[发明专利]转子、蒸汽涡轮及用于生产转子的方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及蒸汽涡轮，并且更具体地，涉及具有焊接的转子轴的超临界蒸汽涡轮。

背景技术

典型蒸汽涡轮设备可装备有高压蒸汽涡轮、中压蒸汽涡轮和低压蒸汽涡轮。每个蒸汽涡轮由用于该特别涡轮的、适合于承受操作状态、压力、温度、流动速率等的材料形成。

最近，设计了针对较大容量和较高效率的蒸汽涡轮设备设计，其包括在一定压力和温度范围内操作的蒸汽涡轮。设计包括高-低压力集成、高-中-低压力集成和中-低压力集成的蒸汽涡轮转子，其集成为一件，并且使用用于每个蒸汽涡轮的相同金属材料。通常，使用金属，由此增加涡轮的总成本，该金属能够在用于该涡轮的最高操作状态下执行。

蒸汽涡轮常规地包括转子和壳体外套。转子包括可旋转地安装的涡轮轴，其包括叶片。当加热且加压的蒸汽流动穿过壳体外套与转子之间的流动空间时，由于能量从蒸汽传递到转子，故涡轮轴处于旋转。转子（并且特别地，转子轴）通常由涡轮的金属块形成。因此，形成转子的金属显著地有助于涡轮的成本。如果转子由高成本的高温金属形成，则成本甚至会进一步增加。

因此，将合乎需要的是，提供蒸汽涡轮转子，其由比现有技术中已知用于蒸汽涡轮转子构造的材料较不耐高温的材料形成。

发明内容

根据本公开的示例性实施例，公开一种转子，其包括具有轴高压区段和轴中间压区段的转子，该轴高压区段具有第一端部和第二端部，该轴中间压区段连结于轴高压区段的第二端部。高压区段包括第一高压区段、第二高压区段和第三高压区段，第二高压区段连结于第一压力区段，第三高压区段连结于第二高压区段。轴中间压区段包括第一中间压区段和第二中间压区段，第二中间压区段连结于第一中间压区段。第二高压区段的至少一部分由高铬合金钢形成，该高铬合金钢包括0.1wt%到1.2wt%的Mn、高达1.5wt%的Ni、8.0wt%到15.0wt%的Cr、高达4.0wt%的Co、0.5wt%到3.0wt%的Mo、0.05wt%到1.0wt%的V、0.02wt%到0.5wt%的Cb、0.005wt%到0.15wt%的N、高达0.04wt%的B、高达3.0wt%的W以及余量的Fe和附带的杂质。

根据本公开的另一个示例性实施例，公开一种超临界蒸汽涡轮，其包括转子。转子包括轴高压区段和轴中间压区段，该轴高压区段具有第一端部和第二端部，该轴中间压区段连结于轴高压区段的第二端部。高压区段包括第一高压区段、第二高压区段和第三高压区段，第二高压区段连结于第一压力区段，第三高压区段连结于第二高压区段。轴中间压区段包括第一中间压区段和第二中间压区段，第二中间压区段连结于第一中间压区段。第二高压区段的至少一部分由高铬合金钢形成，该高铬合金钢包括0.1wt%到1.2wt%的Mn、高达1.5wt%的Ni、8.0wt%到15.0wt%的Cr、高达4.0wt%的Co、0.5wt%到3.0wt%的Mo、0.05wt%到1.0wt%的V、0.02wt%到0.5wt%的Cb、0.005wt%到0.15wt%的N、高达0.04wt%的B、高达3.0wt%的W以及余量的Fe和附带的杂质。

根据本公开的另一个示例性实施例，公开一种制造转子的方法，其包括提供第一高压区段、第二高压区段和第三高压区段，和连结第一高压区段、第二高压区段和第三高压区段以形成轴高压转子区段。该方法进一步包括提供第一中间压区段和第二中间压区段，和连结第一中间压区段和第二中间压区段以形成轴中间压区段。轴高压区段和轴中间压区段连结成形成转子。第二高压区段的至少一部分由高铬合金钢形成，该高铬合金钢包括0.1wt%到1.2wt%的Mn、高达1.5wt%的Ni、8.0wt%到15.0wt%的Cr、高达4.0wt%的Co、0.5wt%到3.0wt%的Mo、0.05wt%到1.0wt%的V、0.02wt%到0.5wt%的Cb、0.005wt%到0.15wt%的N、高达0.04wt%的B、高达3.0wt%的W以及余量的Fe和附带的杂质。

本发明的其它特征和优点从结合附图进行的优选实施例的下列更详细的描述将是显而易见的，该附图经由实例示出本发明的原理。

附图说明

图1是根据本公开的蒸汽涡轮的截面图。

图2是图1的部分的截面图。

图3是图1的另一部分的截面图。

图4是根据本公开的蒸汽涡轮的另一个实施例的截面图。

只要有可能，则相同的附图标记将在所有附图中用于表示相同的部件。

具体实施方式