專利名稱：低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中所使用的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，特別是涉及蒸汽入口溫度為38(TC以上的高溫的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中所使用的適當(dāng)?shù)牡蛪簻u輪用轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為主要的發(fā)電方法，使用核能、火力、水力三種方法，從資源量及能量密度的觀點(diǎn)出發(fā)，可以預(yù)想今后也會(huì)以上述三種發(fā)電方法作為主要的發(fā)電方法使用。其中，火力發(fā)電作為安全且應(yīng)對(duì)負(fù)載變動(dòng)的能力較高的發(fā)電方法而利用價(jià)值較高，可以預(yù)想其在發(fā)電領(lǐng)域今后也會(huì)繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。 在包括蒸汽輪機(jī)機(jī)的煤焚燒火力發(fā)電中使用的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中，一般具備高壓渦
輪、中壓渦輪、及低壓渦輪，使用60(TC級(jí)的蒸汽。在這樣的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中，從鍋爐供給的
60(TC級(jí)的蒸汽被導(dǎo)入到高壓渦輪而在由動(dòng)葉片和靜葉片構(gòu)成的高壓葉片級(jí)使高壓渦輪旋
轉(zhuǎn)而膨脹做功后，從高壓渦輪排出而被導(dǎo)入到中壓渦輪，與高壓渦輪同樣地使中壓渦輪旋
轉(zhuǎn)而膨脹做功，進(jìn)而被導(dǎo)入到低壓渦輪而膨脹做功，向冷凝器排氣而冷凝。 這樣的蒸汽輪機(jī)設(shè)備的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子一般由3. 5Ni鋼(例如3. 5NiCrMoV鋼等)
形成，低壓渦輪入口蒸汽溫度設(shè)定為3. 5Ni鋼可維持機(jī)械強(qiáng)度特性及韌性的溫度即380°C以下。 在上述的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中，近年來，為了降低C02排出量并進(jìn)而提高熱效率，要求采用63(TC以上的蒸汽條件的技術(shù)。 向高壓渦輪導(dǎo)入63(TC以上的蒸汽，并與以往使用60(TC級(jí)的蒸汽的情況相同地
使用高壓渦輪及中壓渦輪時(shí)，低壓渦輪入口蒸汽溫度為400 43(TC左右，比以往上升，存
在由于該溫度的上升引起低壓渦輪的轉(zhuǎn)子不能維持機(jī)械強(qiáng)度特性及韌性的可能性。 特別是在兩級(jí)再熱的情況下，由于第二級(jí)的再熱壓變低，所以低壓渦輪入口蒸汽
溫度比一級(jí)再熱上升，作為設(shè)計(jì)條件變得更為嚴(yán)格。 為了使用63(TC以上的蒸汽并維持由3. 5Ni鋼形成的低壓渦輪的轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度特性及韌性，考慮使高壓渦輪及中壓渦輪的膨脹做功量比以往增加，使低壓渦輪入口的蒸汽溫度降低至38(TC以下。但是，為此需要增加高壓渦輪和中壓渦輪的葉片級(jí)數(shù)，存在渦輪整體增大的問題。 因此在專利文獻(xiàn)1中，公開了下述的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子通過使構(gòu)成低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的3. 5Ni鋼中含有的雜質(zhì)含量降低并限制為微量，從而抑制誘發(fā)加熱引起的雜質(zhì)元素的晶界偏析等時(shí)效脆化的金屬組織上的變化，即使導(dǎo)入380°C以上的蒸汽也可穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，要求比以往更嚴(yán)格的雜質(zhì)管理。但是，特別是由于低壓渦輪用的轉(zhuǎn)子為大型，所以在專利文獻(xiàn)1所公開的技術(shù)中，存在如下問題在制造一體型的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的情況下，成本增加，制造日數(shù)增加，交貨期延遲，并擔(dān)心例如因偏差導(dǎo)致雜質(zhì)含量超過基準(zhǔn)值的可能性較高等的制造的蒸汽輪機(jī)機(jī)用轉(zhuǎn)子在品質(zhì)方面的可靠性。