一种1000mw超超临界汽轮机阀门铸件的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种1000MW超超临界汽轮机阀门铸件，所述阀门为“T”形三通结构，包括阀体、第一通口、第二通口和第三通口；所述阀体内部与第二通口和第三通口连通处设置有阀门座沉孔，沉孔壁与孔底连接处采用圆角过渡，且圆角光滑；所述第二通口和第三通口内部的锥形收缩段表面光滑；所述阀门铸件壁厚均匀。本实用新型采用无加强筋结构，结构简单，安全可造，克服了常见的热裂和蠕变带来的应力重新分布的风险；本实用新型采用大孔加工，铸件加工精度高，实用可靠，降低了加工风险成本，具有很好的市场利用价值。
【专利说明】—种10OOMW超超临界汽轮机阀门铸件
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是1000MW超超临界汽轮机领域，尤其涉及1000MW超超临界汽轮机阀门铸件领域。
【背景技术】
[0002]能源工业是国民经济的支柱和基础，而目前的状况是，一方面我国的能源消耗总量虽已达到世界前列，但人均水平还很低，能源工业还需进一步加大发展；另一方面，能源利用效率低，排放污染严重。为此，大力发展清洁及再生能源，提高能源转换效率已成为我国能源工业发展必须解决的关键技术问题。我国是以煤为主要一次能源的国家，根据国名经济的发展需求，到2020年，燃煤火电容量由3.249亿千瓦增加到了 6亿千瓦，从产业化角度，今后一段时期内高效洁净燃煤发电技术将是电力工业的主要发展方向，必须大力推行1000MW超超临界核电机组和煤电机组。
[0003]汽轮机调节保护装置是汽轮机的核心部件，在机组的动行过程中通过调节蒸汽流量来实现对汽轮机的起动、停车、转速和输出功率的控制。其工作时，工作温度为500-6200C，工作压力为27MPa。停车时，其自身温度会降至环境温度，工作压力会降至大气压力。在这种交变的温度载荷和长期的高温高压条件下，阀壳会不断地发生微量的塑性变形，引起应力重新分布。常规的设计，为了增加阀壳的强度，通常采用在阀壳内侧或外侧增加加强筋来增加结构的强度，但这些加强筋或其交接处常常由于热应力而产生裂纹。
[0004]因在高温高压下要求汽轮机主汽门、再热调节阀壳、再热主汽门的动作安全可靠，因此要求在加工中严格遵守图纸的加工尺寸及形位公差要求。而在加工尺寸中，相当一部分尺寸为大孔径，大深度的尺寸，为保证这些大尺寸的特殊特性的要求，除要求使用高精度的大型设备来加工外，还要求在加工前对加工方案进行充分的论证，必要时还须进行工艺试验。汽轮机调节保护装置这些加工特殊特性，对加工能力、技术能力、管理能力提出了非常高的要求。在1000MW超超临界汽轮机机组的零件加工中，其加工难度仅次于汽缸和转子主轴的加工。
实用新型内容
[0005]实用新型目的:本实用新型的目的是为了克服加强筋及加强筋根部的热裂和蠕变带来的应力重新分布的安全风险，提供了一种1000MW超超临界汽轮机阀门铸件，阀门铸件无加强筋结构设计，确保汽轮机调节保护装置在高温高压的条件下安全可靠地工作，减少机组的维护和动行成本；同时，本实用新型铸件加工精度高，实用可靠，具有很好的市场利用价值。
[0006]本实用新型是这样实现的:一种1000丽超超临界汽轮机阀门铸件，所述阀门为“T”形三通结构，包括阀体、第一通口、第二通口和第三通口 ；
[0007]所述第一通口内部为大直径非标锯齿形螺纹结构，以第一通口作为基准；所述第二通口开口与第一通口相反且同轴设置在阀体上，且所述第二通口为带有锥形收缩段结构，小口在内，大口在外；所述第三通口结构与第二通口相同，与第一通口轴线垂直设置在阀体上；
[0008]所述阀体内部与第二通口和第三通口连通处设置有阀门座沉孔，沉孔壁与孔底连接处采用圆角过渡，且圆角光滑；
[0009]所述第二通口和第三通口内部的锥形收缩段表面光滑。
[0010]进一步的，所述阀门铸件壁厚均匀。
[0011]进一步的，所述阀门铸件材料为GX12CrMoVNbN9-l铬钥合金铸钢。
[0012]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用无加强筋结构，结构简单，安全可造，克服了常见的热裂和蠕变带来的应力重新分布的风险；本实用新型采用大孔加工，铸件加工精度高，实用可靠，降低了加工风险成本，具有很好的市场利用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为1000MW超超临界汽轮机阀门铸件结构设计示意图；
[0014]图2为1000MW超超临界汽轮机阀门铸件截面图；
[0015]图3为大直径非标锯齿形螺纹的局部放大图。
[0016]图中:1为阀体,2为阀门座沉孔,3为圆角,4为第二通口，5为第一通口，6为第三通口。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步说明。
