单缸联合循环汽轮机整锻转子与焊接转子材料研究

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1、第57卷第3期汽轮机技术V01．57No．32015年6月TURBINETECHNOLOGYJun．2015单缸联合循环汽轮机整锻转子与焊接转子材料研究庞庆，彭建强(1哈尔滨动力科技贸易股份公司，150040；2哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046)摘要：对于功率较小的单缸联合循环汽轮机，其转子通常有两种结构，即整锻结构和焊接结构。对国内外两种结构的转子的用材、材料化学成分和力学性能以及制造工艺等进行论述，并对两种结构的用材进行了比较。由于焊接结构能够采用不同的材料拼焊而成，可以充分发挥材料的性能，因此，单缸汽轮机焊接转子材料具有更加广泛的应用前景。关键词：联合循环汽轮机

2、；高低压联合转子；焊接转子分类号：TK263．61；TK265文献标识码：A文章编号：1001—5884(2015)03-0237-04StudyonMaterialsforMock．blockRotorandWeldedRotorf0rCombinedCycleSteamTurbineinOneCasing-PANGQing．PENGJian—qiang(1HarbinPowerScienceandTechnologyTradeCompany，Harbin150040，China；2HarbinTurbineCompanyLimited，Harbin150046，China)Ab

3、stract：Forthelightdutycombinedcyclesteamturbineinonecasing，therotorgenerallyconsistsoftwostructure，i．e．mock-blockandweldedstructure。Thispaperdiscussesthematerials，chemicalcomposition，mechanicalproperties，aswellasmanufacturingprocessfortheabovementionedrotors，andmaterialcomparisonisdoneforthetw

4、otypeofrotors．Becausetheweldedrotorcanbemadebydiferentmaterialsandexerttheadvantagesofmaterialstolargerextent，hence，thematerialsforweldedrotorsaremorepromisingforthecombinedcyclesteamturbine．Keywords：combinedcyclesteamturbine；HP／LPcombinedrotor；weldedrotor钢。本文综合国内外联合循环汽轮机转子材料的发展情况，0前言分别就整锻结构和焊

5、接结构转子的选材、材料化学成分和力学性能以及制造工艺等进行讨论，并对两种结构的用材进行燃气轮机～蒸汽轮机联合循环机组具有启停速度快、效了比较。率高、温室气体排放低等优点，因此，国内外都在大力发展联合循环机组。一般来说，功率较小的联合循环汽轮机通常采1联合循环汽轮机用整锻转子材料用单缸结构，即高压、低压转子放置在一个汽缸中。对于单缸汽轮机，其转子有两种结构方式：(1)整锻结构；(2)焊接1．1材料性能结构。对于单缸汽轮机用整锻结构转子，要求转子高压部分必随着燃气轮机排气温度的不断提高，联合循环汽轮机的须具有优良的高温蠕变持久性能，而低压部分必须具有优异蒸汽参数也越来越高，目前最高蒸汽

6、温度已到达620~C。汽的室温强度和塑韧性。为了满足使得整锻转子同时具有高轮机转子材料的等级也越来越高，现在转子材料已经从低合压转子和低压转子的性能特性，国内外开发了多种材料，其金钢发展到使用温度可达620~C的新型9％一12％Cr耐热化学成分和力学性能分别如表1和表2所示。表1国内外高低压联合整锻转子材料的化学成分-6]wt％收稿日期：2015-02-26作者简介：庞庆(1981一)，男，工程师，现从事汽轮机研究及贸易工作。238汽轮机技术第57卷z．zscrNiMoVw№：：从表2可以看出，除24Cr2Ni2MoV钢外，对于低压部分来说，大多数材料的屈服强度都明显低于常规低压转

7、子材料30Cr2Ni4MoV(RD02≥760MPa)，特别是2CrMo1．5NiV，而且FATT50普遍较高。这主要是因为这些钢的合金元素含量偏低的缘故，尤其是能够显著提高材料强度和韧性的Ni元素。24Cr2Ni2MoV钢是国内开发的高低压联合整锻转子钢，其强度明显高于其它钢种，其屈服强度达到了30Cr2Ni4MoV下限值要求，而且具有良好塑韧性。图1是该钢的持久强度，从图1可以看出，该钢的持久强度位于常规高中压转子钢30CrlMolV的上限，552oC、105h持