[發(fā)明專(zhuān)利]一種內(nèi)部蒸汽冷卻的高參數(shù)汽輪機(jī)的單流高溫轉(zhuǎn)子

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811054760.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109236378A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史進(jìn)淵;鄧志成;徐佳敏;楊宇;林潤(rùn)達(dá);趙雙群
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): F01D5/08
• 分類(lèi)號(hào): F01D5/08;F01D5/06;F01D5/14;F01D5/18
• 代理公司: 上海申匯專(zhuān)利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

本發(fā)明提供了一種內(nèi)部蒸汽冷卻的高參數(shù)汽輪機(jī)的單流高溫轉(zhuǎn)子，所述高參數(shù)汽輪機(jī)是指主蒸汽溫度為660℃～740℃、功率為600MW～1400MW的汽輪機(jī)，所述單流高溫轉(zhuǎn)子采用焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，母材為奧氏體鋼；轉(zhuǎn)子焊縫位于第1級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)汽側(cè)與轉(zhuǎn)子平衡活塞之間，且靠近第1級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)汽側(cè)的一側(cè)；從鍋爐中間過(guò)熱器的集箱引取蒸汽作為單流高溫轉(zhuǎn)子的冷卻蒸汽。本發(fā)明采用鍛造與焊接性能良好的奧氏體鋼焊接轉(zhuǎn)子以及內(nèi)部蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了主蒸汽溫度為660℃～740℃的高參數(shù)汽輪機(jī)單流高溫轉(zhuǎn)子的工程應(yīng)用。采用奧氏體鋼與蒸汽冷卻結(jié)構(gòu)替代鎳基合金大型鍛件，降低了高參數(shù)汽輪機(jī)單流高溫轉(zhuǎn)子鍛造與焊接的技術(shù)難度以及造價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種內(nèi)部蒸汽冷卻的高參數(shù)汽輪機(jī)的單流高溫轉(zhuǎn)子，屬于汽輪機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

對(duì)于主蒸汽溫度為660℃～740℃、功率為600MW～1400MW的高參數(shù)汽輪機(jī)，一次再熱汽輪機(jī)的高壓轉(zhuǎn)子和二次再熱的超高壓轉(zhuǎn)子，均為單流高溫轉(zhuǎn)子。對(duì)于主蒸汽溫度為660℃～740℃的高參數(shù)汽輪機(jī)，在其單流高溫轉(zhuǎn)子上安裝第1級(jí)動(dòng)葉片至第5級(jí)動(dòng)葉片的區(qū)域，工作溫度超過(guò)650℃。鍛造與焊接性能好的奧氏體鋼的工作溫度的上限為650℃，無(wú)法在主蒸汽溫度為660℃～740℃的高參數(shù)汽輪機(jī)的單流高溫轉(zhuǎn)子上使用。

高參數(shù)汽輪機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)方案，是單流高溫轉(zhuǎn)子采用鎳基合金焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。采用鎳基合金制造高參數(shù)汽輪機(jī)的焊接單流高溫轉(zhuǎn)子，面臨兩大技術(shù)難題：一是鎳基合金大型鍛件的鍛造與焊接技術(shù)難度大，造價(jià)昂貴；二是全球鎳資源少，難以大批量制造高參數(shù)汽輪機(jī)的單流高溫轉(zhuǎn)子。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種采用內(nèi)部蒸汽冷卻的高參數(shù)汽輪機(jī)的奧氏體鋼單流高溫轉(zhuǎn)子。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種內(nèi)部蒸汽冷卻的高參數(shù)汽輪機(jī)的單流高溫轉(zhuǎn)子，所述高參數(shù)汽輪機(jī)是指主蒸汽溫度為660℃～740℃、功率為600MW～1400MW的汽輪機(jī)，其特征在于：所述單流高溫轉(zhuǎn)子采用焊接轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，母材為奧氏體鋼，焊材化學(xué)成分與母材化學(xué)成分相近；轉(zhuǎn)子焊縫位于第1級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)汽側(cè)與轉(zhuǎn)子平衡活塞之間，且靠近第1級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)汽側(cè)的一側(cè)；從鍋爐中間過(guò)熱器的集箱引取蒸汽作為單流高溫轉(zhuǎn)子的冷卻蒸汽。

優(yōu)選地，所述冷卻蒸汽的壓力高于汽輪機(jī)主蒸汽壓力，所述冷卻蒸汽的溫度為500℃～600℃。

優(yōu)選地，所述冷卻蒸汽的進(jìn)汽部位，設(shè)于第1級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)汽側(cè)與轉(zhuǎn)子平衡活塞之間，且靠近轉(zhuǎn)子平衡活塞的一側(cè)；

所述冷卻蒸汽通過(guò)均勻布置的軸向圓孔進(jìn)入焊接轉(zhuǎn)子的高溫段內(nèi)部腔室；

進(jìn)入所述高溫段內(nèi)部腔室的冷卻蒸汽，通過(guò)均勻布置的徑向圓孔流出，冷卻葉根槽和動(dòng)葉片出汽側(cè)的轉(zhuǎn)子，從而降低單流高溫轉(zhuǎn)子高溫段的工作溫度。

更優(yōu)選地，軸向圓孔直徑為10mm～50mm，沿高溫段內(nèi)部腔室圓周方向兩個(gè)軸向圓孔的圓心之間的距離大于2倍軸向圓孔直徑。

更優(yōu)選地，所述徑向圓孔直徑為5mm～30mm，在所述高溫段內(nèi)部腔室表面沿圓周方向兩個(gè)徑向圓孔的圓心之間距離大于2倍徑向圓孔直徑。

優(yōu)選地，所述汽輪機(jī)主蒸汽溫度比奧氏體鋼工作溫度每升高10℃～20℃，在單流高溫轉(zhuǎn)子上新增加1級(jí)動(dòng)葉片進(jìn)行蒸汽冷卻，同時(shí)在該動(dòng)葉片的葉根槽和動(dòng)葉片出汽側(cè)設(shè)計(jì)兩排徑向圓孔進(jìn)行蒸汽冷卻。

更優(yōu)選地，所述汽輪機(jī)主蒸汽溫度為660℃時(shí)，在單流高溫轉(zhuǎn)子的第1級(jí)動(dòng)葉片的葉根槽和動(dòng)葉片出汽側(cè)設(shè)計(jì)兩排徑向圓孔進(jìn)行蒸汽冷卻；徑向圓孔直徑為5mm～10mm；在焊接轉(zhuǎn)子高溫段內(nèi)部腔室表面沿圓周方向兩個(gè)徑向圓孔的圓心之間距離大于2倍徑向圓孔直徑。