[發(fā)明專利]蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410387940.0
• 申請日: 2014-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN104343470A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 淺井邦夫;新井將彥;村田健一
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱日立電力系統(tǒng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F01D5/28
• 分類號(hào): F01D5/28;C22C38/48;C22C38/12
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 丁文蘊(yùn);王莉莉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，特別是涉及適合大型發(fā)電設(shè)備、和燃?xì)廨啓C(jī)的聯(lián)合發(fā)電設(shè)備所使用的蒸汽輪機(jī)的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)

通常，在蒸汽輪機(jī)中，其低壓段(例如，從低壓最終段L-0段到高壓側(cè)的L-4段)是濕蒸汽域或者干蒸汽與濕蒸汽的干濕交流區(qū)域，所以對(duì)于渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子來說，處于腐蝕環(huán)境惡劣的條件下。

一般地，考慮機(jī)械強(qiáng)度、韌性以及大型鍛造性，蒸汽輪機(jī)的低壓段轉(zhuǎn)子材料采用3.5％Ni鋼、1CrMoV鋼等的低合金鋼。由于低合金鋼的耐腐蝕性不一定高，所以在長時(shí)間使用的機(jī)械設(shè)備中，存在腐蝕介質(zhì)堆積在翼與轉(zhuǎn)子鑲嵌部的間隙，而產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂(以下，稱為SCC(Stress?Corrosion?Cracking))的情況。

另外，低壓最終段L-0段中，采用翼長長的翼(長翼)，所以在翼鑲嵌部產(chǎn)生高離心應(yīng)力。特別是，在用于聯(lián)合發(fā)電設(shè)備的情況下，存在由于伴隨起動(dòng)停止的離心應(yīng)力的變動(dòng)、反復(fù)，而使腐蝕環(huán)境中的低循環(huán)疲勞壽命(以下，稱為LCF(Low?Cycle?Fatigue)壽命)降低的情況。

作為提高蒸汽輪機(jī)中的低壓最終段L-0段所使用的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的可靠性的技術(shù)，例如有專利文獻(xiàn)1以及2所記載的技術(shù)。

專利文獻(xiàn)1(JP2001-50002A)記載了采用耐腐蝕性高的12Cr鋼作為低壓最終段L-0段的轉(zhuǎn)子材料。另外，專利文獻(xiàn)2(JP2006-307840A)記載了通過使從低壓最終段L-0段到L-2段的轉(zhuǎn)子材料的屈服強(qiáng)度越向高壓側(cè)越降低，來減少針對(duì)SCC的感受性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-50002號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2006-307840號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

如上述那樣，關(guān)于蒸汽輪機(jī)的低壓渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的現(xiàn)有的主要課題是在低壓最終段L-0段的腐蝕環(huán)境中的LCF壽命的提高、和從低壓最終段L-0段到L-4段的SCC感受性的減少。

另一方面，近年來，推進(jìn)著低壓最終段L-0段的長翼化，例如有采用3600rpm轉(zhuǎn)的翼長為1250mm以上的翼的情況。而且，伴隨低壓最終段L-0段翼的長翼化，在比低壓最終段L-0段位于高壓側(cè)的L-1段、L-2段中也推進(jìn)著長翼化。因此，在L-1段、L-2段中目前還不怎么成為問題的腐蝕環(huán)境中的LCF壽命的提高成為課題。另外，在比低壓最終段L-0段位于高壓側(cè)的L-1段和L-2段中，由于段溫度比低壓最終段L-0段高，所以SCC感受性變高，因此更需要SCC感受性的減少。

然而，上述的專利文獻(xiàn)1以及2中，關(guān)于用于實(shí)現(xiàn)比低壓最終段L-0段位于高壓側(cè)的L-1段和L-2段的SCC感受性的減少和LCF壽命的提高的雙方的適當(dāng)?shù)牟牧稀C(jī)械強(qiáng)度，沒有完全清楚地提及。

本發(fā)明是鑒于上述的點(diǎn)而完成的，其目的在于，提供能夠?qū)崿F(xiàn)包含低壓最終段L-0段以及比其位于高壓側(cè)的L-1段的段翼的SCC感受性的減少和LCF壽命的提高的雙方的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。

用于解決技術(shù)問題的方案

根據(jù)發(fā)明的一方式，提供一種蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，是通過焊接接合低壓最終段L-0段的轉(zhuǎn)子盤、和包含比該低壓最終段L-0段位于高壓側(cè)的L-1段的多段的轉(zhuǎn)子盤而形成的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，上述低壓最終段L-0段以及比該低壓最終段L-0段位于高壓側(cè)的至少L-1段的轉(zhuǎn)子盤材料是12Cr鋼，并且上述轉(zhuǎn)子盤材料的拉伸強(qiáng)度是900～1200MPa。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供實(shí)現(xiàn)包含低壓最終段L-0段以及比其位于高壓側(cè)的L-1段的段翼的SCC感受性的減少和LCF壽命的提高的雙方的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)例子的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是表示12Cr鋼中的拉伸強(qiáng)度與規(guī)格化LCF壽命的關(guān)系的圖，該規(guī)格化LCF壽命是以相同的變形范圍條件下的3.5％NiCrMoV鋼的LCF壽命進(jìn)行規(guī)格化的。

圖3是表示鋼材的拉伸強(qiáng)度與規(guī)格化局部應(yīng)力的關(guān)系的圖，該規(guī)格化局部應(yīng)力是以在低壓最終段L-0段產(chǎn)生將換算成彈性應(yīng)力的局部應(yīng)力的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子材料的局部應(yīng)力進(jìn)行規(guī)格化的。

圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的一個(gè)例子的概要結(jié)構(gòu)圖。

符號(hào)說明