[專利文獻(xiàn)] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2006-170006號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明鑒于現(xiàn)有技術(shù)的問題，其目的在于提供一種低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，其即使在向低壓渦輪導(dǎo)入的蒸汽溫度為高溫的情況下，也能夠維持機(jī)械強(qiáng)度特性，而且不增加制造成本和制造工期，且在品質(zhì)方面也沒有問題。 為了解決上述課題，本發(fā)明中，提供一種在具備高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中所使用的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述低壓渦輪用轉(zhuǎn)子通過焊接接合如下部件而構(gòu)成配置于蒸汽入口側(cè)的由1CrMoV鋼(以下稱為1Cr鋼)、2. 25CrMoV鋼(以下稱為2. 25Cr鋼)或10CrMoV鋼(以下稱為10Cr鋼)形成的部件、及配置于蒸汽出口側(cè)的由3. 5Ni鋼形成的部件。 由于1Cr鋼、2. 25Cr鋼、10Cr鋼以往是高壓渦輪用轉(zhuǎn)子、中壓渦輪用轉(zhuǎn)子所使用的材料，因此材料的管理方法已確定，另外也容易得到。進(jìn)而，比3. 5Ni鋼的耐高溫性優(yōu)良。
另外，3. 5Ni鋼比1Cr鋼、2. 25Cr鋼的應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)敏感性低。另外，10Cr鋼價(jià)格比3. 5Ni鋼高。 因此，由1Cr鋼、2. 25Cr鋼或10Cr鋼形成的部件構(gòu)成導(dǎo)入高溫蒸汽的蒸汽入口側(cè)，由3. 5Ni鋼構(gòu)成的部件構(gòu)成流路(葉片長度)擴(kuò)寬且要求更高強(qiáng)度的蒸汽出口側(cè)，從而形成對(duì)于高溫及應(yīng)力腐蝕開裂優(yōu)良的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，即使導(dǎo)入高溫的蒸汽也可維持機(jī)械強(qiáng)度特性及韌性。 進(jìn)而，在脆化的觀點(diǎn)上，3. 5Ni鋼與1Cr鋼大致相同，但是2. 25Cr鋼及10Cr優(yōu)于3.5Ni鋼。因此，如果使用由1Cr鋼構(gòu)成蒸汽入口側(cè)的部件，則低壓渦輪用轉(zhuǎn)子整體的脆化敏感性與由3. 5Ni鋼構(gòu)成轉(zhuǎn)子整體的以往的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子大致相同，但是如果使用由2. 25Cr鋼或10Cr鋼構(gòu)成蒸汽入口側(cè)的部件，則低壓渦輪用轉(zhuǎn)子整體的脆化敏感性比由3.5Ni鋼構(gòu)成轉(zhuǎn)子整體的以往的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子優(yōu)良。因此，更優(yōu)選蒸汽入口側(cè)的部件由2. 25Cr鋼或10Cr鋼形成。 另外，在具備高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中所使用的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子中，其特征在于，通過焊接接合配置于蒸汽入口側(cè)的部件和配置于蒸汽出口側(cè)的部件而構(gòu)成，并且，由3. 5Ni鋼形成兩部件，由低雜質(zhì)的3. 5Ni鋼形成配置于上述蒸汽入口側(cè)的部件。 另外，所述低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的特征在于，配置于上述蒸汽入口側(cè)的低雜質(zhì)3.5Ni鋼以重量％計(jì)含有Si :0. lX以下、Mn :0. 1X以下，不可避免的雜質(zhì)以重量X計(jì)為P :
0. 02X以下、S :0. 02X以下、Sn :0. 02X以下、As :0. 02X以下、Sb :0. 02X以下、A1 :0. 02%
