电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置及其测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置及其测试方法
本专利技术属于金属合金铸造应用
，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。
技术介绍
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
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，本专利技术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。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术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。技术方案：本专利技术的一方面提供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；所述立式支撑框架组件，包括底板，及设置在底板一端端面的固定板，及设置在固定板上的支撑柱，及设置在支撑柱一端的气缸安装座，及设置在气缸安装座上的气缸，及设置在气缸一端的支撑臂连接座，及设置在支撑臂连接座上的支撑臂，及与支撑臂连接的炉盖；所述加热组件，包括设置在底板一面且位于固定板一侧的真空炉外壳，及设置在真空炉外壳内的石墨坩埚支撑柱，及设置在真空炉外壳内且位于石墨坩埚支撑柱上的石墨坩埚，及设置在真空炉外壳、石墨坩埚之间的保温层，及设置在真空炉外壳、保温层之间的感应线圈；所述旋转组件，包括设置在炉盖上一侧的竖支撑架，及设置在竖支撑架上的电机安装座，及通过螺栓安装在电机安装座内的电机，及设置在电机上的主动轮，及设置在炉盖另一侧内的轴承安装槽，及设置在轴承安装槽内的轴承，及设置在炉盖一面且与轴承安装槽相配合使用的炉盖通孔，及贯穿炉盖、轴承、炉盖通孔的转轴，及设置在转轴一端的从动轮，及分别与主动轮、从动轮连接的传动带，待测试转子安装在转轴另一端且位于石墨坩埚内。本技术方案的，所述电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，还包括设置在转轴两端且与炉盖相配合使用的第一固定螺母、第二固定螺母，及设置在炉盖一面且与第二固定螺母相配合使用的半圆形密封垫。本技术方案的，所述电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，还包括设置在炉盖一面且与真空炉外壳相配合使用的密封圈。本技术方案的，所述电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，还包括设置在真空炉外壳上部外壁的圆形限位耳板，及设置在圆形限位耳板外壁内的限位通槽，及设置在炉盖一面边缘的若干个限位螺杆，及设置在限位螺杆一端的限位螺杆锁紧螺母。本技术方案的，所述电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，还包括设置在转轴另一端的圆形固定座，及设置在圆形固定座边缘内的若干个圆形固定座螺孔，及分别贯穿圆形固定座螺孔的连接螺杆，及设置在连接螺杆一端的连接螺杆锁紧螺母，及设置在连接螺杆另一端的限位板，及设置在限位板一面的转子固定螺杆，及设置在转子固定螺杆一端的转子固定螺杆锁紧螺母。本技术方案的，所述支撑臂设置为n形结构，n形结构支撑臂上设置有加强斜支撑板。本专利技术的另一方面提供电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置的测试方法，包括以下步骤，步骤1、将多个待测试转子紧固安装在转子固定螺杆、限位板上并利用转子固定螺杆锁紧螺母，通过连接螺杆锁紧螺母、圆形固定座螺孔将连接螺杆固定安装在圆形固定座上。步骤2、控制气缸向下运动，支撑臂联动炉盖向下同步运动并与真空炉外壳接触密封。步骤3、通过感应线圈对真空炉外壳内石墨坩埚加热升温。步骤4、启动电机19，通过主动轮、从动轮、传动带驱动转轴高速转动，此时转轴带动圆形固定座、限位板上的多个待测试转子。本技术方案的，所述步骤3中感应线圈对真空炉外壳内石墨坩埚加热升温至550摄氏度-600摄氏度。与现有技术相比，本专利技术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。附图说明图1是本专利技术的电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置的结构示意图；图2是本专利技术的电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置的圆形固定座、若干个圆形固定座螺孔、连接螺杆、连接螺杆锁紧螺母、限位板等的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。实施例一如图1和图2所示的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；所述立式支撑框架组件，包括底板1，及设置在底板1一端端面的固定板9本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，其特征在于：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；所述立式支撑框架组件，包括底板（1），及设置在底板（1）一端端面的固定板（9），及设置在固定板（9）上的支撑柱（10），及设置在支撑柱（10）一端的气缸安装座（11），及设置在气缸安装座（11）上的气缸（12），及设置在气缸（12）一端的支撑臂连接座（13），及设置在支撑臂连接座（13）上的支撑臂（14），及与支撑臂（14）连接的炉盖（16）；所述加热组件，包括设置在底板（1）一面且位于固定板（9）一侧的真空炉外壳（2），及设置在真空炉外壳（2）内的石墨坩埚支撑柱（3），及设置在真空炉外壳（2）内且位于石墨坩埚支撑柱（3）上的石墨坩埚（4），及设置在真空炉外壳（2）、石墨坩埚（4）之间的保温层（5），及设置在真空炉外壳（2）、保温层（5）之间的感应线圈（6）；所述旋转组件，包括设置在炉盖（16）上一侧的竖支撑架（17），及设置在竖支撑架（17）上的电机安装座（18），及通过螺栓（20）安装在电机安装座（18）内的电机（19），及设置在电机（19）上的主动轮（21），及设置在炉盖（16）另一侧内的轴承安装槽（22），及设置在轴承安装槽（22）内的轴承（23），及设置在炉盖（16）一面且与轴承安装槽（22）相配合使用的炉盖通孔（28），及贯穿炉盖（16）、轴承（23）、炉盖通孔（28）的转轴（24），及设置在转轴（24）一端的从动轮（25），及分别与主动轮（21）、从动轮（25）连接的传动带（26），待测试转子安装在转轴（24）另一端且位于石墨坩埚（4）内。/n...

