CN1789670A - 蒸汽涡轮发电系统和低压涡轮转子 - Google Patents
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Abstract
一种蒸汽涡轮发电系统，其包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，其中，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度；所述低压涡轮的低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢以重量百分比计包含：C：0.28或更少，Si：0.03或更少，Mn：0.05或更少，Cr：1.5至2.0，V：0.07至0.15，Mo：0.25至0.5，Ni：3.25至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，所述不可避免的杂质以重量百分比计包含：P：0.004或更少，S：0.002或更少，Sn：0.01或更少，As：0.008或更少，Sb：0.005或更少，Al：0.008或更少，以及Cu：0.1或更少。
Description
本申请基于并要求享有2004年12月14日提交的在先日本专利申请No.2004-361304的优先权，该日本专利申请的全文被结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种蒸汽涡轮发电系统，其设置有蒸汽涡轮和低压涡轮转子，其中该蒸汽涡轮具有升至一高温的驱动蒸汽温度。
背景技术
通常，蒸汽涡轮发电系统设置有高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮。由锅炉提供的高温、高压驱动蒸汽流入高压涡轮中，以使高压涡轮在高压叶片级中转动，从而执行膨胀功，然后从高压涡轮中排出。从高压涡轮排出的驱动蒸汽被依次提供给中压涡轮和低压涡轮，以便转动各涡轮，从而执行膨胀功，然后被排出到一冷凝器，以便将蒸汽冷凝成水。
近年来，具有较高的高压涡轮入口蒸汽温度以便提高热效率的蒸汽涡轮发电系统不断增长，并具有这样一种趋势，即驱动蒸汽在蒸汽涡轮的入口和出口之间具有大的温差。为了处理该温差，公开了一些传统蒸汽涡轮发电系统，它们设置有以高温材料作为转子材料的蒸汽涡轮(如JP特开平09-287402，JP特开平09-195701，JP特开2003-27192和JP特开2004-36469)以及具有用于蒸汽入口部分的冷却结构的蒸汽涡轮(例如JP特开2000-328904和JP特开2004-36527)。
如上所述，传统蒸汽涡轮发电系统的低压涡轮入口处的蒸汽温度被设定为这样的温度，例如在该温度下，可保持低压涡轮转子的材料的机械强度。其主要原因在于，如果传统低压涡轮转子的温度超过了可保持机械强度的温度，则会因为时效(或老化)而很大程度地变脆或者有时会同时造成变脆和软化。
因此，在蒸汽涡轮入口处的驱动蒸汽温度被升高到高水平的情况下，需要增大高压涡轮和中压涡轮的膨胀功负载，以便将低压涡轮入口处的驱动蒸汽温度降低至这样的温度，其中在该温度下，可抑制因时效而使低压涡轮转子材料变脆，或者抑制因时效而变软。
其结果是，存在这样的缺陷，即高压涡轮和中压涡轮的叶片级数增大，从而导致整个涡轮尺寸增大。高压涡轮和中压涡轮的叶片级数的增大使得支承高压涡轮和中压涡轮的轴承之间的距离增大，这是导致涡轮产生振动的一个主要原因。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种蒸汽涡轮发电系统和一种低压涡轮转子，其中即使当高压涡轮和中压涡轮具有高的入口蒸汽温度时，低压涡轮也可被操作，并无需增大高压涡轮和中压涡轮的级数。
根据本发明的一个方面，提供了一种蒸汽涡轮发电系统，它包括：高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，其中，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度；所述低压涡轮的低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢按重量百分比计包含：C：0.28或更少，Si：0.03或更少，Mn：0.05或更少，Cr：1.5至2.0，V：0.07至0.15，Mo：0.25至0.5，Ni：3.25至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，所述不可避免的杂质按重量百分比计包含：P：0.004或更少，S：0.002或更少，Sn：0.01或更少，As：0.008或更少，Sb：0.005或更少，Al：0.008或更少，以及Cu：0.1或更少。