以下、CU :0. 1%以下。 在導(dǎo)入高溫蒸汽的蒸汽入口側(cè)使用由降低雜質(zhì)含量而限制為微量的3. 5Ni鋼構(gòu)成的部件，從而抑制誘發(fā)因加熱引起的雜質(zhì)元素的晶界偏析等時(shí)效脆化的金屬組織上的變化，即使導(dǎo)入380°C以上的蒸汽也能夠穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。 并且，使由降低上述雜質(zhì)含量的3. 5Ni鋼構(gòu)成的部件僅構(gòu)成導(dǎo)入高溫蒸汽的蒸汽入口側(cè)而不是構(gòu)成轉(zhuǎn)子整體，從而能夠抑制制造成本、工期的增加，能夠?qū)ζ焚|(zhì)方面的可靠 性的擔(dān)心也較小地制造低壓渦輪用轉(zhuǎn)子。 另外，所述低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的特征在于，用于上述低壓渦輪的入口蒸汽溫度為 38(TC以上的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中，由配置于上述蒸汽入口側(cè)的部件構(gòu)成在上述低壓渦輪內(nèi)流 通的蒸汽溫度為380°C以上的區(qū)域，由配置于上述蒸汽出口側(cè)的部件構(gòu)成在上述低壓渦輪 內(nèi)流通的蒸汽溫度低于38(TC的區(qū)域。 通常的3. 5Ni鋼在蒸汽溫度為380°C以上時(shí)誘發(fā)雜質(zhì)元素的晶界偏析等時(shí)效脆化 的可能性較高。因此，由配置在上述蒸汽入口側(cè)的部件構(gòu)成蒸汽溫度為38(TC以上的區(qū)域， 由配置在上述蒸汽出口側(cè)的部件構(gòu)成蒸汽溫度低于38(TC的區(qū)域，從而使通常的3. 5Ni鋼 不與38(TC以上的蒸汽接觸，可抑制配置于蒸汽出口側(cè)的由3. 5Ni鋼形成的部件的脆化。
所述低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的特征在于，用于上述高壓渦輪及中壓渦輪中至少任意一個(gè) 渦輪的入口蒸汽溫度為630。C以上的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中。 由此，可不使高壓渦輪及中壓渦輪增大，削減從蒸汽輪機(jī)設(shè)備排出的(A排氣量， 提高蒸汽輪機(jī)設(shè)備的熱效率。 如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，其即使在向低壓渦輪導(dǎo)入 的蒸汽溫度為高溫的情況下，也可維持機(jī)械強(qiáng)度特性，進(jìn)而不使制造成本、制造工期增加且 在品質(zhì)方面也沒有問題。


圖1是表示實(shí)施例1的蒸汽輪機(jī)機(jī)發(fā)電設(shè)備的構(gòu)成的圖。
圖2是示意性地表示實(shí)施例1的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的俯視圖。
圖3是示意性地表示實(shí)施例2的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的俯視圖。
圖4是表示1Cr鋼、2. 25Cr鋼、10Cr鋼及3. 5Ni鋼的脆化系數(shù)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖例示性地對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。但只要該實(shí)施 例所記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、及其相對(duì)配置等沒有特別特定的記載，本發(fā)明的 范圍就不限于此，僅是說明例。
[實(shí)施例1] 圖1是表示實(shí)施例1的蒸汽輪機(jī)機(jī)發(fā)電設(shè)備的構(gòu)成的圖。 參照?qǐng)Dl，對(duì)由使用了本發(fā)明的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的蒸汽輪機(jī)設(shè)備所構(gòu)成的發(fā)電 設(shè)備進(jìn)行說明。此外，圖l是一級(jí)再熱的一例，本發(fā)明也適用于二級(jí)再熱、僅再熱高溫化 (63(TC以上)的情況的實(shí)施中，沒有特別的限定。 圖1所示的蒸汽輪機(jī)機(jī)發(fā)電設(shè)備10主要由高壓渦輪14、中壓渦輪12、低壓渦輪 16、發(fā)電機(jī)18、冷凝器20、及鍋爐24構(gòu)成。