【技术特征摘要】
1.电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，其特征在于：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；所述立式支撑框架组件，包括底板（1），及设置在底板（1）一端端面的固定板（9），及设置在固定板（9）上的支撑柱（10），及设置在支撑柱（10）一端的气缸安装座（11），及设置在气缸安装座（11）上的气缸（12），及设置在气缸（12）一端的支撑臂连接座（13），及设置在支撑臂连接座（13）上的支撑臂（14），及与支撑臂（14）连接的炉盖（16）；所述加热组件，包括设置在底板（1）一面且位于固定板（9）一侧的真空炉外壳（2），及设置在真空炉外壳（2）内的石墨坩埚支撑柱（3），及设置在真空炉外壳（2）内且位于石墨坩埚支撑柱（3）上的石墨坩埚（4），及设置在真空炉外壳（2）、石墨坩埚（4）之间的保温层（5），及设置在真空炉外壳（2）、保温层（5）之间的感应线圈（6）；所述旋转组件，包括设置在炉盖（16）上一侧的竖支撑架（17），及设置在竖支撑架（17）上的电机安装座（18），及通过螺栓（20）安装在电机安装座（18）内的电机（19），及设置在电机（19）上的主动轮（21），及设置在炉盖（16）另一侧内的轴承安装槽（22），及设置在轴承安装槽（22）内的轴承（23），及设置在炉盖（16）一面且与轴承安装槽（22）相配合使用的炉盖通孔（28），及贯穿炉盖（16）、轴承（23）、炉盖通孔（28）的转轴（24），及设置在转轴（24）一端的从动轮（25），及分别与主动轮（21）、从动轮（25）连接的传动带（26），待测试转子安装在转轴（24）另一端且位于石墨坩埚（4）内。


2.根据权利要求1所述的电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，其特征在于：所述电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，还包括设置在转轴（24）两端且与炉盖（16）相配合使用的第一固定螺母（27）、第二固定螺母（29），及设置在炉盖（16）一面且与第二固定螺母（29）相配合使用的半圆形密封垫（30）。


3.根据权利要求2所述的电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，其特征在于：所述电站汽轮机转子的高速旋转蠕变测试装置，还包括设置在炉盖（16）一面且与真空炉外壳（2）相配合使用的密封圈（31）。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱鑫涛，朱德本，朱玉棠，吴子宁，
申请(专利权)人：泰州市金鹰精密铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32