核电汽轮机低压转子焊接技术简述
核电汽轮机低压转子技术的发展
核电汽轮机低压转子技术的发展随着能源结构的不断调整和优化，核电作为一种清洁、高效的能源形式在全球范围内得到了广泛应用。
汽轮机作为核电系统中重要的组成部分，其性能的优劣直接影响到整个核电系统的运行。
其中，低压转子技术作为汽轮机的重要组成部分，其发展受到了广泛。
本文将就核电汽轮机低压转子技术的发展进行探讨，以期为相关领域的研究提供参考。
核电汽轮机低压转子技术当前面临的问题与挑战低压转子是汽轮机中转速最高的部件，对于其性能和稳定性的要求非常高。
然而，当前核电汽轮机低压转子技术在设计和运行过程中仍存在一些问题。
转子材料的性能和加工工艺直接影响了低压转子的稳定性和耐用性。
在设计过程中，如何提高转子的气动性能和效率也是一个重要的问题。
转子的振动和疲劳问题也是制约其发展的难题之一。
为了解决上述问题，学界进行了大量的研究。
例如，某研究团队通过优化转子材料和加工工艺，成功提高了低压转子的稳定性和耐用性。
同时，采用新的设计理念和方法，实现了转子气动性能的提升。
通过应用新的数值模拟技术和测试手段，对转子的振动和疲劳性能进行了有效的优化。
这些研究成果为核电汽轮机低压转子技术的发展提供了强有力的支持。
尽管核电汽轮机低压转子技术的发展前景光明，但仍有一些人持有反对意见。
其中，一些人认为核电汽轮机的效率较低，对环境影响较大。
对此，我们认为，随着技术的不断进步，核电汽轮机的效率已经得到了显著提升，同时通过合理规划和运行，可以有效降低核电对环境的影响。
核能作为一种大规模、稳定的能源供应形式，对于满足全球能源需求具有重要意义。
在应对气候变化和实现可持续发展方面，核电也发挥着不可替代的作用。
核电汽轮机低压转子技术的发展对于提高核电系统的性能和稳定性具有重要意义。
通过不断地研究和创新，我们相信低压转子技术的瓶颈将会被逐渐打破，迎来更为广阔的发展前景。
为了推动核电汽轮机低压转子技术的进一步发展，我们建议加强以下几个方面的研究：深入研究转子材料的性能与加工工艺，提高其稳定性和耐用性；强化设计理念与方法的创新，实现转子气动性能的优化；充分利用现代数值模拟技术和测试手段，对转子的振动和疲劳性能进行精确评估与优化；开展核电汽轮机低压转子技术的安全性和可靠性研究，确保其在各种工况下的稳定运行；加强国际合作与交流，共同推进核电汽轮机低压转子技术的发展。
窄间隙焊接技术在600MW汽轮机低压转子上的应用
摘 要： 简要介 绍 了某类型 ６０ ０ ＭＷ 大型汽轮机低 压转子的焊接 工艺试验和应 用情况 。该转子 由两个轴 头和
两个轮盘组成 ， 共有 ３ 条焊缝 ， 材料 为 ２Ｃ ２ ２ Ｖ钢 ， ５ ｒＮｉＭｏ 材料的屈服 强度大 于等 于 ７ ０ ａ坡 口设计为 窄间 ０ ＭＰ ，
关 键 词 ： 接 转 子 ； 间 隙 焊接 ；５ ｒＮｉＭｏ 钢 ； 轮 机 焊 窄 ２Ｃ２ ２ Ｖ 汽
中图分类号 ： Ｋ２ ６ Ｔ ６
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ５ ９ ２０ ）４ ２ ９ ３ １ ７ —５４ （０ ８ Ｏ —０ ４ —０
Ａｐ ｉａ ｉｎ ｆＮａ ｒ ｗ ｐ Ｗ ｅｄｉ ｇ Ｐｒ ｃ ｓ ｏ ｅｄ ｄ ＬＰ ｔ ｒｏ ｐｌｃ ｔｏ ｏ ｒ ｏ Ｇａ ｌ ｎ ｏ ｅ ｓｆ ｒＷ ｌ ｅ Ｒｏ ｏ ｆ
６ ０ Ｗ ｔａ ｒ ｉ ０ Ｍ Ｓ ｅ ｍ Ｔｕ ｂ ｎｅ
Ｑ／ Ｓ ａ ｇｆ ｉ Ｓ ＡＯ ｈ ｎ — ｅ ， ＨＥＮ ｎ — ｉ Ｌ ＵＸｉ Ｙ Ｈｏ ｇｗｅ ， Ｉ ａ， ＡＮＧ ｅ －ｉ Ｒ ｎｊｅ
