冶炼、连铸工艺与装备技术方向——重要研究进展之四

时间:2017-01-09浏览:506

600MW以上大容量超超临界火电机组汽轮机护环研制与产业化

        护环是汽轮发电机上关键受力部件,在高度、高应力、腐蚀和强磁场的环境条件下工作,要求护环应有高的强韧性,较高的屈强比、抗腐蚀性能和低的导磁性能。护环的高纯净度冶炼、锻造、热处理和冷变形强化工艺一直是行业公认的技术难题,核心技术长期被国外垄断,大容量超超临界火电机组汽轮机护环全部依赖进口。

        东北大学与德阳万鑫、哈电和宝钢特钢,历经近5年的联合攻关,2016年度,依靠自主创新解决了大容量超超临界火电机组汽轮机护环冶炼、锻造、热处理、冷变形强化等关键技术难题,开发出大容量护环的成套制备技术。取得了如下创新和技术进展:

(1)开发了氮合金化、Al、Ti等杂质元素控制、氮均匀性控制冶炼关键技术,形成批量稳定生产氮含量0.6~0.8%、高纯净(Al、Ti均小于0.008%)、成分均匀、组织致密高品质P900电渣锭的能力,为高强韧的600MW以上大容量超超临界火电机组护环的制备提供了重要的物质保障。

(2)开发出“模内闭式冲孔和正反双向挤压和压应力锻造+自由快锻辅助成形”新锻造工艺和新装备,锻后余热形变固溶热处理技术和“预先冷变形后再结晶固溶热处理+液压与楔块联合冷变形”锻后细晶强韧化处理冷变形强化新工艺,形成了600MW以上大容量护环锻造、热处理和冷变形强化成套关键技术。

(3)国内首次对600MW护环系统的解剖和性能检测,找到了影响其延伸率的关键因素。获得了不同位置及不同方向力学性能变化规律,室温及运行温度下的低周疲劳、裂纹扩展速率、静动态断裂韧度等,为促进护环的国产化进程积累了大量可靠试验数据。

        该项目2016年1月16日通过国家能源局技术鉴定,6月25日通过科技部863专家组课题验收。目前,该产品已形成批量稳定生产能力,产品质量达到国际先进水平,已供货东电并实现装机应用,出口印度2件,并与西门子公司达成供货协议。护环成功国产化打破了德国和日本近30年技术封锁和市场垄断,填补了国内空白,使进口护环大幅降价,保障了我国能源建设安全,极大降低了我国电站建设成本,经济和社会效益显著。

600MW护环

1000MW护环