科创中国

行业领域

高端装备制造产业

需求背景

发展集新技术、新材料、新工艺于一身的蒸汽轮机产业，是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一，具有十分突出的战略地位。面对经济全球化、国际蒸汽轮机市场激烈竞争和国外高度垄断的新形势，国家对我国民族汽轮机产业的发展非常重视，国家发改委和科技部已经将我国蒸汽轮机市场发展的思路和对策纳入“十三五”及长期发展规划中，重型蒸汽轮机是国家优先发展的10项重大技术装备之一，是国家装备制造业重点发展的领域，特别是蒸汽-蒸汽联合循环机组和整体煤气化蒸汽-蒸汽联合循环机组尤为重要。随着中国能源需求迅猛增长以及天然气资源进入大规模开发利用阶段，蒸汽轮机正在形成一个“爆发性增长”的市场。预计到2020年，全国蒸汽轮机联合循环装机容量将达到5500万千瓦，是2000年之前已建成同类装机容量的25倍。此外，蒸汽轮机作为21世纪先导技术，其关键技术始终被国外垄断，国内只进行毛坯铸件的生产。

    为打破国际市场垄断格局、提高我国蒸汽轮机在国际市场竞争力、增大产品市场份额，开展蒸汽轮机高压缸精加工技术研究是非常有必要的。

需解决的主要技术难题

1.内腔拥有多处静叶格栅槽，位置精度要求***，宽度要求***；内腔多处用于隔板装配定位凹槽，精加工尺寸精度***；

2.采用CAD/CAE进行全过程的产品设计，使用三维设计软件，力学分析软件，动画模拟软件等进行虚拟设计以优化结构达到缩短研发周期的目的；

3.设计工装、刀具、量具等，工装采用模块化快换式设计理念，提高装卡效率及精度，大幅提高加工效率；

（1）加工工装设计：该项目产品加工精度要求高，平面度、位置度等行为公差严格。工艺技术组人员根据产品加工工序、机床及产品特点，从机床选择、工件装夹、刀具选择、刀具运行轨迹、切削参数方面入手，保证精加工后的结合面平面度，运用新安装的北一机龙门铣精加工结合面；

（2）检测方法设计：高压内缸结合面为密封面，平行度要求***,采用机床+百分表的方式进行检测，并设计一种高压内缸专用局部平面度及平行度的检测装置。

4.加工前需要检测机床精度，对机床精度进行调整，加工中详细记录每一步加工信息及问题，有目标的改进工艺程序及刀具工装。

期望实现的主要技术目标

高压内缸产品材质为合金钢，直径Φ2103mm，最大长度2313mm，重量14500Kg，由水平中分面分开形成上、下缸内腔内圆均为加工面。

高压内缸结合面采用金属对金属的硬密封，在汽轮机运行过程中，汽轮机渗漏和内缸变形是最常见的设备问题，而高压内缸结合面的严密性直接影响机组的安全经济运行。

其平面度要求为***，***（此精度介于IT2～IT3级）。

内腔多处静叶格栅槽，位置精度要求***，宽度要求***；内腔多处用于隔板装配定位凹槽，尺寸要求精度为***。

处理进度