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ｐ ｐ ｒ ｅ ，ｍｏ ｋ ｐ ｒ ｌｅ ｙｔ ｅｓｍｅｗｅｄｎ ｑ ｉｍｅ ｔ ｖｔ ａ ｒｗ ａ ｒｏ ｅ．１ｈ ｓｓｓ ｏ ｔａ ｈ ． ｏ ｒ ｅｔ ｓ ｉ ｃ ｕ ｓａｅｗｅｄｄｂ ａ ｌｉ ｅ ｕｐ ｎｓ、ｉ ｎ ｒｏ ｇ ｐｇ ｏ ｖｓ 、ｅｔ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔ ｅ０ ｈ ｇ ｈ ｅ ｔ
汽轮机组焊接转子焊缝无损检测技术【论文】
汽轮机组焊接转子焊缝无损检测技术摘要：汽轮机转子是发电机组核心部件，目前汽轮机转子主要分为：整锻转子、套转转子和焊接转子。
焊接转子因在制作过程中会采用大量焊接工艺而得名。
本文将根据焊接转子的技术特征，介绍目前焊接转子焊缝的检测技术发展情况和未来发展趋势。
关键词：汽轮机转子；焊接转子；无损检测1汽轮机组焊接转子的发展火力发电依靠煤燃烧加热产生的高温高压水蒸气推动汽轮机组的转子高速转动来带动发电机组的转子转动进行发电。
汽轮机转子需在高温高压的环境下进行高速转动，对汽轮机转子材质，锻造水平有着极高的要求。
目前汽轮机转子按照制作方法分为：整锻转子、套装转子和焊接转子。
整锻转子就是整体锻造，汽轮机转子重量一般都在几十上百吨，这种大型设备的整体锻造对锻造设备、锻造技术都有着非常高的要求；套装转子是通过热套工艺将转子和轮盘装配在一起的转子，不过这种工艺制作的套转转子在高温高压的工作环境下叶轮轴套易松动；焊接转子是将转子分段锻造，锻造完成后进行焊接，焊接转子与整锻转子相比，锻造难度小，于套转转子比又相对稳定，而且焊接转子的空腔结构，质量相对较轻，发电效率更高，热能损耗低[3]。
1930年，世界上第一根焊接转子由ALSTOM制作完成。
第一根焊接转子制作完成后因其相对简单的制作工艺，焊接转子在世界各地的机组得到了广泛的应用。
世界各国在对焊接转子广泛应用的同时，也在不断进行焊接转子新技术的探索和革新。
20世纪60年代，德国西门子公司（Siemens，Germany）利用CrMoV+NiCrMoV钢作为焊机转子构件的原材料为Westalen 发电厂设计制作了一根175MW的焊接转子[1]。
这次焊接转子首先在坡口上采用了与以往大不相同的窄间隙U型坡口设计，焊接工艺上也摈弃了原先大量人工电弧焊，采用自动氩弧焊（TIG）工艺方法。
这种新的焊接转子焊接工艺的出现，大大缓解了之前焊接转子制作过程中存在的制作效率低，经济效益差等诸多问题，将焊接转子的发展带入了一个新的台阶。
浅析核电百万千瓦汽轮机低压转子焊接质量控制
在 ECP 模式下，在设备采购管理过程中总包方具有很大
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中国设备工程 2019.05 ( 下 )
机机组采用何种类型转子，由转子所处的运行温度条件及锻 冶技术来确定。
目前大型核电气轮机转子有 3 种结构形式，即整锻转子、 套装转子和焊接转子。整锻转子锻件尺寸大，要求有大型锻 件的生产设备和技术，工艺及质量检验比较复杂，材料损耗 大，零件损坏时更换困难。套装转子在长时间的高温条件下 运行，可能使叶轮和主轴套装处产生松动，而且结构中存在 较大的残余应力，在湿蒸汽环境下容易诱发应力腐蚀裂纹。
参考文献： [1] 李跃宇 . 汽轮机振动的故障特征分析及处理探讨 [J]. 技术与
市场 ,2019,26(01):175. [2] 鞠红霞 , 吕振家 , 彭建强 . 国外主要汽轮机转子锻件制造厂
及研发动态介绍 [J]. 大型铸锻件 ,2019，(01):50-54. [3] 阮济东 , 王兴海 . 电厂汽轮机检修及维护技术要点分析 [J].
