百萬千瓦等級汽輪機長葉片關鍵制造技術研發及產業化
1、主要技術內容、獲獎情況
通過本項目的實施,掌握了百萬等級超長葉片小余量數值模擬鍛造及工藝優化技術、大型疏水槽空心葉片自動化焊接及變形控制技術、末級動葉片多階靜頻測量及調頻控制技術、末級動葉片進汽邊防水蝕控制技術(硬化層深度可控的激光硬化技術和激光熔覆技術)、大型末級動葉精密機械加工控制技術、葉片產業化數字制造技術等關鍵技術,開發了滿足重大工程需求的百萬千瓦等級汽輪機系列長葉片,打破了國外大公司在該領域長期技術壟斷,掌握了核心技術,提升高端長葉片品質,降低了百萬等級機組制造成本,優化了產品工藝,加快實現百萬千瓦等級機組的自主化和國際化進程,為推動我國電站裝備制造行業及電力能源產業結構調整奠定了堅實的基礎。
獲獎情況:2015 年中國機械工業科技技術獎一等獎
2、成果的技術指標、創新性與先進性
(1)在國內采用超長葉片小余量數值模擬鍛造及工藝優化技術,首次實現了世界最長的百萬等級核電汽輪機 75 英寸(1905mm)葉片和百萬超超臨界汽輪機 60 英寸(1524mm)鈦合金葉片研制。
(2)在國內采用激光硬化和激光熔覆技術,分別首次實現了國內最長的百萬千瓦超超臨界汽輪機 45 英寸(1146mm)末級動葉片和百萬千瓦超超臨界汽輪機 48 英寸(1220mm)末級動葉片進汽邊防水蝕處理。
(3)在國內采用多階靜頻測量及調頻控制技術,使靜頻一次合格率提高到了 90%,首次實現了百萬千瓦超超臨界汽輪機 45 英寸(1146mm)葉片 1~6 階靜頻測量及調頻(柔性自由葉片)。
(4)在國內首次對 1 米以上超大空心葉片采用自動化焊接技術,研制成功了國內最長的百萬千瓦超超臨界汽輪機 41 英寸(1050mm)末級空心靜葉片和百萬千瓦核電汽輪機 51 英寸(1292mm)末級空心靜葉片。
(5)通過采用信息化與工藝技術的集成,加快了在產業化中產品開發效率和質量,首次實現了產品開發過程中的鍛造工藝的自動化設計、葉片型面數據的自動化測量分析、產品質量數據的自動化收集與分析。
3、技術成熟度
百萬千瓦等級汽輪機長葉片關鍵制造技術已成熟應用于百萬等級核電汽輪機 57 英寸(1448mm)末級動葉片、CAP1000 核電汽輪機 67 英寸(1710mm)末級動葉片、CAP1400 核電 71(1800mm)、72(1828mm)、75(1905mm)英寸末級動葉片、百萬超超臨界汽輪機 60 英寸(1524mm)鈦合金葉片、百萬千瓦超超臨界汽輪機 48 英寸(1220mm)末級動葉片、百萬超超臨界汽輪機 45 英寸(1146mm)柔性自由末級動葉片和 41 英寸(1050mm)末級空心靜葉、CPR1000 核電汽輪機 51英寸(1292mm)空心靜葉片等一系列具有國際先進水平的長葉片研制中,并實現了產業化。
4、應用情況
江南大學和無錫透平葉片有限公司聯合研制生產的百萬千瓦等級汽輪機長葉片已批量經交付給東方汽輪機廠、上海汽輪機廠、哈爾濱汽輪機廠、日本三菱日立、德國西門子等公司,百萬等級核電葉片已通過用戶和中廣核的共同鑒定,無錫透平葉片有限公司因此列入中廣核國內唯一的核電葉片供貨商名單。目前產品已經分別成功運用在國內嶺澳核電站二期、紅沿河一期、北倉港電廠、華能玉環電廠等,經用戶使用后反映良好。
江南大學
2021-04-13