蒸汽按照鍋爐24、主蒸汽管26、高壓渦輪14、低 溫再熱管28、鍋爐24、高溫再熱管30、中壓渦輪12、架空管32、低壓渦輪16、冷凝器20、給水 泵22、鍋爐24的順序循環(huán)。 在鍋爐24中過熱為630°C以上的蒸汽經(jīng)過主蒸汽管26而被導(dǎo)入到高壓渦輪14。 被導(dǎo)入到高壓渦輪14的蒸汽在進(jìn)行膨脹做功后被排出，經(jīng)過低溫再熱管28而返回到鍋爐24。返回到該鍋爐24的蒸汽在鍋爐24被再熱而變?yōu)?30°C以上的蒸汽，經(jīng)過高溫再熱管30 而被送到中壓渦輪12。被導(dǎo)入到中壓渦輪12的蒸汽在進(jìn)行膨脹做功后被排出，變?yōu)?00 43(TC左右的蒸汽，并經(jīng)過架空管32被送到低壓渦輪16。被導(dǎo)入到低壓渦輪16的蒸汽在進(jìn) 行膨脹做功后被排出，被送到冷凝器20。被送到冷凝器20的蒸汽由冷凝器20冷凝，由給水 泵22升壓而返回鍋爐24。發(fā)電機(jī)18通過各渦輪的膨脹做功而被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行發(fā)電。
圖2是示意性地表示實(shí)施例1的低壓渦輪16所使用的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的俯視圖。
參照?qǐng)D2對(duì)上述蒸汽輪機(jī)機(jī)發(fā)電設(shè)備所使用的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子進(jìn)行說明。
(構(gòu)成) 首先，使用圖2對(duì)本實(shí)施例的導(dǎo)入400 43(TC左右的蒸汽的低壓渦輪16所使用 的轉(zhuǎn)子的構(gòu)成進(jìn)行說明。 如圖2所示，低壓渦輪用轉(zhuǎn)子16A由下述部件構(gòu)成由1Cr鋼、2. 25Cr鋼或10Cr 鋼構(gòu)成的一個(gè)部件(以下稱為鉻鋼部)16a、及由3. 5Ni鋼構(gòu)成的兩個(gè)部件(以下稱為通常 3. 5Ni鋼部)16b、16c。 鉻鋼部16a在其兩端分別通過焊接接合通常3. 5Ni鋼部16b、 16c，從一端部按照通 常3. 5Ni鋼部16b、鉻鋼部16a、Ni鋼部16c的順序形成一體化的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子16A。
另外，鉻鋼部16a配置在暴露于380°C以上的蒸汽中的位置，通常3. 5Ni鋼部16b、 16c配置在暴露于低于38(TC的蒸汽中的位置。
(材料) 接著，對(duì)構(gòu)成低壓渦輪用轉(zhuǎn)子16A的鉻鋼部16a、3. 5Ni鋼部16b、16c的材料進(jìn)行 說明。 (A)鉻鋼部 鉻鋼部耐高溫性優(yōu)良，通過容易獲得的1Cr鋼、2. 25Cr或10Cr鋼形成。
作為1Cr鋼，可以舉出如下組成的材料作為一例以重量X計(jì)為C:0. 2 0.4%、 Si :0. 35%以下、Mn :1. 5%以下、Ni :2. 0%以下、Cr :0. 5 1. 5 % 、 Mo :0. 5 1. 5 % 、 V : 0. 2 0. 3%，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。 作為2. 25Cr鋼，可以舉出如下組成的材料作為一例以重量％計(jì)為C:O. 2
0. 35%、 Si :0. 35%以下、Mn :1. 5%以下、Ni :0. 2% 2. 0%、 Cr :1. 5 3. 0%、 Mo :0. 9
1. 5%、 V :0. 2 0. 3%，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。 作為10Cr鋼，可以舉出如下組成的材料作為一例以重量X計(jì)，含有C:0.05 0. 4%、Si :0. 35X以下、Mn :2. OX以下、Ni :3. 0%以下、0 :7 13%、Mo :0. 1 3. 0%、 V : 0. 01 0. 5%、N :0. 01 0. l%、Nb :0. 01 0. 2%，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
