蒸汽轮机转子制造技术

本发明专利技术提供一种蒸汽轮机转子，实现包含低压最终段L-0段以及比其处于高压侧的L-1段的段翼的SCC感受性的减少和LCF寿命的提高的双方。本发明专利技术的蒸气轮机转子是通过焊接接合低压最终段L-0段的转子盘、和包含比该低压最终段L-0段位于高压侧的L-1段的多段的转子盘而形成的蒸气轮机转子，其特征在于，上述低压最终段L-0段以及比该低压最终段L-0段位于高压侧的至少L-1段的转子盘材料是12Cr钢，并且上述转子盘材料的拉伸强度是900～1200MPa。

【技术实现步骤摘要】
蒸汽轮机转子
本专利技术涉及蒸汽轮机转子，特别是涉及适合大型发电设备、和燃气轮机的联合发电设备所使用的蒸汽轮机的蒸汽轮机转子。
技术介绍
通常，在蒸汽轮机中，其低压段(例如，从低压最终段L-O段到高压侧的L-4段)是湿蒸汽域或者干蒸汽与湿蒸汽的干湿交流区域，所以对于涡轮机转子来说，处于腐蚀环境恶劣的条件下。 一般地，考虑机械强度、韧性以及大型锻造性，蒸汽轮机的低压段转子材料采用3.5% Ni钢、ICrMoV钢等的低合金钢。由于低合金钢的耐腐蚀性不一定高，所以在长时间使用的机械设备中，存在腐蚀介质堆积在翼与转子镶嵌部的间隙，而产生应力腐蚀破裂(以下，称为 SCC(Stress Corros1n Cracking))的情况。 另外，低压最终段L-O段中，采用翼长长的翼(长翼)，所以在翼镶嵌部产生高离心应力。特别是，在用于联合发电设备的情况下，存在由于伴随起动停止的离心应力的变动、反复，而使腐蚀环境中的低循环疲劳寿命(以下，称为LCF(Low Cycle Fatigue)寿命)降低的情况。 作为提高蒸汽轮机中的低压最终段L-O段所使用的涡轮机转子的可靠性的技术，例如有专利文献I以及2所记载的技术。 专利文献I (JP2001-50002A)记载了采用耐腐蚀性高的12Cr钢作为低压最终段L-O段的转子材料。另外，专利文献2(JP2006-307840A)记载了通过使从低压最终段L-O段到L-2段的转子材料的屈服强度越向高压侧越降低，来减少针对SCC的感受性。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2001-50002号公报 专利文献2:日本特开2006-307840号公报
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题 如上述那样，关于蒸汽轮机的低压涡轮机转子的现有的主要课题是在低压最终段L-O段的腐蚀环境中的LCF寿命的提高、和从低压最终段L-O段到L-4段的SCC感受性的减少。 另一方面，近年来，推进着低压最终段L-O段的长翼化，例如有采用3600rpm转的翼长为1250mm以上的翼的情况。而且，伴随低压最终段L-O段翼的长翼化，在比低压最终段L-O段位于高压侧的L-1段、L-2段中也推进着长翼化。因此，在L-1段、L-2段中目前还不怎么成为问题的腐蚀环境中的LCF寿命的提高成为课题。另外，在比低压最终段L-O段位于高压侧的L-1段和L-2段中，由于段温度比低压最终段L-O段高，所以SCC感受性变高，因此更需要SCC感受性的减少。 然而，上述的专利文献I以及2中，关于用于实现比低压最终段L-O段位于高压侧的L-1段和L-2段的SCC感受性的减少和LCF寿命的提高的双方的适当的材料、机械强度，没有完全清楚地提及。 本专利技术是鉴于上述的点而完成的，其目的在于，提供能够实现包含低压最终段L-O段以及比其位于高压侧的L-1段的段翼的SCC感受性的减少和LCF寿命的提高的双方的蒸汽轮机转子。 用于解决技术问题的方案 根据专利技术的一方式，提供一种蒸汽轮机转子，是通过焊接接合低压最终段L-O段的转子盘、和包含比该低压最终段L-O段位于高压侧的L-1段的多段的转子盘而形成的蒸汽轮机转子，其特征在于，上述低压最终段L-O段以及比该低压最终段L-O段位于高压侧的至少L-1段的转子盘材料是12Cr钢，并且上述转子盘材料的拉伸强度是900?1200MPa。 专利技术的效果 根据本专利技术，能够提供实现包含低压最终段L-O段以及比其位于高压侧的L-1段的段翼的SCC感受性的减少和LCF寿命的提高的双方的蒸汽轮机转子。 【附图说明】 图1是表示本专利技术的第一实施方式的蒸汽轮机转子的一个例子的概要结构图。 图2是表示12Cr钢中的拉伸强度与规格化LCF寿命的关系的图，该规格化LCF寿命是以相同的变形范围条件下的3.5% NiCrMoV钢的LCF寿命进行规格化的。 图3是表示钢材的拉伸强度与规格化局部应力的关系的图，该规格化局部应力是以在低压最终段L-O段产生将换算成弹性应力的局部应力的涡轮机转子材料的局部应力进行规格化的。 图4是表示本专利技术的第二实施方式的蒸汽轮机转子的一个例子的概要结构图。 