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大型清洁高效电站汽轮机空心静叶片制造技术研发及产业化

发布时间: 2021-06-15

来源: 科创项目库

基本信息

合作方式： 技术服务
成果类型： 发明专利
行业领域：
其他
成果介绍

百万千瓦等级发电机组作为世界上能源消耗最低、环保综合性能最高、技术最先进、运用最广泛的大型发电设备，是一个国家高端装备制造业水平的标志性产品。大型清洁高效电站汽轮机空心静叶片是指用于机组功率在百万千瓦以上核电、超超临界火电机组中汽轮机的静叶片。汽轮机叶片起着将蒸汽的动能转换为机械能的作用，蒸汽在静叶片形成的流道中膨胀，动叶片将静叶片来的蒸汽转化为推动汽轮发电机转子转动的机械能，带动发电机发电。在《中国制造2025重点领域技术路线图》中“超大末级长叶片”被列为“***发电装备”的“关键零部件”。

 由于常规汽轮机实心静叶片极易产生冷凝水滴，在动叶片高速旋转下，冷凝水滴会对叶片产生较大的冲蚀。目前国外以西门子为代表的发电设备制造商，已开始设计成空心结构的静叶片。空心叶片因其独特的中空疏水结构，除湿效果明显，可以大大提高了叶片防水蚀性能和蒸汽效率，减轻了叶片重量，从而提高汽轮机组的运行综合性能、降低成本。但由于其制造技术长期被瑞士宾德等国外大公司垄断，严重限制了我国大型清洁高效电站机组国产化和自主化发展。

 本项目在江苏省科技成果转化项目的支持下，通过对空心叶片内、背弧单板冲压成型技术、进出汽边焊缝全自动焊接技术、型面焊接变形控制技术、精密机械加工控制技术等关键技术的研究，创造性的提出了国内首创的机器人全自动一键式焊接技术、焊缝激光跟踪技术、自动化焊接质量预处理技术、型面整体填芯校正等先进技术，突破了大型空心叶片加工技术复杂、易变形等难点，使得焊接一次合格率从30%提高到70%以上，型面尺寸合格率从50%提高到90%以上，达到国际先进水平，实现了当前已投运百万千瓦等级核电汽轮机中世界最长的51英寸（1292mm）末级空心静叶片和百万千瓦等级超超临界火电汽轮机中世界最长的41英寸（1050mm）末级空心静叶片为代表的国际先进水平的系列产品的研制及产业化。本成果获得了中国机械工业科技进步一等奖，核心技术拥有授权发明专利10项。

本项目成果技术领先，市场竞争力强，项目产品通过了用户和中广核共同鉴定，被中广核列入国内唯一核电叶片供货商名单，并应用于阳江核电站、防城港核电站、北仓港电厂等重大工程项目，产品经用户反映运行质量稳定可靠。目前上海汽轮机厂、德国西门子、日本三菱日立、印度BHEL等知名发电设备制造企业已向本单位批量采购本项目产品。随着我国能源结构战略的调整，多位院士及行业专家预测空心叶片将以强势的竞争力最终使之成为大型清洁高效电站汽轮机组静叶的一个重要发展方向，预计未来市场每年可以达到***亿元以上。本项目产品近三年已累计实现销售***亿元、毛利润4181万元，产品国内市场占有率达95%以上，并获得了全国“制造业单项冠军示范企业”称号。

本项目的实施，打破了国际垄断局面，突破了大型清洁高效电站汽轮机空心叶片关键制造技术瓶颈，提升了我国汽轮机机组的自主创新能力，对推动我国发电设备行业科技进步、节能降耗和环境保护具有重要作用。

成果亮点
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