作為另外的例子的10Cr鋼，可以舉出如下組成的材料作為一例以重量％計(jì)，含 有C :0. 05 0. 4%、 Si :0. 35%以下、Mn :2. 0%以下、Ni :7. 0%以下、Cr :8 15%、 Mo : 0. 1 3. 0%、V :0. 01 0. 5%、N :0. 01 0. l%、Nb :0. 2%以下，剩余部分由Fe及不可避 免的雜質(zhì)構(gòu)成。 圖4是表示1Cr鋼、2. 25Cr鋼、10Cr鋼及3. 5Ni鋼的脆化系數(shù)的曲線圖?？v軸是 脆化系數(shù)(AFATT)，是作為易脆化的指標(biāo)的值，該數(shù)值越高則脆化敏感性越高而越易脆化。 橫軸是J-Factor，是作為雜質(zhì)濃度的指標(biāo)的值。從圖4可知，各材料均為雜質(zhì)濃度越高越 易脆化。而且，1Cr鋼和3. 5Ni鋼為大致相同的脆化系數(shù)，2. 25Cr鋼的脆化系數(shù)比它們低，10Cr鋼的脆化系數(shù)更低。 因此，如果使用由1Cr鋼構(gòu)成鉻鋼部16a而成的部件，則可以說低壓渦輪用轉(zhuǎn)子整 體的脆化敏感性與由3. 5Ni鋼構(gòu)成轉(zhuǎn)子整體的以往的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子大致相同。但是，如 果使用由2. 25Cr鋼或10Cr鋼構(gòu)成鉻鋼部16b、16c而成的部件，則可以說低壓渦輪用轉(zhuǎn)子 整體的脆化敏感性比由3. 5Ni鋼構(gòu)成轉(zhuǎn)子整體而成的以往的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子低，即難以脆 化。因此，更優(yōu)選鉻鋼部16a由2. 25Cr鋼或10Cr鋼形成。
(B)通常3. 5Ni鋼部 作為3. 5Ni鋼，可以舉出下述材料作為一例以重量％計(jì)，含有(:0.4%以下、Si : 0. 35X以下、Mn :1. 0%以下、0 :1. 0 2. 5%、V :0. 01 0. 3%、Mo :0. 1 1. 5%、Ni :3. 0 4. 5%，剩余部分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
(制造方法) 通過焊接在鉻鋼部16a和通常3. 5Ni鋼部16b、16c之間的焊接部進(jìn)行接合。
對(duì)于焊接方法，只要是焊接部可忍耐低壓渦輪的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的狀態(tài)即可，沒有特別 的限定，但是作為一例，一般可以舉出向焊矩所產(chǎn)生的電弧供給焊條作為填充劑的熔融法。
例如，作為焊接部的形狀，采用窄間隙焊接接頭等，在焊接時(shí)，在每一個(gè)焊道利用 電弧產(chǎn)生的熔融而使作為焊條供給的填充劑層積，利用填充劑填滿上述窄間隙焊接接頭 內(nèi)，將鉻鋼部16a和通常3. 5Ni鋼部16b、 16c接合。作為上述填充劑，使用與通常3. 5Ni鋼 部相同的材料的3. 5Ni鋼。 通過使用以上的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，可獲得下述效果。 由于lCr鋼、2.25Cr鋼、10Cr鋼是以往用于高壓渦輪用轉(zhuǎn)子、中壓渦輪用轉(zhuǎn)子的材 料，因此材料的管理方法已確定，另外也容易得到。而且，比3.5Ni鋼的耐高溫性優(yōu)良。另 外，3. 5Ni鋼比lCr鋼、2. 25Cr鋼、10Cr鋼的應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)敏感性低。因此，通過由1Cr 鋼、2. 25Cr鋼或10Cr鋼形成的部件構(gòu)成導(dǎo)入高溫蒸汽的蒸汽入口側(cè)，通過由3. 5Ni鋼構(gòu)成 的部件構(gòu)成流路路徑(葉片直徑)擴(kuò)寬且要求更高強(qiáng)度的蒸汽出口側(cè)，從而形成對(duì)于高溫 及應(yīng)力腐蝕開裂優(yōu)良的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，即使導(dǎo)入高溫的蒸汽也可維持機(jī)械強(qiáng)度特性。
另外，通常的3. 5Ni鋼在蒸汽溫度為38(TC以上時(shí)誘發(fā)雜質(zhì)元素的晶界偏析等時(shí) 效脆化的可能性較高。因此，由配置于上述蒸汽入口側(cè)的部件構(gòu)成蒸汽溫度為38(TC以上 的區(qū)域，由配置于上述蒸汽出口側(cè)的部件構(gòu)成蒸汽溫度低于38(TC的區(qū)域，從而使通常的 3. 5Ni鋼不與380°C以上的蒸汽接觸，可抑制配置于蒸汽出口側(cè)的由3. 5Ni鋼形成的部件的 脆化。 進(jìn)而，即使使低壓渦輪的入口蒸汽溫度比以往高，也能夠維持低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的 機(jī)械強(qiáng)度特性，因此，能夠不使高壓渦輪及中壓渦輪增大而使用630°C以上的蒸汽，能夠削 減從蒸汽輪機(jī)設(shè)備排出的C02排氣量，提高蒸汽輪機(jī)設(shè)備的熱效率。