符号说明 1、10 —低压最终段L-O段的转子盘，2、11 一 L-1段和L_2段的转子盘，3 一 L_3段、L-4段以及L-5段的转子盘，4、13 一轴承部的转子盘，6 一低压最终段L-O段的翼长，12 一L-3段以上的高压段的转子盘。 【具体实施方式】 以下，参照附图对本专利技术的蒸汽轮机转子进行说明。但是，本专利技术并不局限于这里所列举的实施方式，能够在不脱离本专利技术的技术的思想的范围内适当地进行组合、改进。 (第一实施方式) 图1是表示本专利技术的第一实施方式的蒸汽轮机转子的一个例子的概要结构图。图1所示的蒸汽轮机转子是双流式低压蒸汽轮机转子。 如该图所示，本实施方式的蒸汽轮机转子包括:低压最终段L-O段的转子盘I (图1的分区B、F);构成比该低压最终段L-O段位于I段高压侧的L-1段以及L-2段的转子盘2 (图1的分区C、E);构成比L-1段以及L-2段位于更高压侧的L-3段、L-4段以及L-5段的转子盘3(图1的分区D);以及轴承部的转子盘4(图1的分区A、G)。这些各转子盘I?4通过TIG焊接、埋弧焊或者焊条电弧焊的任一种焊接来接合。 本实施方式中的低压最终段L-O段翼的翼长6是转速为3600rpm规格的1250mm以上(优选1270mm)，L-1段翼的翼长为700mm以上(优选780mm)，L-2段翼的翼长为300mm以上(优选360mm)。 而且，在本实施方式中，采用12Cr钢作为低压最终段L-O段的转子盘1(图1的分区B、F)、以及构成比低压最终段L-O段位于高压侧的L-1段以及L-2段的转子盘2 (图1的分区C、E)的转子盘材料，并使其拉伸强度为900MPa以上1200MPa以下。 本实施方式中，无需有意使图1的分区B和F (低压最终段L-O段的转子盘I)以及分区C和E (构成L-1段和L-2段的转子盘2)中的拉伸强度不同，如果拉伸强度在900?1200MPa的范围内，则能够得到腐蚀LCF的长寿命化和减少SCC感受性的效果。换言之，也可以用相同的材料构成转子盘I和转子盘2。 另一方面，在本实施方式中，构成比构成L-1段和L-2段的转子盘2 (图1的分区C、E)位于高压侧的L-3段、L-4以及L-5段的转子盘3 (图1的分区D)采用作为低合金钢的3.5% NiCrMoV钢，其拉伸强度优选为600?750MPa。 另外，轴承部的转子盘4 (分区A、G)采用1% CrMoV钢。轴承部的转子盘4采用低合金钢是为了减少与轴承的烧伤、表面机械损伤。 根据采用这样的本实施方式的蒸汽轮机转子材料的结构，即使在低压最终段L-O段的翼长为1250mm以上的恶劣的离心力的条件下，也能够实现从低压最终段L-O段到L-5段的全部所要求的SCC感受性的减少，并且，在从低压最终段L-O段到L-2段中能够实现在腐蚀环境中的LCF寿命的提高。 接下来，为了确认本专利技术的效果，对本【专利技术者】等实施的试验进行说明，并且更具体地说明本专利技术的效果。 首先，在模拟实机环境的腐蚀环境(纯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒸汽轮机转子，其是通过焊接接合低压最终段L‑0段的转子盘、和包含比该低压最终段L‑0段位于高压侧的L‑1段的多段的转子盘而形成的蒸汽轮机转子，其特征在于，所述低压最终段L‑0段以及比该低压最终段L‑0段位于高压侧的至少L‑1段的转子盘材料是12Cr钢，并且，所述转子盘材料的拉伸强度是900～1200MPa。

【技术特征摘要】
2013.08.08 JP 2013-1646291.一种蒸汽轮机转子，其是通过焊接接合低压最终段L-O段的转子盘、和包含比该低压最终段L-O段位于高压侧的L-1段的多段的转子盘而形成的蒸汽轮机转子，其特征在于， 所述低压最终段L-O段以及比该低压最终段L-O段位于高压侧的至少L-1段的转子盘材料是12Cr钢，并且，所述转子盘材料的拉伸强度是900?1200MPa。2.根据权利要求1所述的蒸汽轮机转子，其特征在于， 所述低压最终段L-O段以及比该低压最终段L-O段位于高压侧的至少L-1段的转子盘材料是包含8.0?13质量％的Cr的12Cr钢。3.根据权利要求1或者2所述的蒸汽轮机转子，其特征在于， 所述低压最终段L-O段的转子盘材料和比该低压最终段L-O段位于高压侧的至少L-1段的转子盘材料相同。4.根据权利要求3所述的蒸汽轮机转子，其特征在于， 比所述L-1段以及L-2段的转子盘位于高压侧且构成通过焊接与所述转子盘接合的多段的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井邦夫，新井将彦，村田健一，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP