壓轉子及該汽輪機低壓轉子的焊接方法。

背景技術

汽輪機是將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械，來自鍋爐的蒸汽進入汽輪機后，依次經過一系列環形配置的噴嘴和動葉，將蒸汽的熱能轉化為汽輪機轉子旋轉的機械能。蒸汽在汽輪機中，以不同方式進行能量轉換，便構成了不同工作原理的汽輪機。　由轉動部分和靜止部分兩個方面組成。轉子包括主軸、葉輪、動葉和聯軸器等，靜子包括進汽部分、汽缸、隔板和靜葉柵、汽封及軸承等部件。

汽輪機轉子是汽輪機能量轉換的重要部件，現有汽輪機轉子主要為鍛造件，汽輪機轉子鍛件要求冶金質量好、材質均勻，具有高強度、高塑性、高韌性、中心脆性轉變溫度低，晶粒細小，超聲波探傷要求非常嚴格。對于重量小于100噸的轉子來講，整體鍛造難度教小。當轉子重量超過100噸，整體制造時鍛件需要大型的冶煉爐、精煉爐、鍛造、熱處理裝備，需要投入大量資金進行基本建設和大型設備研制；特大型真空熔煉爐、爐外精煉、電渣重熔、大型鋼錠澆注、大型鍛件鍛造技術和大型鍛件熱處理的工藝技術難度極高，成材率低；而且當汽輪機轉子尺寸較大時，其無損檢查的靈敏度頁容易下降，因此鍛造加工難度相對較大。

汽輪機低壓轉子位于汽輪機的低壓部分，蒸汽進入低壓部分后推動轉子和葉片做功，低壓進汽溫度一般低于400℃,半速核電溫度更低，次末級和末級葉輪處溫度約100℃左右，因此低壓部分轉子/軸要求有良好的韌性和較高的強度，因此對于大質量的低壓汽輪機轉子來說其鍛造加工難度更加的大。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種加工工藝簡單、制造周期短、生產成本低的汽輪機低壓轉子。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種汽輪機低壓轉子，該汽輪機低壓轉子由至少兩個轉子鍛件分段組成，相鄰兩個轉子鍛件分段之間焊接。

優選地，所述轉子鍛件的組分按重量百分比包括：C：≤0.35、Si：≤0.35、Mn：0.15～0.90、Mo：0.25～0.95、Cr：1.50～2.40、Ni：1.00～3.75、V：≤0.15、P：≤0.015、S：≤0.015，其余為Fe。

優選地，所述相鄰兩個轉子鍛件分段之間通過1.0%Ni、2.25%Cr-Mo、12%Cr-1Ni-Mo或2.5%Ni合金鋼焊絲進行焊接。

優選地，所述汽輪機低壓轉子為火電汽輪機低壓轉子或核電汽輪機低壓轉子。

本發明還公開了一種上述汽輪機低壓轉子的焊接方法，其包括如下步驟：

1）在鍛造好的各轉子鍛件分段上加工焊接坡口；

2）沿汽輪機轉子軸向方向，將各轉子鍛件分段依次疊放在一水平轉臺上，在相鄰兩個轉子鍛件分段連接處設置氬弧焊焊槍，通過水平轉臺帶動各轉子鍛件分段旋轉，同時由氬弧焊焊槍對相鄰轉子鍛件分段進行焊接，使各轉子鍛件分段焊接為一整體轉子結構；

3）采用熱處理爐進行熱處理。

優選地，步驟2）完成后，將焊接的整體轉子結構進行翻轉，將其兩端支撐在滾輪支架上，并在各轉子鍛件分段焊接處設置相應的埋弧焊，通過驅動裝置帶動該整體轉子結構旋轉，同時由埋弧焊對相鄰兩個轉子鍛件分段之間的焊縫進行再次焊接。

優選地，步驟3）中熱處理溫度為500℃-680℃。

如上所述，本發明的汽輪機低壓轉子及其焊接方法具有以下有益效果：該汽輪機低壓轉子由至少兩個轉子鍛件分段焊接而成，各轉子鍛件分段體積相當較小，重量較輕，因此不需要價格昂貴的特大型熔煉設備、爐外精煉設備、大型鍛造設備和熱處理設備，可以有效降低汽輪機轉子降低制造成本。由于各轉子鍛件分段重量和尺寸較小，其制造和熱處理后材料內在組織易保證、組織均勻，內在質量無損檢測可靠性高，轉子質量易于保證。如果某一轉子鍛件分段出現質量問題，可以只更換存在質量問題的轉子鍛件分段，轉子的維修周期短，維修成本低。再有，這種焊接轉子選材靈活，可以根據設計要求，在不同部位采用強度等級和/或材料性能不同的材料組合，充分發揮不同性能的材料，節約貴重金屬。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例的結構示意圖。

圖2為本發明第二實施例的結構示意圖。

圖3為本發明第三實施例的結構示意圖。

圖4為各轉子鍛件分段在水平轉臺上焊接時的結構示意圖。

圖5為汽輪機低壓轉子在滾輪支架上焊接時的結構示意圖。

圖6為低壓焊接轉子進行熱處理時的結構示意圖。