其材质为国外进口的 20Cr2NiMo 锻件，在制造厂内进行机加
工、装配和焊接等工作。低压焊接转子主要由焊接成型的不
核电汽轮机低压焊接转子模拟件接头高周疲劳性能研究
核电汽轮机低压焊接转子模拟件接头高周疲劳性能研究孙林根;蔡志鹏;潘际銮;刘霞;丁玉明;许晓进【摘要】研究并对比了25Cr2Ni2MoV焊接转子模拟件埋弧焊和氩弧焊接头高周疲劳性能,发现氩弧焊接头高周疲劳性能优于埋弧焊接头高周疲劳性能.观察高周疲劳断口发现:埋弧焊接头高周疲劳裂纹启裂于气孔与夹杂物;而氩弧焊接头启裂于气孔.针对内部启裂源为气孔的情况,提出通过测量启裂区(不合启裂源)特征尺寸求得高周疲劳裂纹启裂速率的途径来评价高周疲劳性能.通过白光干涉形貌仪测量启裂区特征尺寸,发现埋弧焊接头高周疲劳裂纹启裂速率高于氩弧焊接头高周疲劳裂纹启裂速率,与实际高周疲劳性能测试结果一致.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2015(026)022【总页数】6页(P3102-3107)【关键词】核电焊接转子;高周疲劳;特征尺寸;启裂速率【作者】孙林根;蔡志鹏;潘际銮;刘霞;丁玉明;许晓进【作者单位】清华大学,北京,100084;清华大学,北京,100084;清华大学,北京,100084;上海汽轮机厂有限公司,上海,200240;上海汽轮机厂有限公司,上海,200240;上海汽轮机厂有限公司,上海,200240【正文语种】中文【中图分类】TG405汽轮机转子是影响整个机组安全性的重要部件,要求其具有可靠性高和寿命长的特点，其中核电转子要求寿命达到60年。
以每年运行7000 h的半转速核电转子为例,60年内将要循环1.89×1010周次[1]。
因此,在高温、高压等恶劣环境中高转速运行产生的疲劳断裂已经成为汽轮机转子重要破坏形式之一[2]。
汽轮机的启停以及变载等过程会产生低周疲劳损伤，对此已有文献进行了研究[3];而在汽轮机稳定运行过程中有重力、离心力以及热载荷等多重作用，由此引起的高周疲劳损伤事故亦有报道，但相关研究较少[4]。
焊接已成为百万千瓦级核电汽轮机低压转子的重要制造途径之一[5]，因此研究核电汽轮机低压焊接转子的高周疲劳性能具有重要意义。
汽轮机低压缸的焊接
汽轮机低压缸的焊接汽轮机低压缸是汽轮机的一个重要组成部分，其焊接工艺和质量控制对于汽轮机的性能和安全性具有至关重要的影响。
本文将详细介绍汽轮机低压缸的焊接工艺和质量控制措施。
一、汽轮机低压缸的焊接工艺汽轮机低压缸的焊接工艺主要包括以下步骤：1.准备焊接材料：选择合适的焊条、焊丝和保护气体等焊接材料，根据焊接工艺要求进行准备。
2.清理焊缝：在焊接前，必须将焊缝及其周围的杂质清理干净，以确保焊接质量。
3.装配和定位：将低压缸的各个部件进行装配和定位，确保焊接时位置准确。
4.焊接操作：按照焊接工艺要求进行焊接操作，控制焊接电流、电压、速度等参数，确保焊接质量。
5.焊后处理：完成焊接后，对焊缝进行修整、打磨、探伤等处理，以确保汽轮机低压缸的质量和安全性。
二、汽轮机低压缸焊接质量控制措施为了确保汽轮机低压缸的焊接质量，需要采取以下质量控制措施：1.制定焊接工艺标准：根据汽轮机低压缸的材质、规格和性能要求，制定相应的焊接工艺标准，明确焊接操作流程和质量控制要求。
2.严格控制焊接材料质量：选择符合要求的焊接材料，并对焊接材料进行质量检验，确保其符合工艺要求。
3.加强焊工技能培训：对从事汽轮机低压缸焊接工作的焊工进行专业技能培训，提高其技能水平和操作规范意识。
4.实施焊接过程质量控制：在焊接过程中，实施严格的质量控制措施，包括对焊缝进行探伤检测、对焊接参数进行监控和记录等。
5.重视焊后质量检测：完成焊接后，对焊缝进行质量检测，包括外观检查、无损探伤等，确保焊缝质量和安全性。
6.加强质量管理体系建设：建立完善的质量管理体系，明确各岗位的质量责任和义务，确保焊接质量的可追溯性。
7.开展质量数据分析：通过对焊接质量数据进行统计分析，及时发现和解决潜在问题，不断提升焊接质量水平。
8.强化与供应商的合作：与供应商建立紧密的合作关系，共同制定和优化焊接工艺方案，提高原材料的质量和稳定性。
9.注重技术创新与研发：关注行业最新技术动态，积极引进和应用先进的焊接设备和技术，提高汽轮机低压缸的焊接质量和效率。
核电汽轮机焊接转子技术
世界上最早发展焊接转子技术的公司是ALSTOM。1926年，在Dr. AdolfMeyer 的倡导下，人们开始研究转 子焊接技术。1930年，ALSTOM完成了第一根14 MW焊接转子的生产，焊接转子在日本和比利时的机组中得到了最 早的使用。后来，ALSTOM将焊接转子技术应用到汽轮机高、中、低压转子以及燃气轮机的压气机转子。随着核电 的复苏、大锻件供应的紧缺以及汽轮机效率进一步的提高，ALSTOM在该技术上的投资和扩张进一步升级。
上汽核电焊接转子的发展现状
低压转子锻件材料
焊接转子的坡口及工 艺方法改进
焊接设备 过程质量控制
