[發明專利]一種內部蒸汽冷卻的高參數汽輪機的雙流高溫轉子

在審

• 申請號: 201811054789.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109236379A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 史進淵;徐佳敏;楊宇;鄧志成;林潤達;趙雙群
• 申請（專利權）人: 上海發電設備成套設計研究院有限責任公司
• 主分類號: F01D5/08
• 分類號: F01D5/08;F01D5/06;F01D5/14;F01D5/18
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

本發明提供了一種內部蒸汽冷卻的高參數汽輪機的雙流高溫轉子，所述高參數汽輪機是指再熱蒸汽溫度為680℃～760℃、功率為600MW～1400MW的汽輪機，所述雙流高溫轉子采用焊接轉子結構，母材為奧氏體鋼，焊材化學成分與母材化學成分相近；轉子焊縫位于兩個雙流第1級動葉片進汽側之間，且靠近左側第1級動葉片的進汽側；取前面一個汽缸的排汽或抽汽作為所述雙流高溫轉子的冷卻蒸汽。本發明對高參數汽輪機雙流高溫轉子，采用鍛造與焊接性能良好奧氏體鋼焊接轉子的內部蒸汽冷卻結構，實現了的工程應用。采用奧氏體鋼鍛件與蒸汽冷卻結構替代鎳基合金大型鍛件，降低了700℃等級汽輪機雙流高溫轉子鍛造與焊接的技術難度與造價。

技術領域

本發明涉及一種內部蒸汽冷卻的高參數汽輪機的雙流高溫轉子，屬于汽輪機技術領域。

背景技術

對于再熱蒸汽溫度為680℃～760℃、功率為600MW～1400MW的高參數汽輪機，一次再熱汽輪機的中壓轉子、二次再熱汽輪機的高壓轉子與中壓轉子，均為雙流高溫轉子。

對于再熱蒸汽溫度為680℃～760℃的高參數汽輪機，在其雙流高溫轉子上安裝第1級動葉片至第6級動葉片的區域，工作溫度超過650℃。鍛造與焊接性能好的奧氏體鋼的工作溫度的上限為650℃，無法在再熱蒸汽溫度為680℃～760℃的高參數汽輪機的雙流高溫轉子上使用。

高參數汽輪機的現有技術方案，是雙流高溫轉子采用鎳基合金焊接轉子結構。采用鎳基合金制造高參數汽輪機的雙流高溫焊接轉子，面臨兩大技術難題：一是鎳基合金大型鍛件的鍛造與焊接技術難度大，二是造價昂貴。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種采用內部蒸汽冷卻的高參數汽輪機的奧氏體鋼雙流高溫轉子。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種內部蒸汽冷卻的高參數汽輪機的雙流高溫轉子，所述高參數汽輪機是指再熱蒸汽溫度為680℃～760℃、功率為600MW～1400MW的汽輪機，其特征在于：所述雙流高溫轉子采用焊接轉子結構，母材為奧氏體鋼，焊材化學成分與母材化學成分相近；轉子焊縫位于兩個雙流第1級動葉片進汽側之間，且靠近左側第1級動葉片的進汽側；取前面一個汽缸的排汽或抽汽作為雙流高溫轉子的冷卻蒸汽。

優選地，所述汽輪機雙流高溫轉子為一次再熱的中壓雙流高溫轉子，或二次再熱的高壓雙流高溫轉子與中壓雙流高溫轉子。

優選地，所述對于一次再熱汽輪機，中壓雙流高溫轉子的冷卻蒸汽取自高壓缸的排汽或抽汽；

對于二次再熱汽輪機，高壓雙流高溫轉子的冷卻蒸汽取自超高壓缸的排汽或抽汽，中壓雙流高溫轉子的冷卻蒸汽取自高壓缸的排汽或抽汽。

優選地，所述冷卻蒸汽通過中壓汽輪機進口的導流錐和進汽管道，進入導流錐與兩個雙流第1級動葉片進汽側之間的空間。

優選地，所述冷卻蒸汽的進汽部位，設計在兩個雙流第1級動葉片進汽側之間，且靠近右側第1級動葉片的進汽側；

冷卻蒸汽通過均勻布置的軸向圓孔進入焊接轉子的高溫段內部腔室，

進入所述高溫段內部腔室的冷卻蒸汽，通過均勻布置的徑向圓孔流出，冷卻葉根槽和動葉片出汽側轉子，以降低雙流高溫轉子高溫段的工作溫度。

更優選地，所述軸向圓孔直徑D為10mm～60mm，沿圓周方向兩個軸向圓孔的圓心之間的距離大于2D；

所述徑向圓孔直徑d為5mm～35mm，在所述高溫段內腔室表面沿圓周方向兩個徑向圓孔的圓心之間的距離大于2d。

優選地，汽輪機再熱蒸汽溫度比奧氏體鋼工作溫度每升高10℃～20℃，在雙流高溫轉子上新增加1級動葉片進行蒸汽冷卻，并在該動葉片的葉根槽和動葉片出汽側設計四排徑向圓孔進行蒸汽冷卻。