一種1000mw超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種1000MW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件，所述閥門(mén)為“T”形三通結(jié)構(gòu)，包括閥體、第一通口、第二通口和第三通口；所述閥體內(nèi)部與第二通口和第三通口連通處設(shè)置有閥門(mén)座沉孔，沉孔壁與孔底連接處采用圓角過(guò)渡，且圓角光滑；所述第二通口和第三通口內(nèi)部的錐形收縮段表面光滑；所述閥門(mén)鑄件壁厚均勻。本實(shí)用新型采用無(wú)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可造，克服了常見(jiàn)的熱裂和蠕變帶來(lái)的應(yīng)力重新分布的風(fēng)險(xiǎn)；本實(shí)用新型采用大孔加工，鑄件加工精度高，實(shí)用可靠，降低了加工風(fēng)險(xiǎn)成本，具有很好的市場(chǎng)利用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】—種10OOMW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是1000MW超超臨界汽輪機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及1000MW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]能源工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱和基礎(chǔ)，而目前的狀況是，一方面我國(guó)的能源消耗總量雖已達(dá)到世界前列，但人均水平還很低，能源工業(yè)還需進(jìn)一步加大發(fā)展；另一方面，能源利用效率低，排放污染嚴(yán)重。為此，大力發(fā)展清潔及再生能源，提高能源轉(zhuǎn)換效率已成為我國(guó)能源工業(yè)發(fā)展必須解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。我國(guó)是以煤為主要一次能源的國(guó)家，根據(jù)國(guó)名經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求，到2020年，燃煤火電容量由3.249億千瓦增加到了 6億千瓦，從產(chǎn)業(yè)化角度，今后一段時(shí)期內(nèi)高效潔凈燃煤發(fā)電技術(shù)將是電力工業(yè)的主要發(fā)展方向，必須大力推行1000MW超超臨界核電機(jī)組和煤電機(jī)組。
[0003]汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置是汽輪機(jī)的核心部件，在機(jī)組的動(dòng)行過(guò)程中通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽流量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)的起動(dòng)、停車、轉(zhuǎn)速和輸出功率的控制。其工作時(shí)，工作溫度為500-6200C，工作壓力為27MPa。停車時(shí)，其自身溫度會(huì)降至環(huán)境溫度，工作壓力會(huì)降至大氣壓力。在這種交變的溫度載荷和長(zhǎng)期的高溫高壓條件下，閥殼會(huì)不斷地發(fā)生微量的塑性變形，引起應(yīng)力重新分布。常規(guī)的設(shè)計(jì)，為了增加閥殼的強(qiáng)度，通常采用在閥殼內(nèi)側(cè)或外側(cè)增加加強(qiáng)筋來(lái)增加結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，但這些加強(qiáng)筋或其交接處常常由于熱應(yīng)力而產(chǎn)生裂紋。
[0004]因在高溫高壓下要求汽輪機(jī)主汽門(mén)、再熱調(diào)節(jié)閥殼、再熱主汽門(mén)的動(dòng)作安全可靠，因此要求在加工中嚴(yán)格遵守圖紙的加工尺寸及形位公差要求。而在加工尺寸中，相當(dāng)一部分尺寸為大孔徑，大深度的尺寸，為保證這些大尺寸的特殊特性的要求，除要求使用高精度的大型設(shè)備來(lái)加工外，還要求在加工前對(duì)加工方案進(jìn)行充分的論證，必要時(shí)還須進(jìn)行工藝試驗(yàn)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置這些加工特殊特性，對(duì)加工能力、技術(shù)能力、管理能力提出了非常高的要求。在1000MW超超臨界汽輪機(jī)機(jī)組的零件加工中，其加工難度僅次于汽缸和轉(zhuǎn)子主軸的加工。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是為了克服加強(qiáng)筋及加強(qiáng)筋根部的熱裂和蠕變帶來(lái)的應(yīng)力重新分布的安全風(fēng)險(xiǎn)，提供了一種1000MW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件，閥門(mén)鑄件無(wú)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置在高溫高壓的條件下安全可靠地工作，減少機(jī)組的維護(hù)和動(dòng)行成本；同時(shí)，本實(shí)用新型鑄件加工精度高，實(shí)用可靠，具有很好的市場(chǎng)利用價(jià)值。
