一種1000mw超超臨界汽輪機閥門鑄件的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種1000MW超超臨界汽輪機閥門鑄件，所述閥門為“T”形三通結構，包括閥體、第一通口、第二通口和第三通口；所述閥體內部與第二通口和第三通口連通處設置有閥門座沉孔，沉孔壁與孔底連接處采用圓角過渡，且圓角光滑；所述第二通口和第三通口內部的錐形收縮段表面光滑；所述閥門鑄件壁厚均勻。本實用新型采用無加強筋結構，結構簡單，安全可造，克服了常見的熱裂和蠕變帶來的應力重新分布的風險；本實用新型采用大孔加工，鑄件加工精度高，實用可靠，降低了加工風險成本，具有很好的市場利用價值。
【專利說明】—種10OOMW超超臨界汽輪機閥門鑄件
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是1000MW超超臨界汽輪機領域，尤其涉及1000MW超超臨界汽輪機閥門鑄件領域。
【背景技術】
[0002]能源工業是國民經濟的支柱和基礎，而目前的狀況是，一方面我國的能源消耗總量雖已達到世界前列，但人均水平還很低，能源工業還需進一步加大發展；另一方面，能源利用效率低，排放污染嚴重。為此，大力發展清潔及再生能源，提高能源轉換效率已成為我國能源工業發展必須解決的關鍵技術問題。我國是以煤為主要一次能源的國家，根據國名經濟的發展需求，到2020年，燃煤火電容量由3.249億千瓦增加到了 6億千瓦，從產業化角度，今后一段時期內高效潔凈燃煤發電技術將是電力工業的主要發展方向，必須大力推行1000MW超超臨界核電機組和煤電機組。
[0003]汽輪機調節保護裝置是汽輪機的核心部件，在機組的動行過程中通過調節蒸汽流量來實現對汽輪機的起動、停車、轉速和輸出功率的控制。其工作時，工作溫度為500-6200C，工作壓力為27MPa。停車時，其自身溫度會降至環境溫度，工作壓力會降至大氣壓力。在這種交變的溫度載荷和長期的高溫高壓條件下，閥殼會不斷地發生微量的塑性變形，引起應力重新分布。常規的設計，為了增加閥殼的強度，通常采用在閥殼內側或外側增加加強筋來增加結構的強度，但這些加強筋或其交接處常常由于熱應力而產生裂紋。
[0004]因在高溫高壓下要求汽輪機主汽門、再熱調節閥殼、再熱主汽門的動作安全可靠，因此要求在加工中嚴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備來加工外，還要求在加工前對加工方案進行充分的論證，必要時還須進行工藝試驗。汽輪機調節保護裝置這些加工特殊特性，對加工能力、技術能力、管理能力提出了非常高的要求。在1000MW超超臨界汽輪機機組的零件加工中，其加工難度僅次于汽缸和轉子主軸的加工。
實用新型內容
[0005]實用新型目的:本實用新型的目的是為了克服加強筋及加強筋根部的熱裂和蠕變帶來的應力重新分布的安全風險，提供了一種1000MW超超臨界汽輪機閥門鑄件，閥門鑄件無加強筋結構設計，確保汽輪機調節保護裝置在高溫高壓的條件下安全可靠地工作，減少機組的維護和動行成本；同時，本實用新型鑄件加工精度高，實用可靠，具有很好的市場利用價值。
[0006]本實用新型是這樣實現的:一種1000麗超超臨界汽輪機閥門鑄件，所述閥門為“T”形三通結構，包括閥體、第一通口、第二通口和第三通口 ；
[0007]所述第一通口內部為大直徑非標鋸齒形螺紋結構，以第一通口作為基準；所述第二通口開口與第一通口相反且同軸設置在閥體上，且所述第二通口為帶有錐形收縮段結構，小口在內，大口在外；所述第三通口結構與第二通口相同，與第一通口軸線垂直設置在閥體上；
[0008]所述閥體內部與第二通口和第三通口連通處設置有閥門座沉孔，沉孔壁與孔底連接處采用圓角過渡，且圓角光滑；
[0009]所述第二通口和第三通口內部的錐形收縮段表面光滑。
[0010]進一步的，所述閥門鑄件壁厚均勻。
[0011]進一步的，所述閥門鑄件材料為GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型采用無加強筋結構，結構簡單，安全可造，克服了常見的熱裂和蠕變帶來的應力重新分布的風險；本實用新型采用大孔加工，鑄件加工精度高，實用可靠，降低了加工風險成本，具有很好的市場利用價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為1000MW超超臨界汽輪機閥門鑄件結構設計示意圖；
[0014]圖2為1000MW超超臨界汽輪機閥門鑄件截面圖；
[0015]圖3為大直徑非標鋸齒形螺紋的局部放大圖。
[0016]圖中:1為閥體,2為閥門座沉孔,3為圓角,4為第二通口，5為第一通口，6為第三通口。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步說明。
