[发明专利]电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置及其测试方法

说明书

本发明属于金属合金铸造应用技术领域，具体公开了电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，由立式支撑框架组件，及与立式支撑框架组件相配合使用的加热组件，及与立式支撑框架组件、加热组件相配合使用的旋转组件组成。本发明的电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置及其测试方法的有益效果在于：1、其整体结构设计合理，便于对汽轮机转子进行真实的高速旋转蠕变测试，对高速旋转蠕变进行结构强度和复合疲劳寿命模型验证的处理，完成寿命预测和分析，提高电站汽轮机作业的安全性；2、可对汽轮机转子的生产制作进行辅助测试分析处理。

技术领域

本发明属于金属合金铸造应用技术领域，具体涉及电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置及其测试方法。

背景技术

2016年底，我国火力发电量占比约70%，火电总装机容量比例占60%，截止到今年7月底超临界机组101台；截至2015年底，我国天然气发电装机容量已达6637万千瓦；2016年天然气发电比例将达到33%，首次超过煤电比例(预计32%)。美国页岩气革命又取得了新的阶段性成果，新能源超常规发展，局部占比过大，发电装机整体过剩，用电负荷增长趋缓，超临界火电机组参与深度调峰提上日程，在强调火电和气电高效、清洁的同时，更加注重安全、灵活性。

国家科技部863先进能源技术领域计划燃气轮机重大专项课题之一——R0110重型燃气轮机设计与研制项目于2002年10月正式立项，经过10年努力，已经取得突破性进展。2013年11月29日，R0110重型燃气轮机在中海油深圳电力有限公司完成168小时联合循环试验运行考核，截至29日10时，联合循环试验燃机累计运行209小时20分，汽机累计运行187小时57分，机组各项性能指标完全达到设计要求。

我国自主研制的R0110重型燃气轮机性能也只能算E级+（最高温度在1200˚C-1300˚C之间），落后H级燃机1代半（E级-F级-H级，H级最高可达1600˚C以上），F级燃机制造引进多年，却仍不掌握热端部件和控制系统等关键技术，更谈不上与国外同台竞争。

国内重型燃机的设计、材料、制造、工艺等方面，尤其是温度超过1400˚C以上的F级、H级等燃机和国际先进水平还有不小差距，一些设计过程中的高温结构和部件的损伤和失效机理在理论上还没有完全掌握，还无法用于对重型燃机部件的设计的指导。

自2003年我国第一捆23台重型燃气轮机联合循环电站设备国际招标项目启动以来，F级燃机在国内已有10多年的运行经验。机组设计和运行工况的差异，就会造成燃机的事故和非计划停机，如近些年来我国南方使用燃机参与电网调峰运行，事故率和寿命损耗大大超过设计值，同时由于调峰和日启停运行，复杂环境下高温低周疲劳、蠕变高温造成裂纹萌生、发展，最后形成事故。

电站高温部件存在上述问题的主要原因是叶片、转子、弯管等部件，在多轴载荷下的疲劳蠕变损伤机理还有待进一步研究，复合疲劳寿命模型验证试验还没有进行，同时多场载荷/环境作用下关键高温合金结构强度、寿命预测方法和分析还有待进行。

因此，基于上述问题，本发明提供电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置及其测试方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置及其测试方法，其整体结构设计合理，便于对汽轮机转子进行真实的高速旋转蠕变测试，对高速旋转蠕变进行结构强度和复合疲劳寿命模型验证的处理，完成寿命预测和分析，提高电站汽轮机作业的安全性。