[0018]参照图1，一种1000MW超超临界汽轮机阀门铸件，所述阀门为“T”形三通结构，包括阀体1、第一通口 5、第二通口 4和第三通口 6 ;所述第一通口 5内部为大直径非标锯齿形螺纹结构，以第一通口 5作为基准；所述第二通口 4开口与第一通口 5相反且同轴设置在阀体I上，且所述第二通口 5为带有锥形收缩段结构，小口在内，大口在外；所述第三通口 6结构与第二通口相同，与第一通口 5轴线垂直设置在阀体I上。
[0019]本实用新型1000丽超超临界汽轮机阀门铸件采用无加强筋的结构设计，选用在工作温度为500-6200C、工作压力27MPa的工作条件下具有优异机械性能的GX12CrMoVNbN9-l铬钥合金铸钢，在计算机有限元结构优化设计的平台上完成上述设计。
[0020]无加强筋结构设计的特点是铸件结构简单，铸件壁厚均匀。常规汽轮机主汽门、再热调节阀壳、再热主汽门为增加铸件的刚性，采用了在铸件内侧、铸件外侧增加加强筋。经验证，在加强筋与铸件本体交接处常常由于热应力面产生裂纹。1000MW超超临界汽轮机调节保护装置采用无加强筋的结构大大提高了机组工作的稳定性和安全性，减少了维护的成本。
[0021]GX12CrMoVNbN9-l铬钥合金铸钢材料属于600?625°C档次的9 — 10%Cr钢，这是一种在高温(静)强度满足安全的要求条件下疲劳性能突出的材料，提高了超超临界机组的
安全可靠性。
[0022]由于铸件壁厚均匀，规避了在长期高温高压条件下不断发生微量变形，即蠕变变形。这种蠕变变形会引起应力重新分布，使汽轮机阀门铸件的尺寸发生变化，严重影响汽轮机阀门铸件的工作可靠性，给机组运行带来安全隐患。而采用本实用新型铸件的汽轮机组的调节保护系统，发生的故障率比常规汽轮机组的调节保护系统芳故障率降低了 50%以上，大大降低了维护和动行成本，符合节能减排、降本增效的国家政策要求。
[0023]结合图2，所述阀体I内部与第二通口 4和第三通口 5连通处设置有阀门座沉孔2，所述的阀门座沉孔2的尺寸标准为孔径0 1085H70+0.105、孔深1680，采用自制的高刚性镗刀，将刀具直接连接在镗杆上，加工时，镗杆不伸出方滑枕，由方滑枕做轴向进给运动，方滑枕的优良刚性满足了大孔径大孔深加工对刀具系统的刚性要求，加工后的孔的直线度和圆柱度完全满足表面质量要求和形位公差要求。
[0024]沉孔壁与孔底连接处圆角3，采用单刃成形镗刀分层圆周插补切削的加工，是一种典型的深孔R圆孤加工。加工时分层切削，切削量小，无震刀纹；采用圆周插补，尺寸灵活控制，无孔壁或孔底表面过切现象，R圆角过度光滑自然。
[0025]所述第二通口和第三通口内部的锥形收缩段采用数控平旋盘镗削加工，主轴轴向和平旋盘径向同时做进给运动，加工后的孔表面光滑，没有留下震刀纹的加工缺陷。采用了主轴轴向和平旋盘径向运动为数控，使锥孔的锥度得到了很好的控制。
[0026]结合图3，所述大直径非标锯齿形螺纹采用了数控平旋盘旋插补镗削加工，装配的标准镗刀刀片成本低，加工效率高；加工时数控平旋盘旋插补镗削的方向与螺纹旋入的方向一致，使得镗削后的螺纹精度远高于铣削螺纹的精度。数控不旋盘的径向运动为数字控制，螺纹的牙形尺寸精度得到显著提高。
[0027]本实用新型1000丽超超临界汽轮机阀门铸件采用无加强筋铸件结构设计、GX12CrMoVNbN9-l铬钥合金铸钢、大尺寸特殊加工方法的优先实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种IOOOMW超超临界汽轮机阀门铸件，其特征是:所述阀壳为“T”形三通结构，包括阀体(I)、第一通口(5)、第二通口(4)和第三通口(6)； 所述第一通口(5)内部为大直径非标锯齿形螺纹结构，以第一通口(5)作为基准；所述第二通口(4)开口与第一通口(5)相反且同轴设置在阀体(I)上，且所述第二通口(4)为带有锥形收缩段结构，小口在内，大口在外；所述第三通口( 6 )结构与第二通口( 4)相同，与第一通口(5)轴线垂直设置在阀体(I)上； 所述阀体(I)内部与第二通口( 4)和第三通口( 6 )连通处设置有阀门座沉孔(2 )，沉孔壁与孔底连接处采用圆角(3)过渡，且圆角光滑； 所述第二通口(4)和第三通口(6)内部的锥形收缩段表面光滑。
2.根据权利要求1所述的1000MW超超临界汽轮机调节保护装置，其特征是:所述阀门铸件壁厚均匀。
3.根据权利要求1所述的1000MW超超临界汽轮机调节保护装置，其特征是:所述阀门铸件材料为GX12CrMoVNbN9-l铬钥合金铸钢。
【文档编号】F16K27/00GK203656305SQ201320583230
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】邵文博, 廖智明, 邵永毅, 尤建成 申请人:无锡润和叶片制造有限公司