根据本发明的另一个方面，提供了一种蒸汽涡轮发电系统，它包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，其中，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度；所述低压涡轮的低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢按重量百分比计包含：C：0.24至0.27，Si：0.03或更少，Mn：0.03或更少，Cr：1.6至1.8，V：0.1至0.15，Mo：0.4至0.45，Ni：3.5至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，所述不可避免的杂质按重量百分比计包含：P：0.003或更少，S：0.0015或更少，Sn：0.005或更少，As：0.006或更少，Sb：0.0015或更少，Al：0.005或更少，以及Cu：0.05或更少。
根据上述蒸汽涡轮发电系统，由于低压涡轮设有由具有上述化学成分的耐热钢制成的低压涡轮转子，即使当中压涡轮具有650至720℃的高入口蒸汽温度时，也可抑制高压涡轮和中压涡轮的级数的增加，并且低压涡轮可以被操作。
根据本发明的又一个方面，提供了一种蒸汽涡轮发电系统中的低压涡轮的低压涡轮转子，所述蒸汽涡轮发电系统包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度，其中，所述低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢按重量百分比计包含：C：0.28或更少，Si：0.03或更少，Mn：0.05或更少，Cr：1.5至2.0，V：0.07至0.15，Mo：0.25至0.5，Ni：3.25至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，所述不可避免的杂质按重量百分比计包含：P：0.004或更少，S：0.002或更少，Sn：0.01或更少，As：0.008或更少，Sb：0.005或更少，Al：0.008或更少，以及Cu：0.1或更少。
根据本发明的再一个方面，提供了一种蒸汽涡轮发电系统中的低压涡轮的低压涡轮转子，所述蒸汽涡轮发电系统包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度，其中，所述低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢按重量百分比计包含：C：0.24至0.27，Si：0.03或更少，Mn：0.03或更少，Cr：1.6至1.8，V：0.1至0.15，Mo：0.4至0.45，Ni：3.5至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，所述不可避免的杂质按重量百分比计包含P：0.003或更少，S：0.0015或更少，Sn：0.005或更少，As：0.006或更少，Sb：0.0015或更少，Al：0.005或更少，以及Cu：0.05或更少。
根据上述低压涡轮转子，由于该低压涡轮转子具有上述化学成分，即使当中压涡轮具有650至720℃的高入口蒸汽温度时，也可抑制高压涡轮和中压涡轮的级数的增加，并且低压涡轮可以被操作。
附图说明
下面将参照附图描述本发明，其中这些附图仅仅用于解释，从任何方面讲其均不意味着对本发明进行限制。
图1是表示根据本发明第一实施例的蒸汽涡轮发电系统的结构的概略示意图；
图2是表示根据本发明第一实施例的蒸汽涡轮发电系统的低压涡轮的结构的示意图；
图3是表示根据本发明第二实施例的蒸汽涡轮发电系统的低压涡轮的结构的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
(第一实施例)