早期用于制造低压转子的锻件材料主要为17CrMo1V，锻件强度较低，韧性较差，淬透性欠佳。第三代核电技 术低压蒸汽为饱和蒸汽，低压转子尺寸大、质量重，末级长叶片更长，要求在半转速((1500 r/min)下高速旋转， 因此承受着巨大的离心力、扭转力矩，对锻件材料提出了更高的要求。随着锻造、冶炼技术的不断改进，严格控 制锻件中的杂质元素P、Sn、As、Sb等，能提高锻件的强度，改善韧性，降低FATT值，同时使锻件具有更好的抗 应力腐蚀性能。上汽采用的700 MPa强度等级NiCrMoV钢，材料的淬透性好，可淬透截而尺寸达到1 200 mm，可 以满足大型核电低压焊接转子的尺寸要求。
国产300MW火电机组低压焊接转子的应用
国产300MW火电机组低压焊接转子的应用由于新型电站设备不断发展的需要，作为汽轮机的”心脏”部件--大型转子，采用焊接结构转子代替传统的整锻结构转子，具有许多无可比拟的优越性，国产300MW机组低压焊接转子在我厂的成功应用对于我国的发电装备的制造和使用都是一项重大突破。
标签：国产300MW 低压焊接转子应用一、引言电站设备作为现代工业重要装备之一，其发展水平直接影响到国民经济建设的增长；同样，作为电站设备的制造技术，其先进性反映了一个国家在大型装备上的制造水平。
作为基础制造技术之一的焊接技术在电站设备制造中具有十分重要的地位。
由于新型电站设备不断发展的需要，作为汽轮机的“心脏”部件——大型转子，采用焊接结构转子代替传统的整锻结构转子，具有许多无可比拟的优越性（即强度高，相对重量轻，结构紧凑，刚度大，能采用异种金属焊接，适应高中低压各部分不同功能需求，尤其是低压部分大直径的需求），解决了优质大锻件的供货难问题，缩短了生产周期，提高了材料利用率，更重要的是对大型转子结构设计带来了技术上革命性的先进理念。
一直以来大型转子的焊接技术都被国外厂商所垄断，其低制造成本和低供货难度等优势在国内无法得以体现，我厂作为国内首根国产300MW级低压焊接转子（转子外貌见图一）的试验使用单位，验证了国产发电装备的制造能力和国产焊接转子使用性能，填补了行业空白。
图一焊接转子外貌（中部为对接焊缝）二、设备概况首次试验应用国产300MW低压焊接转子的机组为我厂的6号机组，6号机组汽轮机为东汽生产的300MW亚临界、中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，型号为N300—16.7/537/537—5 型（合缸），额定功率300MW ，最大功率330MW。
从机头往发电机方向看为顺时针、转速3000r/min，通流级数总共28 级，高压1 调节级和9压力级，中压6压力级，低压为2×6 压力级。
额定工作参数如下：新蒸汽压力（高压主汽阀前）：16.7Mpa新蒸汽温度（高压主汽阀前）：537℃再热蒸汽压力（中压联合汽阀前）：3.181Mpa再热蒸汽温度（中压联合汽阀前）：537℃背压：冷却水温20℃时，设计背压5.39Kpa额定进汽量：904t/h最大连续进汽量：1025t/h三、技术背景从1926年原瑞士ABB公司开始发展汽轮机焊接转子技术，1930年制造成功世界上第一根汽轮机焊接转子至今焊接转子的发展已有80多年历史。
汽轮机低压内缸焊接制造技术
汽轮机低压内缸焊接制造技术摘要：大型新建机组汽轮机低压內缸的上下部件外形尺寸较大，但其组合焊接后的尺寸精度却要求比较高，变形过大将导致合缸时中分面间隙超标，上下错位，给内缸等部件安装造成障碍，并会造成机组在运行过程中真空值下降的现象，威胁机组安全运行。
这就要求作业人员在安装过程中充分重视，采取多项措施来解决这一问题。
基于此，本文主要对汽轮机低压内缸焊接制造技术进行分析探讨。
关键词：汽轮机；低压内缸；焊接制造技术1、前言汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板及隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽及抽汽等管道。
汽缸一般分为高压、中压及低压三段，其中高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构，而低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的结构。
2、原材料要求及焊接性（1）厚材料根据图样要求，主体采用Q390D（GB/T3274）正火板，管路采用P265GH（EN10028—3），附件等采用S355J2+N（EN10025—2）；板厚12~300mm，管径φ22~φ560mm。
（2）焊接性分析以主体采用板材Q390D为例，产品要求化学成分熔炼分析如表1所示。
根据表1中化学成分，可估算出碳当量Ceq≥0.40时，属于有条件焊接的材料，需要采取焊前预热，焊后后热、热处理等特殊工艺手段保证其焊接质量。
（3）制定焊接工艺规程WPS由于我公司没有符合标准的Q390D材质的WPQR，所以根据图样的材质、板厚范围及坡口形式，我们进行了6组焊接试件的工艺评定（见表2），交由第三方评定并根据ISO15609—1出具焊接工艺评定报告WPQR，然后根据ISO15614—1，编制WPS用于指导焊接生产。
表2 焊接工艺评定 WPQ列表3、曲型件制作关键点（1）曲型件特点缸体内部曲型零件较多，主要有锥板和各类管路；锥板角度复杂，需要多次曲型及研配成形；管路类型较多，对接处研配难度较高，间隙与角度的保证有难度（见图2、图3）。
核电焊接低压转子用25cr2ni2mov钢晶粒细化工艺研究