[0018]參照圖1，一種1000MW超超臨界汽輪機閥門鑄件，所述閥門為“T”形三通結構，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內部為大直徑非標鋸齒形螺紋結構，以第一通口 5作為基準；所述第二通口 4開口與第一通口 5相反且同軸設置在閥體I上，且所述第二通口 5為帶有錐形收縮段結構，小口在內，大口在外；所述第三通口 6結構與第二通口相同，與第一通口 5軸線垂直設置在閥體I上。
[0019]本實用新型1000麗超超臨界汽輪機閥門鑄件采用無加強筋的結構設計，選用在工作溫度為500-6200C、工作壓力27MPa的工作條件下具有優異機械性能的GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼，在計算機有限元結構優化設計的平臺上完成上述設計。
[0020]無加強筋結構設計的特點是鑄件結構簡單，鑄件壁厚均勻。常規汽輪機主汽門、再熱調節閥殼、再熱主汽門為增加鑄件的剛性，采用了在鑄件內側、鑄件外側增加加強筋。經驗證，在加強筋與鑄件本體交接處常常由于熱應力面產生裂紋。1000MW超超臨界汽輪機調節保護裝置采用無加強筋的結構大大提高了機組工作的穩定性和安全性，減少了維護的成本。
[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，提高了超超臨界機組的
安全可靠性。
[0022]由于鑄件壁厚均勻，規避了在長期高溫高壓條件下不斷發生微量變形，即蠕變變形。這種蠕變變形會引起應力重新分布，使汽輪機閥門鑄件的尺寸發生變化，嚴重影響汽輪機閥門鑄件的工作可靠性，給機組運行帶來安全隱患。而采用本實用新型鑄件的汽輪機組的調節保護系統，發生的故障率比常規汽輪機組的調節保護系統芳故障率降低了 50%以上，大大降低了維護和動行成本，符合節能減排、降本增效的國家政策要求。
[0023]結合圖2，所述閥體I內部與第二通口 4和第三通口 5連通處設置有閥門座沉孔2，所述的閥門座沉孔2的尺寸標準為孔徑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，鏜桿不伸出方滑枕，由方滑枕做軸向進給運動，方滑枕的優良剛性滿足了大孔徑大孔深加工對刀具系統的剛性要求，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切削的加工，是一種典型的深孔R圓孤加工。加工時分層切削，切削量小，無震刀紋；采用圓周插補，尺寸靈活控制，無孔壁或孔底表面過切現象，R圓角過度光滑自然。
[0025]所述第二通口和第三通口內部的錐形收縮段采用數控平旋盤鏜削加工，主軸軸向和平旋盤徑向同時做進給運動，加工后的孔表面光滑，沒有留下震刀紋的加工缺陷。采用了主軸軸向和平旋盤徑向運動為數控，使錐孔的錐度得到了很好的控制。
[0026]結合圖3，所述大直徑非標鋸齒形螺紋采用了數控平旋盤旋插補鏜削加工，裝配的標準鏜刀刀片成本低，加工效率高；加工時數控平旋盤旋插補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高于銑削螺紋的精度。數控不旋盤的徑向運動為數字控制，螺紋的牙形尺寸精度得到顯著提高。
[0027]本實用新型1000麗超超臨界汽輪機閥門鑄件采用無加強筋鑄件結構設計、GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼、大尺寸特殊加工方法的優先實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種IOOOMW超超臨界汽輪機閥門鑄件，其特征是:所述閥殼為“T”形三通結構，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)內部為大直徑非標鋸齒形螺紋結構，以第一通口(5)作為基準；所述第二通口(4)開口與第一通口(5)相反且同軸設置在閥體(I)上，且所述第二通口(4)為帶有錐形收縮段結構，小口在內，大口在外；所述第三通口( 6 )結構與第二通口( 4)相同，與第一通口(5)軸線垂直設置在閥體(I)上； 所述閥體(I)內部與第二通口( 4)和第三通口( 6 )連通處設置有閥門座沉孔(2 )，沉孔壁與孔底連接處采用圓角(3)過渡，且圓角光滑； 所述第二通口(4)和第三通口(6)內部的錐形收縮段表面光滑。
2.根據權利要求1所述的1000MW超超臨界汽輪機調節保護裝置，其特征是:所述閥門鑄件壁厚均勻。
3.根據權利要求1所述的1000MW超超臨界汽輪機調節保護裝置，其特征是:所述閥門鑄件材料為GX12CrMoVNbN9-l鉻鑰合金鑄鋼。
【文檔編號】F16K27/00GK203656305SQ201320583230
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】邵文博, 廖智明, 邵永毅, 尤建成 申請人:無錫潤和葉片制造有限公司