600MW汽轮机转子设计与分析

1.技术要求

600MW汽轮机低压转子系形体尺寸较大的锻件。因其受力复杂，所以要求强度高、韧性好、组织性能均匀、残余应力最小。为了确保汽轮机能长期安全运行，对转子质量要做严格检查。

600MW汽轮机低压转子用钢为33Cr2Ni4MoV。气体含量：φ（H）≤2.00×10^-4%，φ（O）≤40×10^-4%，φ（N）≤70×10^-4%。力学性能：σ_0.2=760MPa，R_m=860～970MPa，A=16%，Z=45%，a_K=42J/cm²，FATT13℃，超声波探伤当量缺陷直径小于ϕ1.6mm。内孔潜望镜和磁粉检查，不允许有任何长度大于3mm的缺陷。金相检验，晶粒度不大于ASTM No2，夹杂物不大于3级。此外，对粗加工精度、残余应力、硬度均匀性等亦有严格要求。

2.生产流程及其要点

1）转子钢的冶炼与浇铸。先用电炉（平炉）初炼钢液，要求低磷、高温。倒入钢包精炼炉，经过还原渣精炼，吹氩搅拌，真空脱氧、氢，净化钢液质量。再用24棱短粗型锭模铸锭。凝固前加发热剂与稻壳，保证充分补缩。最后热运至加热炉升温。

2）锻压。为保证充分可靠地锻合压实钢锭中孔洞性缺陷，均匀组织结构，采用WHF与JTS联合锻压成形方案。实践证明，该方案保证了锻造的高质量，具体锻压工艺可参见表2-2-28。

表2-2-28 大型转子CAD锻造工艺卡片

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3）热处理。由于33Cr2Ni4MoV钢淬透性好、高温奥氏体稳定，但有粗晶与组织遗传倾向，所以，除严格控制最后一火加热温度和压下量外，还采用了多次重结晶处理，即在930℃、900℃、870℃三次高温正火。过冷至180～250℃，有利于晶粒细化与扩氢。其锻后热处理工艺曲线如图2-2-12所示。

该转子经全面检查验收，质量合格，已装机使用。