赖进口。上海汽轮机厂在引进 ３０Ｃｒ２Ｎｉ４ＭｏＶ钢及自 主研发 ２５Ｃｒ２ＮｉＭｏＶ钢的基础上，研发出了适用于焊 接核动力发电机低压转子的 ２５Ｃｒ２Ｎｉ２ＭｏＶ钢［１］。
该核电低压转子由两个轴头和数件圆盘焊接而 成，如图 １所示，其中外形尺寸最大的轴头和圆盘锻 件的尺寸、质量等基本情况见表 １。
ｃａｕｓｅｉｔｓｇｒａｉｎｓｔｏｂｅｃｏｍｅｆｉｎｅｒａｎｄｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍ，ｔｈｕｓｍａｋｉｎｇｃｅｒｔａｉｎｔｈａｔｔｈｅｆｏｒｇｉｎｇｅｘｈｉｂｉｔｓｄｅｓｉｒｅｄｓｉｚｅａｎｄ
ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｏｆｇｒａｉｎｓｗｈｉｃｈ ａｒｅｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｅｓｔｉｎｇ． Ｓｕｃｈ ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｈａｖｅｂｅｅｎ
櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡 ～试验研究 ～
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核电焊接低压转子用 ２５Ｃｒ２Ｎｉ２ＭｏＶ钢晶粒细化工艺研究
程 莉
（上海电气上重铸锻有限公司，上海 ２００２４５）
摘 要：基本成分为 ０．２２％Ｃ、２．３２％Ｃｒ、２．２７％Ｎｉ、０．６９％Ｍｏ和 ０．０５％Ｖ（质量分数）的 ２５Ｃｒ２Ｎｉ２ＭｏＶ钢，
收稿日期：２０１９０９２４ 作者简介：程莉（１９８２），女，工程师，长期从事重型装备用大型锻钢件的材料与热处理工艺研究工作。
联系电话：０２１３４０９８１９３
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《热处理》 ２０１９年第 ３４卷 第 ６期
图 １ 接低压转子的结构图 Ｆｉｇ．１ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌｄｒａｗｉｎｇｏｆｔｈｅｗｅｌｄｅｄｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅｒｏｔｏｒ
文章编号：１００８１６９０（２０１９）０６００１６０５
ＳｔｕｄｙｏｎＧｒａｉｎＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔＰｒｏｃｅｓｓｏｆ２５Ｃｒ２Ｎｉ２ＭｏＶ ＳｔｅｅｌＵｓｅｆｕｌ
100MW机组低压转子末级叶片焊接
叶片 长 为 ６ ５ｍｍ， ２ ０ ６ 在 ０ ５年 大 修 时 检查 发 现 低 压转 子 末级 叶 片进 汽 侧 上部 水 蚀 严 重 ， 分钎 焊 部
的 司太立 合金 片脱 落 ， 钎焊 部位 出现 裂 纹 ， 蚀 伤 水
另外 马 氏体 比容大 ， 转变 时 ， 它 产生 较大 的组 织应 力 ； 氏体 不锈 钢导 热性 能 差 ， 马 焊接 时残 余应 力大 ， 很容 易产 生冷 裂 纹 。 从 焊 接 过程 来 看 ， 接 时 熔 池 及半 熔 池 区 的 焊 冷却 速 度较 大 ， 形成 马 氏体 ， 焊接 带来 困难 。同 给 时， 母材 被 加热 到 Ａ 。 以上 和 Ａ 一Ａ 。 间 的 热影 之
（ ａ ｘ ｉｎ ｚｇ ａ ｏ ｅ ｎｅ ａ ｉ ｎ Ｃｏ． ｄ．， ｎ ｑ ｎ ０ ５ ３ Ｓｈ ｎ ｉＮ ａ ｇ ｉ ｕ ｎ Ｐ ｗ ｒ Ｇｅ ｒ ｔｏ Ｌｔ Ｙａ ｇ ｕａ ４ ２３ ，Ｃｈ ｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈｅｌｓ ｌ ｄ ｆｌ ｗ ｒ ｓ ｕ ｅｒ ｔ ｒｏ ｔ ａ ｔ ｒ ｉ ｓｒ ｃ ： ａ ｔｂ ａ ｅｏ ｏ ｐ ｅ ｓ ｒ ｏ ｏ ｆｓ ｅ ｍ ｕ ｂｎｅ，ｗ ｈ ｃ ｓｅ ｏ ｅ ｙ ｓ ｅ ｍ ， ｒ ｅｄ ｄａ ｄ ｉｈ ｗａ ｒ ｄ ｄ ｂ ｔ ａ ｗｅ ｅｗ ｌ ｅ ｎ
的材料 人手 。
材 料 分析 ： 叶片 材料 为 ２ ｒ ３ 典 型 的 马 氏体 Ｃ１， 不锈耐热钢， 化学成分及常温力学性 能见表 １ 其
和 表 ２ 。
２ 焊 接 方 法 及 焊 接 材 料 的 确定
为 了获得 具 有耐 腐 蚀性 能好 且 机械性 能 高 的 焊缝 ， 须选 择适 当的焊 条 ， 必 采用 热 量集 中 的焊接
核电汽轮机低压转子焊接技术简述
1926年原瑞士BBC公司就开始发展汽轮机焊接转子技术， 1930年成功制造出世界上第一根汽轮机焊接转子。
阿尔期通（ALSTOM）公司是国外汽轮机焊接转子技术 发展历史最长、技术最先进公司，它包含原ABB、原 ALSTHOM和原GEC公司 。到1988年末，该公司生产 的焊接转子（包括汽轮机高、中、低压转子、燃气轮机转 子和压气机转子）总数约达5000根左右，每年生产焊接 转子50根左右 ，最大汽轮机功率达1300MW，转子重 达213t 。
焊接转子加工过程
垂直TIG焊
水平埋弧焊