[0006]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種1000麗超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件，所述閥門(mén)為“T”形三通結(jié)構(gòu)，包括閥體、第一通口、第二通口和第三通口 ；
[0007]所述第一通口內(nèi)部為大直徑非標(biāo)鋸齒形螺紋結(jié)構(gòu)，以第一通口作為基準(zhǔn)；所述第二通口開(kāi)口與第一通口相反且同軸設(shè)置在閥體上，且所述第二通口為帶有錐形收縮段結(jié)構(gòu)，小口在內(nèi)，大口在外；所述第三通口結(jié)構(gòu)與第二通口相同，與第一通口軸線垂直設(shè)置在閥體上；
[0008]所述閥體內(nèi)部與第二通口和第三通口連通處設(shè)置有閥門(mén)座沉孔，沉孔壁與孔底連接處采用圓角過(guò)渡，且圓角光滑；
[0009]所述第二通口和第三通口內(nèi)部的錐形收縮段表面光滑。
[0010]進(jìn)一步的，所述閥門(mén)鑄件壁厚均勻。
[0011]進(jìn)一步的，所述閥門(mén)鑄件材料為GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型采用無(wú)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可造，克服了常見(jiàn)的熱裂和蠕變帶來(lái)的應(yīng)力重新分布的風(fēng)險(xiǎn)；本實(shí)用新型采用大孔加工，鑄件加工精度高，實(shí)用可靠，降低了加工風(fēng)險(xiǎn)成本，具有很好的市場(chǎng)利用價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為1000MW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意圖；
[0014]圖2為1000MW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件截面圖；
[0015]圖3為大直徑非標(biāo)鋸齒形螺紋的局部放大圖。
[0016]圖中:1為閥體,2為閥門(mén)座沉孔,3為圓角,4為第二通口，5為第一通口，6為第三通口。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]參照?qǐng)D1，一種1000MW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件，所述閥門(mén)為“T”形三通結(jié)構(gòu)，包括閥體1、第一通口 5、第二通口 4和第三通口 6 ;所述第一通口 5內(nèi)部為大直徑非標(biāo)鋸齒形螺紋結(jié)構(gòu)，以第一通口 5作為基準(zhǔn)；所述第二通口 4開(kāi)口與第一通口 5相反且同軸設(shè)置在閥體I上，且所述第二通口 5為帶有錐形收縮段結(jié)構(gòu)，小口在內(nèi)，大口在外；所述第三通口 6結(jié)構(gòu)與第二通口相同，與第一通口 5軸線垂直設(shè)置在閥體I上。
[0019]本實(shí)用新型1000麗超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件采用無(wú)加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選用在工作溫度為500-6200C、工作壓力27MPa的工作條件下具有優(yōu)異機(jī)械性能的GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼，在計(jì)算機(jī)有限元結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的平臺(tái)上完成上述設(shè)計(jì)。
[0020]無(wú)加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是鑄件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，鑄件壁厚均勻。常規(guī)汽輪機(jī)主汽門(mén)、再熱調(diào)節(jié)閥殼、再熱主汽門(mén)為增加鑄件的剛性，采用了在鑄件內(nèi)側(cè)、鑄件外側(cè)增加加強(qiáng)筋。經(jīng)驗(yàn)證，在加強(qiáng)筋與鑄件本體交接處常常由于熱應(yīng)力面產(chǎn)生裂紋。1000MW超超臨界汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置采用無(wú)加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)大大提高了機(jī)組工作的穩(wěn)定性和安全性，減少了維護(hù)的成本。
[0021]GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼材料屬于600?625°C檔次的9 — 10%Cr鋼，這是一種在高溫(靜)強(qiáng)度滿足安全的要求條件下疲勞性能突出的材料，提高了超超臨界機(jī)組的
安全可靠性。
