一种超超临界汽轮机静叶环制造技术

一种超超临界汽轮机静叶环，包括一个左旋和一个右旋静叶环成为一对平行的中空的双环，每个静叶环分别均匀分布在圆周环上分别向左开口即左旋和向右开口即右旋，静叶环左旋与右旋开口为左右旋静叶环的流道面积，流道面积就是每个叶片之间的空隙；相邻叶片之间的空隙组成静叶环的流道；静叶环向左开口和向右开口的开口最大空隙相同。开口最大空隙相同。开口最大空隙相同。

【技术实现步骤摘要】
一种超超临界汽轮机静叶环


[0001]本技术涉及超超临界汽轮机(195、196系列)静叶环的结构。

技术介绍

[0002]根据欧洲高效洁净燃煤发电技术的分析和实践，百万千瓦机组的热效率比传统亚临界600MW机组提高7.7％，其中与汽轮机本体优化设计直接相关的有超超临界参数、高效率汽轮机以及排汽冷端优化设计等三个领域，热效率的提高幅度为4.4％，而600℃超超临界参数的贡献仅为其中的1/3左右。
[0003]目前我国超超临界600℃参数1000MW与亚临界600MW机组相比，各种机型的保证热耗降低了约6.6％，且1997年至今，一系列超超临界汽轮机的现场性能试验表明：不仅机组的保证热耗低于保证值，而且高中压缸的效率均达到设计值，充分验证了新型独特结构具有稳定的低损失特性。从提高效率角度，独特结构取代传统结构机型将是产品技术发展“优胜劣汰”的必然趋势。
[0004]随着国家出台“碳达峰、碳中和”行动方案、“绿色低碳循环发展”等一系列政策，对节能减排、绿色环保的重视程度不断提升，为顺应国家政策方向，现研制了超超临界汽轮机(195、196系列)静叶环。
[0005]传统结构静叶环是由若干不锈钢材质的静叶片拼装成整圈并组焊(如图3所示)而成，而超超临界汽轮机承载着远超于其他类型汽轮机的压力以及高温的蒸汽，高温高压蒸汽会对静叶环腐蚀，增加静叶环疲劳强度，降低耐磨性，致使静叶环使用寿命严重降低，且经过焊接的静叶环，自身存在焊接应力，在高温高压的汽轮机内部更容易产生变形。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本技术目的是，研制超超临界汽轮机(195、196系列)静叶环，同时设计左旋和一个右旋静叶环双叶环的静叶环；静叶环整体材质选用GH4169高温合金，解决焊接产生的应力，克服高温高压蒸汽对静叶环本体的腐蚀、疲劳以及磨损。
[0007]本技术的技术方案是，超超临界汽轮机静叶环，包括一个左旋和一个右旋静叶环成为一对平行的中空的双环，每个静叶环分别均匀分布在圆周环上分别向左开口(左旋)和向右开口(右旋)，静叶环向左开口(左旋)和向右开口的最大开口内孔径相同：静叶环左旋与右旋开口为左右旋静叶环的流道面积，流道面积就是每个叶片之间的空隙；相邻叶片之间的空隙组成静叶环的流道；静叶环向左开口和向右开口的开口最大空隙(内孔径)相同。
[0008]另设有一个防护环，内径等于中空的双环的内径，中空的双环焊接在防护环的两侧。使得左右旋静叶环宽度100
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300mm之间。所述防护环将左旋与右旋静叶环组成一整体，形成超超临界汽轮机静叶环。
[0009]如图1所示,超超临界汽轮机(195、196系列)静叶环是由一个左旋以及一个右旋静叶环组合而成，静叶环是汽轮机通流部分组成的一个关键零件，蒸汽在静叶环形成的流道
中膨胀，高温高压汽体的能量转化成动能。
[0010]超超临界汽轮机承载着远超于其他类型汽轮机的压力以及高温的蒸汽，现研制能够承受高温以及高压的整体静叶环，较同类型结构零件有着质的提升，材质选用高温合金GH4169,使零件的刚性提高30％。通过高精密五轴机床，采用低频率振动铣削技术，实现静叶环的整体铣制加工,精度以及表面光洁度提高50％。
[0011]左旋和右旋静叶环，静叶环内孔径存在配合关系。还设有一个防护环，所述防护环将左旋与右旋静叶环组成一整体，形成超超临界汽轮机静叶环。
[0012]GH4169是一种沉淀强化镍基高温合金，在