SNPI
焊接转子的制造技术
焊接转子加工过程
转动测试 热处理
SNPI
焊接转子的制造技术
焊接转子加工过程
轮缘钻孔
精磨
SNPI
焊接转子的制造技术
热跑
叶片安装
调平衡
SNPI
国内外焊接转子研究情况介绍
在德国进行的转子焊接工作以西门子（SIEMENS）公司 为代表， SIEMENS公司主要进行的相关工作是对9Cr钢 高中压转子的轴颈进行表面堆焊，此外还生产了中低压焊 接转子，材料为23CrMoNiWV88和26NiCrMoV145钢，采 用窄间隙U型坡口，自动TIG焊工艺。
材料的焊接性要求高 焊接工艺及检验技术要求高 焊接接头的性能薄弱区
SNPI
核电汽轮机转子制造技术发展历程
组合转子
高压部分采用整锻结构，中、低压部分采用套装结 构，从而兼得整锻转子和套装转子的优点。
SNPI
核电汽轮机转子制造技术发展历程
转子生产发展趋势
随着单机容量的提升，汽轮机转子的体积和重量越来越大 现有的锻造设备和技术已经成为了汽轮机转子加工行业发 展的瓶颈 套装的转子在长时间的高温条件下运行，可能产生松动， 而且结构中存在较大的残余应力，在湿蒸汽环境下容易诱 发应力腐蚀裂纹 套装的转子产能依旧低下，满足不了日益增长的核电汽轮 机转子的市场需求
核电低压转子轮盘及联轴器热压配合工艺技术
核电低压转子轮盘及联轴器热压配合工艺技术王俊爵【摘要】大型低压热压配合转子技术是低参数大型化核电汽轮机开发的技术关键之一.本文着重介绍了西门子结构核电低压转子的轮盘热压配合技术的过程.文章从设备,工艺,质量控制等几个方面介绍了热压配合的一些技术参数和控制要求,目的是保证工艺的的安全可靠.【期刊名称】《传动技术》【年(卷),期】2016(030)002【总页数】5页(P29-33)【关键词】核电;汽轮机;热压配合;转子【作者】王俊爵【作者单位】上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240【正文语种】中文[Abstract]The techniques of turbine rotor, type L shrunk is one of critical points for low parameter of turbine D&R. An introduction is being presented to the process that Siemens’ techniques of disk and coupling shrinking for nuclear low pressure rotor. This article introduces some technical data and requirement from equipment, process and QC etc. in order to assure security of shrinking process.在全球对低碳能源呼声越来越高的今天，核能作为矿石能源的替代作用正越来越显现。
正式在国家大力发展新型清洁能源的当下，中国各家装配制造企业在引进吸收世界先进技术的同时，走出了一条自己的技术之路。
汽轮机转子按加工、装配方式可以分为整锻转子、焊接转子和套装转子，这三种结果型式在我国百万千瓦级核电机组均有应用。
哈汽核电机组的高压和低压转子均为整锻结构，由整根锻件加工而成，在安全性、抗应力腐蚀方面有一定的优势。
核电汽轮机低压转子焊接技术简述.共30页文档
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
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轮孔处应力较大 转子的刚性差 高温下容易使叶轮和主轴套装处 产生松动现象
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核电汽轮机转子制造技术发展历程
焊接转子
不存在松动问题
结构紧凑，强度高 轮盘和转子可以单独制造，材料 利用合理，加工方便 焊成整体后转子刚性较大
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核电汽轮机转子的特点
对于核电汽轮机来说，反应堆的堆功率和主 蒸汽参数等已经确定，所以影响汽轮机方案 制定最主要的因素是汽水分离再热系统的参 数、背压、机组转速、机组结构形式。
核电汽轮机的选型
全转速汽轮机部件尺寸小、重量轻、便于运输和安装，目前国 内制造厂现有设备都可以加工各种部件，国内厂家完全可以保 证转子、汽缸等原材料的供应交货进度和质量要求。
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装配零件少，结构紧凑，轴向长度相应 缩短，刚性好
锻件尺寸大，要求有生产大型锻件的技 术和设备，工艺及质量检验比较复杂， 材料损耗大 当转子上零件损坏时更换困难，甚至造 成整个转子报废 加工制造周期较长
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核电汽轮机转子制造技术发展历程
套装转子
叶轮和主轴可以单独制造 锻件小，加工方便，节省材料 转子部分零件损坏后也容易拆换