在设置有高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮的蒸汽涡轮发电系统中，中压涡轮的入口蒸汽温度为650至720℃，低压涡轮的入口蒸汽温度为410至430℃，构成低压涡轮的低压涡轮转子的耐热钢适当地选自耐热合金(M1)或(M2)，根据具体条件，其具有下列化学成分范围。这里，高压涡轮的入口蒸汽温度可被设定为650至720℃。在没有另外特别说明的情况下，下面所列出的化学成分的比率按重量百分比计。
(M1)耐热钢，其包含：C：0.28或更少，Si：0.03或更少，Mn：0.05或更少，Cr：1.5至2.0，V：0.07至0.15，Mo：0.25至0.5，Ni：3.25至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，所述不可避免的杂质按重量百分比计包含：P：0.004或更少，S：0.002或更少，Sn：0.01或更少，As：0.008或更少，Sb：0.005或更少，Al：0.008或更少，以及Cu：0.1或更少。
(M2)耐热钢，其包含：C：0.24至0.27，Si：0.03或更少，Mn：0.03或更少，Cr：1.6至1.8，V：0.1至0.15，Mo：0.4至0.45，Ni：3.5至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，所述不可避免的杂质按重量百分比计包含：P：0.003或更少，S：0.0015或更少，Sn：0.005或更少，As：0.006或更少，Sb：0.0015或更少，Al：0.005或更少，以及Cu：0.05或更少。
下面将描述将本发明的耐热钢的各组分限制为上述范围的原因。
(1)C(碳)
作为各种类型碳化物的组成元素，C是一种必不可少的元素，其中所述碳化物有助于确保从钢锭表面层部分向着中央的淬硬能力，并提高大钢锭例如低压涡轮转子材料中的沉淀作用。根据本发明的耐热钢，如果C含量小于0.24％，则不能充分地提供上述效果，但是，如果C含量超过0.28％，则当钢锭凝结时，将会具有很高的偏析倾向。由于这些原因，C含量被确定为0.24至0.28％。更优选地，C含量为0.24至0.27％。
(2)Si(硅)
Si用作还原剂，它提高了抗水蒸汽氧化的能力，并通过加入至少0.005％或更多的硅来达到其效果。但是，如果硅含量过大，则塑性将会降低，并且会加速因时效而变脆。因此，理想的是，尽可能地减小Si的含量。根据本发明的耐热钢，如果硅含量超过0.03％，则上述效果将会被大大削弱。由于这些原因，Si含量被确定为0.005至0.03％。
(3)Mn(锰)
Mn用作去硫剂，当加入至少0.005％或更多的锰时，锰便会发挥其作用。但是，如果锰含量增大，则所产生的硫化物将会增多，蠕变强度将会降低。如果Mn含量超过0.05％，则硫化物将会增多且蠕变强度将会降低。由于这些原因，Mn含量被确定为0.005至0.05％。而且，优选地是，Mn含量为0.005至0.03％。
(4)Cr(铬)
作为碳氮化物的组成元素，Cr是一种必不可少的元素，其中该碳氮化物可有效地抵抗氧化和腐蚀，并有助于改进沉淀作用。如果Cr含量小于1.5％，则在回火热处理之后，移动到碳氮化物中的Cr的量不能被确保：如果Cr含量超过2.0％，则抵抗回火软化的能力将会降低，并且不能确保理想的室温强度，且蠕变强度也会降低。由于这些原因，Cr含量被确定为1.5至2.0％。而且，更优选地，Cr含量为1.6至1.8％。
(5)V(钒)
V用于增强固溶体并有助于细小碳氮化物的形成。如果V含量为0.07％或更大，则足以形成细小的沉淀物，以便抑制母相的恢复，但是，如果V含量超过0.15％，则韧性将会降低。由于这些原因，V含量被确定为0.07至0.15％。而且，更优选地，V含量为0.1至0.15％。
(6)Mo(钼)
Mo用于增强固溶体，并成为碳氮化物的一个组成元素，以便加强沉淀作用。它还有助于提高淬火能力。如果Mo含量为0.25％或更大，则根据本发明的耐热钢将会产生上述效果，但是，如果Mo含量超过0.5％，则塑性将会降低，并且大钢锭的成分偏析的趋势将增大。由于这些原因，Mo含量被确定为0.25至0.5％。而且，更优选地，Mo含量为0.4至0.45％。
(7)Ni(镍)
Ni具有提高淬火能力和塑性的效果，根据本发明的耐热钢，当Ni含量为3.25％或更大时，将会具有所述效果。但是，如果Ni含量超过4.0％，则蠕变强度将会降低。由于这些原因，Ni含量被确定为3.25至4.0％。而且，更优选地，Ni含量为3.5至4.0％。