[實(shí)施例2]
(構(gòu)成) 實(shí)施例2中對(duì)其他形態(tài)的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子16B進(jìn)行說明。 在實(shí)施例2中，如圖3所示，低壓渦輪用轉(zhuǎn)子16B由下述部件構(gòu)成由雜質(zhì)含量較 少的低雜質(zhì)3. 5Ni鋼構(gòu)成的一個(gè)部件(以下稱為低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部)16d、及通常3. 5Ni鋼 部16b、16c。
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S卩，實(shí)施例2是代替圖2所示的實(shí)施例1的方式的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的鉻鋼部16a 而采用低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部16d的方式。以下，由于除了低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部16d以外均與實(shí) 施例l相同，因此省略說明。 另外，低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部16d配置在暴露于380°C以上的蒸汽中的位置，通常 3. 5Ni鋼部16b、16c配置在暴露于低于38(TC的蒸汽中的位置。
(材料) 對(duì)低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部16d的材料進(jìn)行說明。 低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部16d由雜質(zhì)含量較小的3. 5Ni鋼部形成。作為低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部 16d，可以舉出如下組成的材料作為一例以重量X計(jì)，含有C :0.4%以下、Si :0. 1%以下、
Mn :0. 1%以下、0 :1.0 2.5%、 V :0.01 0. 3% 、 Mo :0. 1 1. 5% 、 Ni :3.0 4.5%，剩 余都分由Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，上述不可避免的雜質(zhì)以重量^計(jì)為P:0. 02X以下、S : 0. 02X以下、Sn :0. 02X以下、As :0. 02X以下、Sb :0. 02X以下、A1 :0. 02X以下、Cu :0. 1% 以下。(制造方法) 通過焊接在低雜質(zhì)3. 5Ni鋼部16d和通常3. 5Ni鋼部16b、16c之間的焊接部進(jìn)行 接合。 如圖4所示，對(duì)于3. 5Ni鋼，雜質(zhì)濃度越低，則脆性敏感性越低而越難以脆化。
因此，在導(dǎo)入高溫蒸汽的蒸汽入口側(cè)使用由降低雜質(zhì)含量而限制為微量的低雜質(zhì) 3. 5Ni鋼構(gòu)成的部件16d，從而抑制誘發(fā)因加熱引起的雜質(zhì)元素的晶界偏析等時(shí)效脆化的 金屬組織上的變化，即使導(dǎo)入380°C以上的蒸汽也能夠穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。 并且，使由降低上述雜質(zhì)含量的3. 5Ni鋼構(gòu)成的部件僅構(gòu)成導(dǎo)入高溫蒸汽的蒸汽 入口側(cè)而不是構(gòu)成轉(zhuǎn)子整體，從而能夠抑制制造成本、工期的增加，能夠?qū)ζ焚|(zhì)方面的可靠 性的擔(dān)心也較小地制造低壓渦輪用轉(zhuǎn)子。 另外，通常的3. 5Ni鋼在蒸汽溫度為38(TC以上時(shí)，誘發(fā)雜質(zhì)元素的晶界偏析等時(shí) 效脆化的可能性較高。因此，由配置在上述蒸汽入口側(cè)的部件構(gòu)成蒸汽溫度為38(TC以上 的區(qū)域，由配置在上述蒸汽出口側(cè)的部件構(gòu)成蒸汽溫度低于38(TC的區(qū)域，從而使通常的 3. 5Ni鋼不與380°C以上的蒸汽接觸，可抑制配置于蒸汽出口側(cè)的由3. 5Ni鋼形成的部件的 脆化。 進(jìn)而，即使低壓渦輪的入口蒸汽溫度比以往高，也可維持低壓渦輪用轉(zhuǎn)子的機(jī)械 強(qiáng)度特性，因此可不使高壓渦輪及中壓渦輪增大而使用630°C以上的蒸汽，能夠削減從蒸汽 輪機(jī)設(shè)備排出的(A排氣量，并提高蒸汽輪機(jī)設(shè)備的熱效率。 本發(fā)明能夠作為下述低壓渦輪用轉(zhuǎn)子進(jìn)行利用其即使在向低壓渦輪導(dǎo)入的蒸汽 溫度為高溫的情況下，也能夠維持機(jī)械強(qiáng)度特性，進(jìn)而不使制造成本、制造工期增加且在品 質(zhì)方面也沒有問題。