全 速 汽 轮 机
全转速汽轮机具有投资小、建设周期短、回报率快的特点。所 以对于火电机组以及单机功率低于1000MW的核电汽轮机来说, 全转速汽轮机是一个比较好的选择。 对于1000MW以上的核电汽轮机由于受机组轴系长度、轴系稳定 性、转子的临界转速等限制，一般最多采用3~4个低压缸，所以 增大末级叶片的排汽面积只能通过增加末级叶片高度来解决。
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核电汽轮机低压转子焊接技术简述
主讲人：梁振新
苏州热工研究院焊接所
2009.11.25
主要内容
1
核电汽轮机转子的特点
2
核电汽轮机转子制造技术发展历程
3
焊接转子的制造技术
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核电汽轮机转子的特点
概念
汽轮机所有转动部件的组合体 称为转子。
1.危急遮断器孔 2.轴位移凸肩 3.推 力盘 4.前径向轴承 5.前汽封 6.内汽封 7.调节级 8.转鼓段 9.低压段 10.后汽封 11. 后径向轴承挡12.盘车棘轮 13.盘车油轮 14.联 轴器挡 15.后端平衡面 16.主平衡面 17. 前端平衡面
焊接转子加工过程
垂直TIG焊
水平埋弧焊
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焊接转子的制造技术
焊接转子加工过程
转动测试 热处理
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焊接转子的制造技术
焊接转子加工过程
轮缘钻孔
精磨
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焊接转子的制造技术
热跑
叶片安装
调平衡
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焊接转子的制造技术
焊接转子的坡口
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焊接转子的制造技术
焊接转子的设备
足够支撑力的立焊台。含有立转台、操作升降台、对称布置的 氩弧焊焊炬及其配套调整及送丝机构 感应加热设备。采用工频感应加热，由热电偶控制焊接过程的 温度 窄间隙埋弧焊接设备。包含了足够支撑力的横焊台，工件的支 托滚轮，轴向定位装置等
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国内外焊接转子研究情况介绍
在德国进行的转子焊接工作以西门子（SIEMENS）公司 为代表， SIEMENS公司主要进行的相关工作是对9Cr钢 高中压转子的轴颈进行表面堆焊，此外还生产了中低压焊 接转子，材料为23CrMoNiWV88和26NiCrMoV145钢，采 用窄间隙U型坡口，自动TIG焊工艺。
按主轴与其它部件间的组合方式，转子可分为套装转子、整锻 转子、焊接转子和组合转子四大类。一台机组采用何种类型转 子，由转子所处的运行温度条件及各国的锻冶技术来确定。
整煅转子 套装转子 焊接转子 组合转子
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核电汽轮机转子制造技术发展历程
整锻转子
叶轮和主轴做成整体，因而不会松动， 能适应高温工作和快速启动的要求
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焊接转子的制造技术
工艺条件及材料的选择
选择适当的钢材和工艺条件，采用正确的焊接工艺 和热处理工艺，使HAZ的组织转变均匀，不致形成粗 晶组织，防止在除应力过程中产生裂纹。 焊接过程的温度控制也非常重要，焊前预热不仅能 避免焊接接头出现冷裂纹，还有助于焊接接头的韧 性的提高
意大利FRANCO TOSI （前身为ANSALDO）公司大约在 20年前引进原ABB的焊接技术，至今仍在生产焊接转子 （包括低压转子同种材料焊接；中低压转子、高中压转子、 高中低压异种钢转子焊接；轴颈堆焊）。
Байду номын сангаас
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国内外焊接转子研究情况介绍
前苏联从上世纪50年代起前苏联对焊接转子进行了系统的 研究。研究单位有哈尔科夫汽轮电机厂和列宁格勒金属工 厂。1959年焊接了外径Φ1580mmпвк-150型汽轮机转子。 目前，它具有专业的焊接转子车间，拥有可焊直径 Φ2500mm、重达250吨焊接转子装焊胎具和卧式电炉。
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核电汽轮机转子的特点
担负着工质能量转换及扭矩传递的重任 处在高温工质中，并以高速旋转，因此它承受着叶 片、叶轮、主轴本身质量离心力所引起的巨大应力 以及由于温度分布不均匀引起的热应力 蒸汽作用在动叶栅上的力矩，通过转子的叶轮、主 轴和联轴节传递给发电机或其它工作机
1926年原瑞士BBC公司就开始发展汽轮机焊接转子技术， 1930年成功制造出世界上第一根汽轮机焊接转子。
