一種保溫節(jié)能型汽輪機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種汽輪機，具體涉及一種保溫節(jié)能型汽輪機。
【背景技術】
[0002]在我國80%的電力來源于熱力發(fā)電，其中大多數(shù)以汽輪機為原動機。汽輪機是一種以蒸汽為動力，并將蒸汽的熱能轉換成為機械功的旋轉式機械。在這種汽輪機中，蒸汽的溫度較高，最高可達650°C以上。因此，如何最大限度地將高溫蒸汽的熱能轉化為機械能，避免蒸汽熱損失，是提高汽輪機工作效率、實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的關鍵因素。
[0003]另外，在汽輪機運轉過程中，濕蒸汽所攜帶的水滴會對缸體以及高速旋轉的葉片造成沖刷?，F(xiàn)有的汽輪機葉片以及輪機缸體長期運行后，均會發(fā)生水蝕，且水蝕的部位極易形成開裂的裂紋源，繼而導致缸體破損或葉片斷裂、機組強迫停機或其它惡性事故。因此，從汽輪機安全運行以及提高使用壽命的角度出發(fā)，必須考慮輪機內(nèi)部水蝕問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠有效避免汽輪機缸體內(nèi)部蒸汽熱量向外部環(huán)境擴散、減少熱能損失、提高汽輪機工作效率且有效克服輪機內(nèi)部蒸汽水蝕問題的保溫節(jié)能型汽輪機。
[0005]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是:一種保溫節(jié)能型汽輪機，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)表面包覆熱障復合涂層，所述熱障復合涂層依次包括Cr203/Si02復合防水層、耐水腐蝕層、由導熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層以及粘結層，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)有技術中其它具有防水腐蝕功能的涂層。隔熱層由導熱系數(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)有汽輪機的各缸內(nèi)部蒸汽溫度均未到達該值。因此，本實用新型所述覆銀層或覆鋁層的設置，可以有效避免汽輪機缸體內(nèi)部蒸汽熱量向缸體外部傳遞。
[0006]作為優(yōu)選，所述熱障復合涂層包覆于汽輪機缸體內(nèi)部轉子葉片基體的外表面。本實用新型所述轉子葉片外表面熱障復合涂層的設置，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。當所述覆銀層或覆鋁層的厚度為30-50微米時，熱障復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合涂層。在汽輪機運轉過程中，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置熱障復合涂層，有利于進一步避免缸體內(nèi)部整體被蒸汽腐蝕，同時進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層，所述保護層為非晶Si3N4和CrN納米晶制成的復合涂層。外缸體外表面保護層的設置，可以實現(xiàn)汽輪機外缸體外表面免于被外部水汽腐蝕或空氣氧化腐蝕。
[0012]本實用新型同現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點及效果:
[0013]1、在汽輪機運轉過程中，大部分的高溫蒸汽直接與汽輪機內(nèi)缸體內(nèi)表面相接觸，Cr203/Si O2復合防水層以及耐水腐蝕層的設置，可以對汽輪機內(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內(nèi)缸體因為蒸汽水蝕而造成的損壞。
[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，使得汽輪機內(nèi)缸體達到可耐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、本實用新型所述的保溫節(jié)能型汽輪機，輪機缸體內(nèi)部高溫蒸汽散熱損失少、輪機工作效率高、能耗低且汽輪機的使用壽命進一步提高。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，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為本實用新型所述的一種保溫節(jié)能型汽輪機的部分缸體剖面結示意圖。
[0018]圖2為本實用新型所述熱障復合涂層的結構示意圖。
[0019]標號說明:1、外缸體；2、內(nèi)缸體；3、保溫層；31、保護層；4、熱障復合涂層；41、Cr203/Si02復合防水層；42、耐水腐蝕層；43、隔熱層；44、粘結層；45、覆銀層。
【具體實施方式】
[0020]下面結合實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。
[0021]實施例1:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機，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)表面均覆有熱障復合涂層4，所述熱障復合涂層4依次包括Cr203/Si02復合防水層41、耐水腐蝕層42、由導熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層43以及粘結層44，所述粘結層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、粘結層44的厚度為30微米。
[0022]本實施例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，粘結層44可由抗氧化高溫的材料制成。
[0023]本實施例1中的覆銀層45可耐900°C的高溫蒸汽，而現(xiàn)有汽輪機的各缸內(nèi)部蒸汽溫度均未到達該值，將其作為反輻射層，可以較好實現(xiàn)汽輪機缸體保溫隔熱的性能。
[0024]本實施例1所述的保溫節(jié)能型汽輪機在運轉過程中，內(nèi)缸體2內(nèi)外表面以及外缸體I內(nèi)表面熱障復合涂層4的設置使得高壓缸內(nèi)部高溫蒸汽的熱量難以從缸體內(nèi)部向缸外擴散。同時，由于Cr203/Si02復合防水層41、耐水腐蝕層42、粘結層44的設置，使得高溫蒸汽難以腐蝕或高溫氧化缸體。
[0025]實施例2:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機，與實施例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]實施例3:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機，與實施例1或實施例2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表面包覆保護層31，所述保護層31為非晶Si3N4和CrN納米晶制成的復合涂層。其中，保溫層3的設置可進一步提高汽輪機的運轉過程中的熱損失。保護層31的設置，可以實現(xiàn)汽輪機外缸體I外表面免于被外部水汽腐蝕或氧化腐蝕。
[0027]實施例4:如圖1至2所示，一種保溫節(jié)能型汽輪機，與實施例3的區(qū)別在于，所述高壓缸內(nèi)缸體2內(nèi)部轉子葉片基體外表面包覆熱障復合涂層4，熱障復合涂層4的具體設置同實施例1。
[0028]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本實用新型專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本實用新型專利的保護范圍內(nèi)。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種保溫節(jié)能型汽輪機，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)表面包覆熱障復合涂層(4)，所述熱障復合涂層(4)依次包括Cr203/Si02復合防水層(41)、耐水腐蝕層(42)、由導熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層(43)以及粘結層(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)權利要求1所述的保溫節(jié)能型汽輪機，其特征在于，所述熱障復合涂層(4)包覆于汽輪機缸體內(nèi)部轉子葉片基體的外表面。3.根據(jù)權利要求1或2所述的保溫節(jié)能型汽輪機，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)權利要求3所述的保溫節(jié)能型汽輪機，其特征在于，所述Cr203/Si02復合防水層(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)權利要求1或4所述的保溫節(jié)能型汽輪機，其特征在于，所述熱障復合涂層(4)的厚度為200-300微米。6.根據(jù)權利要求5所述的保溫節(jié)能型汽輪機，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合涂層(4)。7.根據(jù)權利要求1或6所述的保溫節(jié)能型汽輪機，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)表面包覆保護層(31)，所述保護層(31)為非晶Si3N4和CrN納米晶制成的復合涂層。
【專利摘要】本實用新型涉及一種保溫節(jié)能型汽輪機，所述汽輪機包括至少一個缸體，所述缸體包括內(nèi)缸體和外缸體，所述內(nèi)缸體內(nèi)表面包覆熱障復合涂層，所述熱障復合涂層依次包括Cr2O3/SiO2復合防水層、耐水腐蝕層、由導熱系數(shù)低的材料制成的隔熱層以及粘結層，所述耐水腐蝕層與隔熱層之間電鍍覆銀層或覆鋁層。本實用新型所述的汽輪機具有蒸汽散熱損失少、輪機工作效率高、能耗低且使用壽命長的優(yōu)點。
【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, 鄒曉輝
【申請人】華電電力科學研究院
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年7月29日