特點
轉子是汽輪機的核心部件,其結構形式很多,如整鍛轉子、套裝轉子、焊接轉子和組合轉子等。但在大型汽輪機(特別是半轉速機組)的製造過程中,焊接結構的轉子具有其他結構的轉子所不具備的優勢:①設計靈活、結構緊湊,可利用較小的鍛件,易於鍛造,易於保證內在質量;②內部可形成空腔,減輕了轉子重量,減薄了壁厚,使轉子的內外溫差降低,減小了轉子熱應力,也提高了臨界轉速;③由於轉子由多個輪盤組焊而成,每一段輪盤都可進行完善的熱處理,易於各截面進行探傷檢查,發現缺陷時也易於返修和更換;④可避免整鍛轉子在溫度作用下因鋼錠成分、組織及性能方面的不均勻而引起變形;⑤轉子各部分可採用不同材料,以滿足不同工作部位對材料性能的不同要求,合理的使用合金材料;⑥採用焊接轉子可解決優質大鍛件鍛造難度大的問題;⑦大功率機組汽輪機如採用焊接轉子則更適合用於調峰機組。但是,焊接轉子對材料的焊接性能要求高,焊接技術複雜,焊後的探傷要求高和難度大已成為制約焊接轉子發展的瓶頸。
歷史
1926年,原瑞士BBC公司開始發展汽輪機焊接轉子技術,1930年成功製造世界上第一根汽輪機焊接轉子,已有80多年歷史。歐洲汽輪機製造商在常規汽輪機中常採用焊接轉子。此外,由於核電站半轉速汽輪機轉子體積和重量都很大,轉子質量在150噸以上,整鍛毛坯採購困難,國外只有極少數廠家能生產,價格昂貴。因此,國外一些核電汽輪機也採用焊接轉子。1959年,國內開始汽輪機焊接轉子的試驗研究,南汽、杭汽對燃氣輪機焊接轉子進行了試驗研究,上汽曾在125MW機組、四排汽300MW汽輪機組上採用,後來由於一些原因而放棄了焊接轉子。2010年10月,東方汽輪機有限公司成功完成了1500MW核電汽輪機低壓轉子的焊接工作。藉此中國打破了國外焊接轉子設計及焊接技術長期壟斷的堅冰,實現核電焊接轉子設計及製造國產化的重大突破。