(8)P(磷)，S(硫)，Sn(锡)，As(砷)，Sb(锑)
这些元素是不可避免的杂质，这些杂质从炼钢原材料中被不可避免地混入，从而在颗粒边界处以非常小的量偏析，进而导致塑性降低和因时效而变脆。因此，理想地是，在工业可能的情况下，尽可能降低这些不可避免的杂质的含量，以使之趋于零。
由于这些原因，P含量被确定为0.004％或更少，且更优选地为0.003％或更少。S含量被确定为0.002％或更少，且更优选地为0.0015％或更少。Sn含量被确定为0.01％或更少，且更优选地为0.005％或更少。As含量被确定为0.008％或更少，且更优选地为0.006％或更少。Sb含量被确定为0.005％或更少，且更优选地为0.0015％或更少。
(9)Al(铝)
与上面在(8)中所述的元素类似，Al是一种不可避免的杂质，其从炼钢原材料中被不可避免地混入。Al可具有还原剂的作用，但是，在根据本发明的耐热钢中，包含Al将降低塑性。因此，理想地是，在工业可能的情况下，尽可能地降低Al含量，以使之趋于0％。由于这些原因，Al含量被确定为0.008％或更少。而且，更优选地，Al含量为0.005％或更少。
(10)Cu(铜)
与上面在(8)和(9)中所述的元素类似，Cu是一种不可避免的杂质，其从炼钢原材料中被不可避免地混入。取决于所加入的Cu的量，Cu具有提高抗腐蚀能力的作用。但是，根据本发明的耐热钢，由于包含有Cu，将会降低塑性和因时效而变脆。因此，理想地是，在工业可能的情况下，尽可能地降低Cu含量，以使之趋于0％。由于这些原因，Cu含量被确定为0.1％或更少。更优选地，Cu含量为0.05％或更少。
(11)H(氢)，O(氧)，N(氮)
这些元素是一些不可避免的气体，它们不可避免地会混入炼钢过程中，从而使得钢变脆，并成为非金属化合物组成元素。因此，理想地是，在工业可能的情况下，尽可能地降低这些不可避免的气体的含量，以使之趋于0％。
由于这些原因，H含量被确定为1.5ppm或更少，更优选地为1.0ppm或更少。O含量被确定为35ppm或更少，更优选地为30ppm或更少。N含量被确定为80ppm或更少，更优选地为60ppm或更少。这里，含量(ppm)指重量ppm。
除了上述元素以外，不可避免的杂质还可能包含例如Mg(镁)、Ti(钛)和类似物，即使这些元素不会对耐热钢的机械强度造成不利影响，但是理想地是，也应尽可能地降低它们的含量，以使之趋于0％。
如上所述，根据本发明的耐热钢将不可避免的杂质和不可避免的气体限制在非常小的含量。因此，当该耐热钢被用于构造低压涡轮转子时，便可以抑制金属结构(或组织)的变化，该变化将会导致因时效而变脆，例如由于在低压涡轮操作期间的加热而导致这些元素的晶界偏析。因此，即使低压涡轮的入口蒸汽温度为例如410℃或更高，也可实现长时间稳定的工作。如果低压涡轮的入口蒸汽温度超过430℃，则会随着时效的进展而发生蠕变。因此，低压涡轮的入口蒸汽温度被限制为最高达430℃。
下面将参照图1描述本发明第一实施例的蒸汽涡轮发电系统10。
图1示出了蒸汽涡轮发电系统10的概略总体结构。该蒸汽涡轮发电系统10主要包括高压涡轮11、中压涡轮12、低压涡轮13、发电机14、冷凝器15和锅炉16。作为蒸汽涡轮发电系统10中的低压涡轮13的低压涡轮转子的一种材料，根据本发明所采用的耐热钢被发现在随后描述的实例1中的高温环境下可长时间地具有良好的机械强度。
首先描述蒸汽涡轮发电系统的大体运作情况。
在锅炉16中被过度加热并从锅炉16中流出的蒸汽通过主蒸汽管道17进入高压涡轮11。当假定高压涡轮11的运动(或转动)叶片被制造成例如六级时，蒸汽在高压涡轮11中执行膨胀功，并从第六级出口被排出，然后通过低温再加热管道18进入锅炉16。进入锅炉16的蒸汽被再加热，经再加热的蒸汽通过高温再加热管道19进入中压涡轮12。
在中压涡轮12的移动叶片被构造成例如六级的情况下，进入中压涡轮12并在其内执行膨胀功的蒸汽通过第六级出口被排出，并通过跨接管道20被供应到低压涡轮13。
被供应到低压涡轮13的蒸汽执行膨胀功，并被冷凝器15冷凝成水。通过锅炉供给泵21使冷凝物的压力增大，并且冷凝物被循环到锅炉16中。被循环到锅炉16的冷凝物变成蒸汽，然后通过主蒸汽管道17被供应到高压涡轮11。通过各蒸汽涡轮的膨胀功驱动发电机14转动，以便产生电力。
下面将参照图2描述低压涡轮13。
