[发明专利]蒸气涡轮转子

说明书

技术领域

本发明涉及低压涡轮转子,关于适于大型火力发电涡轮等的发电容量大的蒸气涡轮转子。

背景技术

近年,从省能量(例如,化石燃料的节约)以及防止地球温暖化(例如,抑制CO₂气体的产生量)的观点,希望火力发电设备的效率提高。作为提高蒸气涡轮效率的有效手段之一,就是蒸气涡轮长叶片的加长化。还有,蒸气涡轮长叶片的加长化,也能够期待通过轮机室数的减少而缩短设备建设期限或由此所致的成本削减这样的次要效果。

长叶片由于在高的离心应力和湿润环境下使用,因此要求长叶片材料在强度和耐腐蚀性两方面具有优异的特性。还有,对于设置叶片的转子,随着叶片的大型化也要求高的强度,但现在使用的低压转子(非专利文献1;ASTM A470 Class7)的强度并不充分,还有通过热处理而使转子整体高强度化时,由于除最末段以外成为超出需要的强度而韧性降低,进一步增高耐应力腐蚀破裂的敏感性,因此作为转子的特性平衡恶化。

现有技术文献

非专利文献

【非专利文献1】ASTM designation A470

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供仅使低压最末段高强度化,适应高强度钢叶片的长叶片化的可靠性高的蒸气涡轮转子。

用于解决课题的手段

本发明的蒸气涡轮转子,其特征在于,具备沉淀硬化型马氏体不锈钢制的蒸气涡轮低压最终段长叶片,在低合金钢构成的涡轮转子的最终段部接合转盘,

所述沉淀硬化型马氏体不锈钢以质量计含有0.1%以下的C、0.1%以下的N、9.0%以上14.0%以下的Cr、9.0%以上14.0%以下的Ni、0.5%以上2.5%以下的Mo、0.5%以下的Si、1.0%以下的Mn、0.25%以上1.75%以下的Ti、0.25%以上1.75%以下的Al,余量包含Fe以及不可避免的杂质,

所述转盘以质量计含有C0.10～0.35%、Si0.50%以下、Mn0.33%以下、Cr8.0～13.0%、Ni0.5～3.5%、Mo1.5～4.0%、V0.05～0.35%、Nb以及Ta的1种或2种的合计量为0.02～0.30%、以及N0.02～0.15%,余量包含Fe以及不可避免的杂质。

发明的效果

根据本发明,能够制造高效率大容量的蒸气涡轮,由于高效率发电,因此能够实现化石燃料的节约、抑制排出气体的产生量,对地球环境保护做出贡献。

附图说明

【图1】分割结构型低压涡轮转子轴的示意图。

【图2】分割结构型高低压一体型涡轮转子轴的示意图。

【图3】低压蒸气涡轮的截面图。

符号说明

11、21低压最终段部

12、22低压部上游侧涡轮转子轴

13、23焊接部

14、24空隙

15、25轴部

26高压部涡轮转子轴

41最终段长叶片

42静叶片

43轴承

44分割结构型涡轮转子轴

具体实施方式

以下,对本发明涉及的沉淀硬化型马氏体不锈钢长叶片材料所含的成分元素的作用和添加量的规定进行说明。

碳(C)形成铬碳化物,碳化物的过剩析出引起韧性的降低,晶粒边界附近的Cr浓度降低引起耐腐蚀性的恶化等成为问题。还有,C使马氏体相变结束温度点显著降低。为此,C的量有减少的必要,优选0.1%以下,更优选0.05%以下。

氮(N)形成TiN以及AlN,使疲劳强度降低,对韧性也有不良影响。还有,N使马氏体相变结束温度点显著降低。为此,N的量有减少的必要,优选0.1%以下,更优选0.05%以下。

铬(Cr)由于在表面形成惰性被膜,因此是有助于耐腐蚀性提高的元素。通过将添加的下限设为9.0%,能充分确保耐腐蚀性。另一方面,当Cr过剩添加时,则形成δ铁素体,使机械性质以及耐腐蚀性显著恶化,所以上限设为14.0%。由以上可知,Cr的添加量设为9.0～14.0%是必要的。优选11.0～13.0%,特别优选11.5～12.5%。