一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種汽輪機(jī)，具體涉及一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國80%的電力來源于熱力發(fā)電，其中大多數(shù)以汽輪機(jī)為原動機(jī)。汽輪機(jī)是一種以蒸汽為動力，并將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式機(jī)械。在這種汽輪機(jī)中，蒸汽的溫度較高，最高可達(dá)650°C以上。因此，如何最大限度地將高溫蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，避免蒸汽熱損失，是提高汽輪機(jī)工作效率、實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的關(guān)鍵因素。
[0003]另外，在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，濕蒸汽所攜帶的水滴會對缸體以及高速旋轉(zhuǎn)的葉片造成沖刷。現(xiàn)有的汽輪機(jī)葉片以及輪機(jī)缸體長期運(yùn)行后，均會發(fā)生水蝕，且水蝕的部位極易形成開裂的裂紋源，繼而導(dǎo)致缸體破損或葉片斷裂、機(jī)組強(qiáng)迫停機(jī)或其它惡性事故。因此，從汽輪機(jī)安全運(yùn)行以及提高使用壽命的角度出發(fā)，必須考慮輪機(jī)內(nèi)部水蝕問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效避免汽輪機(jī)缸體內(nèi)部蒸汽熱量向外部環(huán)境擴(kuò)散、減少熱能損失、提高汽輪機(jī)工作效率且有效克服輪機(jī)內(nèi)部蒸汽水蝕問題的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，包括至少一個缸體，所述缸體包括內(nèi)缸體和外缸體，所述內(nèi)缸體內(nèi)表面包覆熱障復(fù)合涂層，所述熱障復(fù)合涂層依次包括Cr203/Si02復(fù)合防水層、耐水腐蝕層、由導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層以及粘結(jié)層，所述耐水腐蝕層與隔熱層之間電鍍覆銀層或覆鋁層。其中，耐水腐蝕層可為Cr-Ni不銹鋼涂層或現(xiàn)有技術(shù)中其它具有防水腐蝕功能的涂層。隔熱層由導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成，例如:氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦以及稀土鋯酸鹽等氧化物材料。耐水腐蝕層和隔熱層之間電鍍覆銀層或覆鋁層作為反輻射層，由于覆銀層可耐900°C的高溫蒸汽，覆鋁層可耐660°C的高溫蒸汽，而現(xiàn)有汽輪機(jī)的各缸內(nèi)部蒸汽溫度均未到達(dá)該值。因此，本實(shí)用新型所述覆銀層或覆鋁層的設(shè)置，可以有效避免汽輪機(jī)缸體內(nèi)部蒸汽熱量向缸體外部傳遞。
[0006]作為優(yōu)選，所述熱障復(fù)合涂層包覆于汽輪機(jī)缸體內(nèi)部轉(zhuǎn)子葉片基體的外表面。本實(shí)用新型所述轉(zhuǎn)子葉片外表面熱障復(fù)合涂層的設(shè)置，既可以避免葉片基體被蒸汽腐蝕，也可以使得葉片基體免于高溫氧化。
[0007]作為優(yōu)選，所述覆銀層或覆鋁層的厚度為30-50微米。當(dāng)所述覆銀層或覆鋁層的厚度為30-50微米時，熱障復(fù)合涂層整體的隔熱保溫性能最佳。
[0008]作為優(yōu)選，所述Cr203/Si02復(fù)合防水層的厚度為40_80微米，耐水腐蝕層的厚度為30-50微米。
[0009]作為優(yōu)選，所述熱障復(fù)合涂層的厚度為200-300微米。
[0010]作為優(yōu)選，所述外缸體的內(nèi)表面以及內(nèi)缸體的外表面亦包覆熱障復(fù)合涂層。在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)缸體和外缸體之間的缸體夾層也過流一定量的高溫蒸汽，因此在外缸體的內(nèi)表面以及內(nèi)缸體的外表面分別設(shè)置熱障復(fù)合涂層，有利于進(jìn)一步避免缸體內(nèi)部整體被蒸汽腐蝕，同時進(jìn)一步提高缸體整體的隔熱效果。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述外缸體外表面包覆保溫層，所述保溫層表面包覆保護(hù)層，所述保護(hù)層為非晶Si3N4和CrN納米晶制成的復(fù)合涂層。外缸體外表面保護(hù)層的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)外缸體外表面免于被外部水汽腐蝕或空氣氧化腐蝕。
[0012]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0013]1、在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，大部分的高溫蒸汽直接與汽輪機(jī)內(nèi)缸體內(nèi)表面相接觸，Cr203/Si O2復(fù)合防水層以及耐水腐蝕層的設(shè)置，可以對汽輪機(jī)內(nèi)缸體內(nèi)表面起到雙重防水腐蝕的作用，繼而有效避免了汽輪機(jī)內(nèi)缸體因?yàn)檎羝g而造成的損壞。
[0014]2、在耐水腐蝕層以及隔熱層之間電鍍覆銀層或覆鋁層作為反熱輻射層，使得汽輪機(jī)內(nèi)缸體達(dá)到可耐900°C的高溫蒸汽或660°C的高溫蒸汽，繼而有效避免了缸體內(nèi)部的蒸汽熱源的散熱損失。
[0015]3、本實(shí)用新型所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，輪機(jī)缸體內(nèi)部高溫蒸汽散熱損失少、輪機(jī)工作效率高、能耗低且汽輪機(jī)的使用壽命進(jìn)一步提高。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型所述的一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)的部分缸體剖面結(jié)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型所述熱障復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]標(biāo)號說明:1、外缸體；2、內(nèi)缸體；3、保溫層；31、保護(hù)層；4、熱障復(fù)合涂層；41、Cr203/Si02復(fù)合防水層；42、耐水腐蝕層；43、隔熱層；44、粘結(jié)層；45、覆銀層。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0021]實(shí)施例1:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，包括一個高壓缸，所述高壓缸包括外缸體1、內(nèi)缸體2，內(nèi)缸體2的內(nèi)表面與外表面以及外缸體I的內(nèi)表面均覆有熱障復(fù)合涂層4，所述熱障復(fù)合涂層4依次包括Cr203/Si02復(fù)合防水層41、耐水腐蝕層42、由導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層43以及粘結(jié)層44，所述粘結(jié)層44直接包覆于內(nèi)缸體2、外缸體I的表面，所述耐水腐蝕層42與隔熱層43之間電鍍覆銀層45，所述Cr203/Si02復(fù)合防水層41的厚度為50微米、耐水腐蝕層42的厚度為50微米、覆銀層45的厚度為40微米、隔熱層43的厚度為60微米、粘結(jié)層44的厚度為30微米。