图2示意性地示出了低压涡轮13的结构的一个例子。低压涡轮13具有两个结构相同且串联连接的低压涡轮部分30a和30b。低压涡轮部分30a，30b中的每一个具有例如六级移动叶片，且低压涡轮部分30a和低压涡轮部分30b基本对称。低压涡轮内壳31和低压涡轮外壳32被设置在低压涡轮部分30a，30b的周围，以便通过双壳结构将它们罩住。低压涡轮转子33被设置在低压涡轮13的轴部，并且与中压涡轮12和发电机14相连。
如上所述，根据本发明的耐热钢被用于制造低压涡轮转子，已经发现，该耐热钢在后面将要描述的实例1中的高温环境下可长时间地保持良好的机械强度，因此，低压涡轮流入蒸汽34可被设定为410℃至430℃的温度。
例如，在传统蒸汽涡轮发电系统中，当类似于传统蒸汽涡轮发电系统那样，确定高压涡轮的入口蒸汽温度为630℃、中压涡轮的入口蒸汽温度为700℃、中压涡轮的出口蒸汽温度和低压涡轮的入口蒸汽温度约为360℃时，必须使高压涡轮具有约九级，且中压涡轮具有约八级。因此，使得高压涡轮和中压涡轮沿轴向方向的尺寸增大，尤其是，令人担忧的是，整体上具有高压涡轮和中压涡轮的蒸汽涡轮的轴的振动将增大。
然而，在本发明中，低压涡轮流入蒸汽34的温度可被设定为410至430℃。例如，当中压涡轮的出口蒸汽温度和低压涡轮的入口蒸汽温度被设定为约425℃时，高压涡轮和中压涡轮被设定为具有约六级。
相应地，如果高压涡轮和中压涡轮具有高的入口蒸汽温度，则可使本发明的蒸汽发电系统10的高压涡轮和中压涡轮的级数小于传统蒸汽涡轮发电系统的高压涡轮和中压涡轮的级数。因此，便可防止高压涡轮和中压涡轮沿轴向方向的尺寸增大，并且可将高压涡轮和中压涡轮的支承跨距设定为与传统系统中类似的约5300mm。此外，由于高压涡轮和中压涡轮的支承跨距可以被设定成与现有技术中类似的水平，因此，轴的振动也类似于现有技术中的振动，并且不会变得比传统系统中的大。
下面将描述本发明的一些具体实例。
(实例1)
在实例1中将描述本发明的蒸汽涡轮发电系统的低压涡轮转子材料在高温环境下可长时间地具有良好的机械强度。
表1示出了用作低压涡轮转子材料的钢材和实例1中所用的这些钢材的化学成分。在表1所示的钢材中，钢材类型P1和钢材类型P2是耐热钢，它们所具有的化学成分落入本发明给定的范围内，钢材类型C1和钢材类型C2是比较例，它们所具有的化学成分不落在本发明所给定的范围内。
将经过回火热处理的各钢材在400或450℃下经过时效热处理达50000小时，然后，根据JIS Z 2202，利用2mmV形槽夏比(或简支梁)冲击试验块对该钢材进行冲击试验，并经高温长时间加热之后测量塑脆转变温度。表2示出了在高温长时间加热后的塑脆转变温度与初始条件下的塑脆转变温度之间的差值(ΔFATT)，并且还示出了在500℃-200Mpa下进行蠕变断裂试验中所确定的各钢材的蠕变断裂时间。
[表1]
| 钢材类型 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo | V | Al | Cu | Sn | As | Sb | |
| E | P1 | 0.28 | 0.021 | 0.05 | 0.004 | 0.002 | 3.36 | 1.57 | 0.39 | 0.09 | 0.006 | 0.07 | 0.008 | 0.007 | 0.0034 |
| P2 | 0.25 | 0.025 | 0.02 | 0.002 | 0.001 | 3.61 | 1.76 | 0.43 | 0.13 | 0.001 | 0.003 | 0.005 | 0.005 | 0.0013 | |
| CE | C1 | 0.29 | 0.060 | 0.32 | 0.011 | 0.009 | 3.56 | 1.89 | 0.46 | 0.14 | 0.008 | 0.12 | 0.014 | 0.013 | 0.0031 |
| C2 | 0.33 | 0.041 | 0.25 | 0.008 | 0.007 | 3.29 | 1.74 | 0.41 | 0.12 | 0.008 | 0.09 | 0.016 | 0.012 | 0.0028 | |
E＝实例；CE＝比较例
[表2]
| 钢材类型 | ΔFATT，℃ | 蠕变断裂时间(小时) | ||
| 400℃-50,000小时 | 450℃-50,000小时 | 500℃-200MPa | ||
| 实例 | P1 | 10 | 20 | 37920 |
| P2 | 5 | 15 | 55281 | |