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253～650℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位，具有良好的抗疲劳、抗高温、抗氧化、耐腐蚀性能。
[0013]由于GH4169有着优异的高温强度和硬度，导致其在铣削过程中的铣削加工性较差，因此，GH4169镍基高温合金是典型的难加工材料，具体表现铣削力大、铣削温度高、刀具严重磨损和损坏、加工硬化倾向大等方面。
[0014]在普通铣削中，铣削是靠刀具与工件的相对运动来完成的。铣削和已加工表面的形成过程，本质上是工件材料收到刀具的挤压，产生弹性变形和塑性变形，使铣削与母体分离的过程。在这种刀具始终不离开铣削的普通铣削中，刀具的作用包括两个方面：一个是刀刃的作用；一个是形成刀刃刀面的作用。由于刀刃与被切物接触处局部压力很大，从而使被铣削物分离。由于铣削与刀具之间的挤压和摩擦作用，将不可避免地产生较大的铣削力，较高的铣削温度，使刀具磨损和产生铣削振动等有害现象。基于这种思想，在和有害的自激振动现象作斗争中产生一种新的铣削方法－－振动铣削。
[0015]有益效果：采用高精密五轴机床对静叶环进行整体铣制，通过增加粗铣、半精铣次数以及粗加工后去应力和时效处理，降低加工时产生的应力变形。并采用低频率振动铣削技术，实现静叶环流道部分的整体铣制加工,使静叶环的精度以及表面光洁度提高50％。该技术是一项用于降低加工难铣削材料时缠屑和粘刀的最新铣削技术，是一项将伺服轴向轴方向振动移动，使该振动与主轴旋转同步进行铣削的技术。振动铣削除了直线加工面之外，还可以进行锥形、圆弧、钻孔等各种加工，只需要在程序中插入G代码，即可进行振动铣削的操作。高温合金材料在进行铣削加工时，切屑会缠绕在一起，铣削抵抗的增加、损伤、粗细变化、刀刃破损、铣削热量会造成刀具破损等问题。低频率振动铣削在铣削时设置的“空振”时间，会将铣削细碎分割后排出。另外，该“空振”时间可以防止加工温度上升，延长刀具寿命，减少切屑造成的各种问题，且只有在铣削速度保持V＜2πAf的关系时，才能有良好的振动铣削效果。
附图说明
[0016]图1为本技术超超临界汽轮机(195、196系列)静叶环是由一个左旋以及一个右旋静叶环组合而成的竖剖的示意图；
[0017]图2为本技术的立体图；
[0018]图3为本技术的正面图；
[0019]图4为本技术左静叶轮竖剖的示意图
[0020]图5所示为现有产品结构的焊接结构示意图，4是焊接区。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本技术作进一步的说明。
[0022]如图1所示,超超临界汽轮机(195、196系列)静叶环是由一个左旋以及一个右旋静叶环组合而成，静叶环是汽轮机通流部分组成的一个关键零件，蒸汽在静叶环形成的流道中膨胀，高温高压汽体的能量转化成动能。
[0023]所述静叶环外圆设有六处与汽轮机内缸配合的定位槽；左旋静叶环1、与右旋静叶环2内孔径向存在配合关系，内孔处设有一个防护环，所述防护环将左旋与右旋静叶环3组成一整体，形成超超临界汽轮机静叶环；所述静叶环外圆设有贯穿内孔的八个通气孔。
[0024]所述静叶环(左旋)，是由整块环锻件料(GH4169)通过粗车外型、去应力热处理、粗铣流道叶型部分、去应力热处理、线切割分割上下半、精铣结合面(结合面如剖视图所示，有凹凸匹配后再加一个环)、半精车内外圆、时效处理、精车内外圆及各台阶，最后利用低频振动铣削技术，通过五轴机床精本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超超临界汽轮机静叶环，其特征是，包括一个左旋和一个右旋静叶环成为一对平行的中空的双环，每个静叶环分别均匀分布在圆周环上分别向左开口即左旋和向右开口即右旋，静叶环左旋与右旋开口为左右旋静叶环的流道面积，流道面积就是每个叶片之间的空隙；相邻叶片之间的空隙组成静叶环的流道；静叶环向左开口和向右开口的开口最大空隙相同。2.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆斌，邵明亮，吴如春，袁依成，季炎，陆辛军，会议，陶文池，
申请(专利权)人：无锡润和叶片制造有限公司，
类型：新型
国别省市：