[0022]本實(shí)施例1中，耐水腐蝕層42為Cr-Ni不銹鋼涂層，隔熱層43可由氧化鋯、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦以及稀土鋯酸鹽等氧化物材料制成，粘結(jié)層44可由抗氧化高溫的材料制成。
[0023]本實(shí)施例1中的覆銀層45可耐900°C的高溫蒸汽，而現(xiàn)有汽輪機(jī)的各缸內(nèi)部蒸汽溫度均未到達(dá)該值，將其作為反輻射層，可以較好實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)缸體保溫隔熱的性能。
[0024]本實(shí)施例1所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)缸體2內(nèi)外表面以及外缸體I內(nèi)表面熱障復(fù)合涂層4的設(shè)置使得高壓缸內(nèi)部高溫蒸汽的熱量難以從缸體內(nèi)部向缸外擴(kuò)散。同時，由于Cr203/Si02復(fù)合防水層41、耐水腐蝕層42、粘結(jié)層44的設(shè)置，使得高溫蒸汽難以腐蝕或高溫氧化缸體。
[0025]實(shí)施例2:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，與實(shí)施例1的區(qū)別在于，所述耐水腐蝕層42與隔熱層43之間電鍍覆鋁層，所述覆鋁層的厚度為50微米。
[0026]實(shí)施例3:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，與實(shí)施例1或?qū)嵤├?的區(qū)別在于，所述外缸體I外表面包覆保溫層3，保溫層3表面包覆保護(hù)層31，所述保護(hù)層31為非晶Si3N4和CrN納米晶制成的復(fù)合涂層。其中，保溫層3的設(shè)置可進(jìn)一步提高汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的熱損失。保護(hù)層31的設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)外缸體I外表面免于被外部水汽腐蝕或氧化腐蝕。
[0027]實(shí)施例4:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，與實(shí)施例3的區(qū)別在于，所述高壓缸內(nèi)缸體2內(nèi)部轉(zhuǎn)子葉片基體外表面包覆熱障復(fù)合涂層4，熱障復(fù)合涂層4的具體設(shè)置同實(shí)施例1。
[0028]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實(shí)用新型專利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，包括至少一個缸體，所述缸體包括內(nèi)缸體(2)和外缸體(I)，其特征在于，所述內(nèi)缸體(2)內(nèi)表面包覆熱障復(fù)合涂層(4)，所述熱障復(fù)合涂層(4)依次包括Cr203/Si02復(fù)合防水層(41)、耐水腐蝕層(42)、由導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層(43)以及粘結(jié)層(44)，所述耐水腐蝕層(42)與隔熱層(43)之間電鍍覆銀層(45)或覆鋁層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，其特征在于，所述熱障復(fù)合涂層(4)包覆于汽輪機(jī)缸體內(nèi)部轉(zhuǎn)子葉片基體的外表面。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，其特征在于，所述覆銀層(45)或覆鋁層的厚度為30-50微米。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，其特征在于，所述Cr203/Si02復(fù)合防水層(41)的厚度為40-80微米，耐水腐蝕層(42)的厚度為30-50微米。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，其特征在于，所述熱障復(fù)合涂層(4)的厚度為200-300微米。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，其特征在于，所述外缸體(I)的內(nèi)表面以及內(nèi)缸體(2)的外表面包覆熱障復(fù)合涂層(4)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，其特征在于，所述外缸體(I)外表面包覆保溫層(3)，所述保溫層(3)表面包覆保護(hù)層(31)，所述保護(hù)層(31)為非晶Si3N4和CrN納米晶制成的復(fù)合涂層。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種保溫節(jié)能型汽輪機(jī)，所述汽輪機(jī)包括至少一個缸體，所述缸體包括內(nèi)缸體和外缸體，所述內(nèi)缸體內(nèi)表面包覆熱障復(fù)合涂層，所述熱障復(fù)合涂層依次包括Cr2O3/SiO2復(fù)合防水層、耐水腐蝕層、由導(dǎo)熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層以及粘結(jié)層，所述耐水腐蝕層與隔熱層之間電鍍覆銀層或覆鋁層。本實(shí)用新型所述的汽輪機(jī)具有蒸汽散熱損失少、輪機(jī)工作效率高、能耗低且使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】F01D25/00, F01D5/28, F01D25/08
【公開號】CN204921060
【申請?zhí)枴緾N201520558447
【發(fā)明人】張士龍, 王寶玉, 徐厚達(dá), 鄒曉輝
【申請人】華電電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月29日