| 比较例 | Cl | 220 | 230 | 17248 |
| C2 | 135 | 195 | 9605 | |
如表2所示，对于具有落入本发明给定范围内的化学成分的钢材类型P1和钢材类型P2而言，与加热之前的值相比，其塑脆转变温度保持在最大升高20℃的范围内，但是，已经发现，对于比较例中的钢材类型C1和钢材类型C2而言，与加热之前的值相比，其塑脆转变温度显著升高最大至230℃。
从表2中还可以清楚地看出，具有落入本发明所给定范围内的化学成分的钢材类型Pl和钢材类型P2的蠕变断裂时间为比较例中的钢材类型C1和钢材类型C的蠕变断裂时间的大约2至6倍。
从上面的结果中可以看出，与具有不落入上述范围内的化学成分的材料相比，具有落入本发明所给定范围内的化学成分的低压涡轮转子材料经高温长时间加热之后大大抑制了其变脆，并且提高了高温蠕变强度。
因此，很明显，即使低压涡轮的入口蒸汽温度升高到410℃或更高，与现有技术相比，具有由具有落入本发明给定范围内的化学成分的耐热钢所制成的低压涡轮转子的低压涡轮可提供更好的优良操作性能。此外，还发现，当本发明的低压涡轮的入口蒸汽温度位于410至430℃的范围时，将显示出充分优良的操作性能。
(第二实施例)
下面将参照图3描述根据本发明第二实施例的蒸汽涡轮发电系统。
除了第一实施例中的蒸汽涡轮发电系统的低压涡轮13的蒸汽入口部分被变成不同结构之外，第二实施例的蒸汽涡轮发电系统具有与第一实施例中的蒸汽涡轮发电系统相同的结构和相同的用作低压涡轮的涡轮转子材料。因此，下面将描述第二实施例中的蒸汽涡轮发电系统的低压涡轮50的蒸汽入口部分的结构。
图3示意性地示出了低压涡轮50的结构。可以理解，与第一实施例中的蒸汽涡轮发电系统的低压涡轮13中相同的部件由相同的附图标记表示。
低压涡轮50具有两个结构相同且串联连接的低压涡轮部分30a和30b。低压涡轮部分30a，30b中的每一个具有例如六级移动叶片，且低压涡轮部分30a和低压涡轮叶片30b基本对称。低压涡轮内壳31和低压涡轮外壳32被设置在低压涡轮部分30a，30b的周围，以便通过双壳结构将它们罩住。低压涡轮转子33被设置在低压涡轮50的轴部，并且与中压涡轮12和发电机14相连。
下面将描述低压涡轮50的蒸汽入口部分的结构的一个例子。
一跨接管道20将从中压涡轮12排出的蒸汽引导到低压涡轮50，该跨接管道20在低压涡轮部分30a和低压涡轮部分30b之间与低压涡轮外壳32相连。一冷却介质驱动管道51的一端与低压涡轮外壳32相连，该冷却介质驱动管道51被设置成部分地环绕在跨接管道20周围。跨接管道20和冷却介质驱动管道51构成一双管道结构，在跨接管道20与冷却介质驱动管道51之间所形成的空间构成一条用于冷却介质的通道。冷却介质流经跨接管道20与冷却介质驱动管道51之间的空间，以便对与跨接管道20相连的低压涡轮外壳32的附近进行冷却。
沿着跨接管道20设置的冷却介质驱动管道51的长度和跨接管道20与冷却介质驱动管道51之间的空间根据冷却介质的种类、冷却介质的流量、制造跨接管道20和冷却介质驱动管道51所用材料的热传导系数、流经跨接管道20的流量和温度确定，以使得即使流入低压涡轮50的蒸汽在410至430℃的范围内，低压涡轮外壳32的温度也不会变为上限温度或更高。
这里，例如压缩空气或类似物可被用作冷却介质。例如，当压缩空气被用作冷却介质时，冷却后的压缩空气被排放到大气中。
通过设置上述低压涡轮50的蒸汽入口部分的冷却结构，即使当温度高于传统低压涡轮的入口蒸汽温度的蒸汽流入低压涡轮50时，与跨接管道20相连的蒸汽入口部分的低压涡轮外壳32所用的材料也可由传统低压涡轮外壳所用材料构成，例如采用碳钢。而且，低压涡轮的使用寿命可被设定为与现有技术相同。
应当注意，本发明并不局限于所描述的实施例，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对本发明做出多种其它改变和变型。所有落入权利要求的等同物的含义和范围内的经改变或变型的实施例均应包含在本发明中。
Claims (7)
1.一种蒸汽涡轮发电系统，其包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，
其中，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，且所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度；以及