阿尔期通（ALSTOM）公司是国外汽轮机焊接转子技术 发展历史最长、技术最先进公司，它包含原ABB、原 ALSTHOM和原GEC公司 。到1988年末，该公司生产 的焊接转子（包括汽轮机高、中、低压转子、燃气轮机转 子和压气机转子）总数约达5000根左右，每年生产焊接 转子50根左右 ，最大汽轮机功率达1300MW，转子重 达213t 。
热处理设备。与转子焊接配套有井式热处理炉，对于要求热处 理过程中不允许严重氧化的转子，先置于充有还原气氛的N2H2保护气体的密封筒内一起进行消应力处理
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焊接转子的制造技术
焊接转子加工过程
轴的机加工
轮盘机加工
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焊接转子的制造技术
半 速 汽 轮 机
与全转速汽轮机相比，采用半转速汽轮机可以降低转动部件的 应力，可以减少汽轮机的余速损失，减少叶片水蚀量。
反应堆功率不变的情况下，可以采用更长的末级叶片来增加排汽 面积，进而减少排汽缸的数量，缩短轴系长度，增加轴系稳定性， 降低厂房的建设成本。
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核电汽轮机转子制造技术发展历程
材料的焊接性要求高 焊接工艺及检验技术要求高 焊接接头的性能薄弱区
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核电汽轮机转子制造技术发展历程
组合转子
高压部分采用整锻结构，中、低压部分采用套装结 构，从而兼得整锻转子和套装转子的优点。
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核电汽轮机转子制造技术发展历程
转子生产发展趋势
随着单机容量的提升，汽轮机转子的体积和重量越来越大 现有的锻造设备和技术已经成为了汽轮机转子加工行业发 展的瓶颈 套装的转子在长时间的高温条件下运行，可能产生松动， 而且结构中存在较大的残余应力，在湿蒸汽环境下容易诱 发应力腐蚀裂纹 套装的转子产能依旧低下，满足不了日益增长的核电汽轮 机转子的市场需求
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核电汽轮机转子的特点
对于核电汽轮机来说，反应堆的堆功率和主 蒸汽参数等已经确定，所以影响汽轮机方案 制定最主要的因素是汽水分离再热系统的参 数、背压、机组转速、机组结构形式。
核电汽轮机的选型
相对于全转速汽轮机增高末级叶片的高度受到叶片材料应力和 强度的限制，采用半转速汽轮机在同样的末级叶片应力和强度 的情况下，通过增加叶片高度可使汽轮机的功率大约增加4倍。
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核电汽轮机转子制造技术发展历程
焊接转子的优势
降低结构重量，减少材料消耗 焊接结构减少了生产周期 分段以后的锻件尺寸较小，易于锻造 ，利于保证 转子的内在质量 焊接结构便于改进 焊接结构便于推广
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国内外焊接转子研究情况介绍
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焊接转子的制造技术
焊接转子生产关注问题
对于高速运转的大型焊接转子，为保证转子的安全 运行，转子的焊接接头质量与性能无疑是非常重要 的，对转子的变形要求也很高 焊接转子的结构设计和有关工艺措施，例如转子母 材及焊材的选择，坡口尺寸及相对转子空腔的位置 精度，转子各分段的组装方式与尽可能采取对称焊 封底工艺
日本在90年代中期，为适应电站汽轮机高温化、大容量化 和缩短供货期的市场需求，三菱重工（MHI）开展了同种 钢和异种钢焊接结构转子的研究，转子由3种材质4部分组 焊。
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国内外焊接转子研究情况介绍
国内1959年开始汽轮机焊接转子的试验研究，南京汽轮机厂曾在1963 年首次焊接成45号钢的1500KW燃气轮机的压气机转子，1964年上汽 厂与哈焊所和原上海汽锅所（现上海成套所）等单位合作试验焊接了 压气机的转子，转子尺寸为Φ920×5000mm。上汽至今已生产汽轮机、 燃气轮机和压气机焊接转子300余根 哈汽上世纪七十年代曾与上海材料所、哈焊所、上汽和一重等单位共 同研究600MW汽轮机焊接转子用钢问题，并做了大量工作，但由于 八十年代初引进美国西屋公司600MW汽轮机技术，致使焊接转子研 制工作处于停顿状态。 东方电气集团东方汽轮机有限公司在2007年底奠基了“核电制造研究 基地”。包括两跨车间：一跨172×30m为核电焊接转子研发制造； 一跨172×36m为核电总装、加工研发制造。核电焊接转子车间拥有 目前国际先进的加工、热处理、无损检验设备。东汽公司正在积极开 展焊接转子设计、加工和运行管理等多方位的技术研究，以求全面掌 握焊接转子的生产技术、检验技术、寿命评估等核心技术。