[0022]由于鑄件壁厚均勻，規(guī)避了在長(zhǎng)期高溫高壓條件下不斷發(fā)生微量變形，即蠕變變形。這種蠕變變形會(huì)引起應(yīng)力重新分布，使汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件的尺寸發(fā)生變化，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件的工作可靠性，給機(jī)組運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。而采用本實(shí)用新型鑄件的汽輪機(jī)組的調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)，發(fā)生的故障率比常規(guī)汽輪機(jī)組的調(diào)節(jié)保護(hù)系統(tǒng)芳故障率降低了 50%以上，大大降低了維護(hù)和動(dòng)行成本，符合節(jié)能減排、降本增效的國(guó)家政策要求。
[0023]結(jié)合圖2，所述閥體I內(nèi)部與第二通口 4和第三通口 5連通處設(shè)置有閥門(mén)座沉孔2，所述的閥門(mén)座沉孔2的尺寸標(biāo)準(zhǔn)為孔徑0 1085H70+0.105、孔深1680，采用自制的高剛性鏜刀，將刀具直接連接在鏜桿上，加工時(shí)，鏜桿不伸出方滑枕，由方滑枕做軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，方滑枕的優(yōu)良剛性滿足了大孔徑大孔深加工對(duì)刀具系統(tǒng)的剛性要求，加工后的孔的直線度和圓柱度完全滿足表面質(zhì)量要求和形位公差要求。
[0024]沉孔壁與孔底連接處圓角3，采用單刃成形鏜刀分層圓周插補(bǔ)切削的加工，是一種典型的深孔R(shí)圓孤加工。加工時(shí)分層切削，切削量小，無(wú)震刀紋；采用圓周插補(bǔ)，尺寸靈活控制，無(wú)孔壁或孔底表面過(guò)切現(xiàn)象，R圓角過(guò)度光滑自然。
[0025]所述第二通口和第三通口內(nèi)部的錐形收縮段采用數(shù)控平旋盤(pán)鏜削加工，主軸軸向和平旋盤(pán)徑向同時(shí)做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工后的孔表面光滑，沒(méi)有留下震刀紋的加工缺陷。采用了主軸軸向和平旋盤(pán)徑向運(yùn)動(dòng)為數(shù)控，使錐孔的錐度得到了很好的控制。
[0026]結(jié)合圖3，所述大直徑非標(biāo)鋸齒形螺紋采用了數(shù)控平旋盤(pán)旋插補(bǔ)鏜削加工，裝配的標(biāo)準(zhǔn)鏜刀刀片成本低，加工效率高；加工時(shí)數(shù)控平旋盤(pán)旋插補(bǔ)鏜削的方向與螺紋旋入的方向一致，使得鏜削后的螺紋精度遠(yuǎn)高于銑削螺紋的精度。數(shù)控不旋盤(pán)的徑向運(yùn)動(dòng)為數(shù)字控制，螺紋的牙形尺寸精度得到顯著提高。
[0027]本實(shí)用新型1000麗超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件采用無(wú)加強(qiáng)筋鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼、大尺寸特殊加工方法的優(yōu)先實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種IOOOMW超超臨界汽輪機(jī)閥門(mén)鑄件，其特征是:所述閥殼為“T”形三通結(jié)構(gòu)，包括閥體(I)、第一通口(5)、第二通口(4)和第三通口(6)； 所述第一通口(5)內(nèi)部為大直徑非標(biāo)鋸齒形螺紋結(jié)構(gòu)，以第一通口(5)作為基準(zhǔn)；所述第二通口(4)開(kāi)口與第一通口(5)相反且同軸設(shè)置在閥體(I)上，且所述第二通口(4)為帶有錐形收縮段結(jié)構(gòu)，小口在內(nèi)，大口在外；所述第三通口( 6 )結(jié)構(gòu)與第二通口( 4)相同，與第一通口(5)軸線垂直設(shè)置在閥體(I)上； 所述閥體(I)內(nèi)部與第二通口( 4)和第三通口( 6 )連通處設(shè)置有閥門(mén)座沉孔(2 )，沉孔壁與孔底連接處采用圓角(3)過(guò)渡，且圓角光滑； 所述第二通口(4)和第三通口(6)內(nèi)部的錐形收縮段表面光滑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1000MW超超臨界汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置，其特征是:所述閥門(mén)鑄件壁厚均勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1000MW超超臨界汽輪機(jī)調(diào)節(jié)保護(hù)裝置，其特征是:所述閥門(mén)鑄件材料為GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼。
【文檔編號(hào)】F16K27/00GK203656305SQ201320583230
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】邵文博, 廖智明, 邵永毅, 尤建成 申請(qǐng)人:無(wú)錫潤(rùn)和葉片制造有限公司