權(quán)利要求
一種低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，在具備高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中使用，其特征在于，通過焊接將如下部件接合而構(gòu)成配置于蒸汽入口側(cè)的由1CrMoV鋼、2.25CrMoV鋼或10CrMoV鋼形成的部件；及配置于蒸汽出口側(cè)的由3.5Ni鋼形成的部件。
2. —種低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，在具備高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中使用，其特征在于，通過焊接將配置于蒸汽入口側(cè)的部件和配置于蒸汽出口側(cè)的部件接合而構(gòu)成，并且，由3. 5Ni鋼形成兩部件，由低雜質(zhì)的3. 5Ni鋼形成配置于上述蒸汽入口側(cè)的部件。
3. 如權(quán)利要求2所述的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，其特征在于，配置于上述蒸汽入口側(cè)的低雜質(zhì)3. 5Ni鋼以重量X計(jì)含有Si :0. lX以下、Mn :0. 1 %以下，不可避免的雜質(zhì)以重量％計(jì)為P :0. 02%以下、S :0. 02%以下、Sn :0. 02%以下、As :0. 02%以下、Sb :0. 02%以下、Al :0. 02X以下、Cu :0. 1%以下。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，其特征在于，在上述低壓渦輪的入口蒸汽溫度為38(TC以上的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中使用，由配置于上述蒸汽入口側(cè)的部件構(gòu)成在上述低壓渦輪內(nèi)流通的蒸汽溫度為38(TC以上的區(qū)域，由配置于上述蒸汽出口側(cè)的部件構(gòu)成在上述低壓渦輪內(nèi)流通的蒸汽溫度低于38(TC的區(qū)域。
5. 如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，其特征在于，在上述高壓渦輪及中壓渦輪中至少任意一個(gè)渦輪的入口蒸汽溫度為63(TC以上的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中使用。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種低壓渦輪用轉(zhuǎn)子，其即使在向低壓渦輪導(dǎo)入的蒸汽溫度為高溫的情況下，也能夠維持機(jī)械強(qiáng)度特性，進(jìn)而不使制造成本、制造工期增加且在品質(zhì)方面也沒有問題，所述低壓渦輪用轉(zhuǎn)子在具備高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪的蒸汽輪機(jī)設(shè)備中使用，通過焊接接合如下部件而構(gòu)成配置于蒸汽入口側(cè)的由1CrMoV鋼、2.25CrMoV鋼或10CrMoV鋼形成的部件、及配置于蒸汽出口側(cè)的由3.5Ni鋼形成的部件。另外，通過焊接將均由3.5Ni鋼形成的配置于蒸汽入口側(cè)的部件和配置于蒸汽出口側(cè)的部件接合而構(gòu)成，使配置于上述蒸汽入口側(cè)的部件由低雜質(zhì)3.5Ni鋼構(gòu)成，其以重量％計(jì)含有Si0.1％以下、Mn0.1％以下，不可避免的雜質(zhì)以重量％計(jì)為P0.02％以下、S0.02％以下、Sn0.02％以下、As0.02％以下、Sb0.02％以下、Al0.02％以下、Cu0.1％以下。
文檔編號(hào)F01D5/06GK101772622SQ20098010009
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者山本隆一, 川崎憲治, 田中良典, 西本慎, 重隆司 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社