其中，所述低压涡轮的低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢以重量百分比计包含：C：0.28或更少，Si：0.03或更少，Mn：0.05或更少，Cr：1.5至2.0，V：0.07至0.15，Mo：0.25至0.5，Ni：3.25至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，以及
所述不可避免的杂质以重量百分比计包含：P：0.004或更少，S：0.002或更少，Sn：0.01或更少，As：0.008或更少，Sb：0.005或更少，Al：0.008或更少，以及Cu：0.1或更少。
2.一种蒸汽涡轮发电系统，其包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，
其中，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度；以及
其中，所述低压涡轮的低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢以重量百分比计包含：C：0.24至0.27，Si：0.03或更少，Mn：0.03或更少，Cr：1.6至1.8，V：0.1至0.15，Mo：0.4至0.45，Ni：3.5至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体，
所述不可避免的杂质以重量百分比计包含：P：0.003或更少，S：0.0015或更少，Sn：0.005或更少，As：0.006或更少，Sb：0.0015或更少，Al：0.005或更少，以及Cu：0.05或更少。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽涡轮发电系统，其特征在于，所述高压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度。
4.根据权利要求1或2所述的蒸汽涡轮发电系统，其特征在于，还包括：
冷却装置，用于冷却所述低压涡轮的蒸汽入口部分的外壳。
5.一种蒸汽涡轮发电系统中的低压涡轮的低压涡轮转子，所述蒸汽涡轮发电系统包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度，
其中，所述低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢以重量百分比计包含：C：0.28或更少，Si：0.03或更少，Mn：0.05或更少，Cr：1.5至2.0，V：0.07至0.15，Mo：0.25至0.5，Ni：3.25至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体；以及
其中，所述不可避免的杂质以重量百分比计包含：P：0.004或更少，S：0.002或更少，Sn：0.01或更少，As：0.008或更少，Sb：0.005或更少，Al：0.008或更少，以及Cu：0.1或更少。
6.一种蒸汽涡轮发电系统中的低压涡轮的低压涡轮转子，所述蒸汽涡轮发电系统包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮，所述中压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度，所述低压涡轮具有410至430℃的入口蒸汽温度，
其中，所述低压涡轮转子由耐热钢制成，该耐热钢以重量百分比计包含：C：0.24至0.27，Si：0.03或更少，Mn：0.03或更少，Cr：1.6至1.8，V：0.1至0.15，Mo：0.4至0.45，Ni：3.5至4.0，其余为Fe、不可避免的杂质和不可避免的气体；以及
其中，所述不可避免的杂质以重量百分比计包含：P：0.003或更少，S：0.0015或更少，Sn：0.005或更少，As：0.006或更少，Sb：0.0015或更少，Al：0.005或更少，以及Cu：0.05或更少。
7.根据权利要求5或6所述的低压涡轮转子，其特征在于，所述高压涡轮具有650至720℃的入口蒸汽温度。
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