[發明專利]電站汽輪機轉子的高速旋轉蠕變測試裝置及其測試方法

在審

• 申請號: 202110583244.7
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113188922A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 朱鑫濤;朱德本;朱玉棠;吳子寧
• 申請（專利權）人: 泰州市金鷹精密鑄造有限公司
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

本發明屬于金屬合金鑄造應用技術領域，具體公開了電站汽輪機轉子的高速旋轉蠕變測試裝置，由立式支撐框架組件，及與立式支撐框架組件相配合使用的加熱組件，及與立式支撐框架組件、加熱組件相配合使用的旋轉組件組成。本發明的電站汽輪機轉子的高速旋轉蠕變測試裝置及其測試方法的有益效果在于：1、其整體結構設計合理，便于對汽輪機轉子進行真實的高速旋轉蠕變測試，對高速旋轉蠕變進行結構強度和復合疲勞壽命模型驗證的處理，完成壽命預測和分析，提高電站汽輪機作業的安全性；2、可對汽輪機轉子的生產制作進行輔助測試分析處理。

技術領域

本發明屬于金屬合金鑄造應用技術領域，具體涉及電站汽輪機轉子的高速旋轉蠕變測試裝置及其測試方法。

背景技術

2016年底，我國火力發電量占比約70%，火電總裝機容量比例占60%，截止到今年7月底超臨界機組101臺；截至2015年底，我國天然氣發電裝機容量已達6637萬千瓦；2016年天然氣發電比例將達到33%，首次超過煤電比例(預計32%)。美國頁巖氣革命又取得了新的階段性成果，新能源超常規發展，局部占比過大，發電裝機整體過剩，用電負荷增長趨緩，超臨界火電機組參與深度調峰提上日程，在強調火電和氣電高效、清潔的同時，更加注重安全、靈活性。

國家科技部863先進能源技術領域計劃燃氣輪機重大專項課題之一——R0110重型燃氣輪機設計與研制項目于2002年10月正式立項，經過10年努力，已經取得突破性進展。2013年11月29日，R0110重型燃氣輪機在中海油深圳電力有限公司完成168小時聯合循環試驗運行考核，截至29日10時，聯合循環試驗燃機累計運行209小時20分，汽機累計運行187小時57分，機組各項性能指標完全達到設計要求。

我國自主研制的R0110重型燃氣輪機性能也只能算E級+（最高溫度在1200?C-1300?C之間），落后H級燃機1代半（E級-F級-H級，H級最高可達1600?C以上），F級燃機制造引進多年，卻仍不掌握熱端部件和控制系統等關鍵技術，更談不上與國外同臺競爭。

國內重型燃機的設計、材料、制造、工藝等方面，尤其是溫度超過1400?C以上的F級、H級等燃機和國際先進水平還有不小差距，一些設計過程中的高溫結構和部件的損傷和失效機理在理論上還沒有完全掌握，還無法用于對重型燃機部件的設計的指導。

自2003年我國第一捆23臺重型燃氣輪機聯合循環電站設備國際招標項目啟動以來，F級燃機在國內已有10多年的運行經驗。機組設計和運行工況的差異，就會造成燃機的事故和非計劃停機，如近些年來我國南方使用燃機參與電網調峰運行，事故率和壽命損耗大大超過設計值，同時由于調峰和日啟停運行，復雜環境下高溫低周疲勞、蠕變高溫造成裂紋萌生、發展，最后形成事故。

電站高溫部件存在上述問題的主要原因是葉片、轉子、彎管等部件，在多軸載荷下的疲勞蠕變損傷機理還有待進一步研究，復合疲勞壽命模型驗證試驗還沒有進行，同時多場載荷/環境作用下關鍵高溫合金結構強度、壽命預測方法和分析還有待進行。

因此，基于上述問題，本發明提供電站汽輪機轉子的高速旋轉蠕變測試裝置及其測試方法。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供電站汽輪機轉子的高速旋轉蠕變測試裝置及其測試方法，其整體結構設計合理，便于對汽輪機轉子進行真實的高速旋轉蠕變測試，對高速旋轉蠕變進行結構強度和復合疲勞壽命模型驗證的處理，完成壽命預測和分析，提高電站汽輪機作業的安全性。