CN205135718U - 汽轮机及其螺栓组合转子 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽轮机及其螺栓组合转子，所述螺栓组合转子包括高温段、低温段以及设置在高温段和低温段外周上的多个叶轮，所述高温段靠近低温段的连接端部设有包括沿所述螺栓组合转子周向布置的多个第一螺栓孔的第一法兰，所述低温段靠近高温段的连接端部设有包括对应的多个第二螺栓孔的第二法兰，该螺栓组合转子还包括螺栓连接结构，其安装至对应的第一螺栓孔和第二螺栓孔并将所述高温段和低温段牢固地连接在一起，成为一体化的整体。本实用新型其具有简单紧凑牢固的结构，并降低了制造工艺难度和制造成本、提高成品率。

Description

汽轮机及其螺栓组合转子

技术领域

本实用新型涉及汽轮机技术领域，具体而言涉及汽轮机及其螺栓组合转子。

背景技术

汽轮机是火力发电行业的主要生产设备之一，属于以水蒸汽为介质的复杂能源转换机械设备，起着把蒸汽的热能转化为机械能并最终带动发电机以将机械能转化为电能的作用。汽轮机的工作原理为：锅炉产生的高温高压过热蒸汽进入汽轮机后，在汽轮机的每一级动静叶片之间产生热能和动能的转换，通过逐级膨胀作功，高速流动的蒸汽推动汽轮机转子高速旋转，带动发电机长期工作，从而将机械能转换成巨大的电能。汽轮机也可称为蒸汽透平。

目前，汽轮机根据蒸汽气流在透平动静叶片级间的工作特性可分为冲动式汽轮机与反动式汽轮机。冲动式汽轮机中的蒸汽气流在动叶间只改变方向，主要在静叶间膨胀加速，透平的级反力度小。现阶段国内设计生产的汽轮机大多数为冲动式汽轮机。例如，100MW至200MW功率等级的汽轮机通常采用超高压冲动式结构，其进汽初参数最佳取值范围为：压力12.7Mpa至13.7Mpa、温度530℃至560℃。

现有的100MW至200MW功率等级的超高压冲动式汽轮机设计中，一般采用双缸、双转子、多排汽结构，这主要由该功率等级汽轮机的进汽初参数为超高压决定的。对于超高压汽轮机来说，若要达到100MW至200MW的输出功率，必须有相应的蒸汽流量与出口背压匹配。汽轮机根据进汽排汽参数进行相关热力、气动、通流、结构设计。同时考虑到汽轮机材料强度、制造工艺、气动性能，国内外汽轮机厂家对该功率等级汽轮机一般均采用双转子、双缸、多排汽结构，主要是双转子、双缸、双排汽结构。

根据蒸汽在汽轮机内的工作压力等级，汽轮机设置有多个独立的汽缸，例如高压缸、中压缸和低压缸。每个汽缸内设有一个独立的转子或联合转子，多个转子之间通过联轴器连接在一起。蒸汽作功后的排汽从汽轮机低压缸的多个低压排汽口排出。

汽轮机转子是汽轮机组的最重要零部件之一，对转子材料品质、冶炼工艺、锻造工艺、热处理工艺、精密机械加工工艺、质量检测手段等均有着非常严格的技术要求。汽轮机转子的制造加工过程一直是汽轮机产品制造加工体系中的重中之重。现有的超高压进汽参数汽轮机所具有的多转子、多缸、多排汽特点造成了其存在结构复杂、机组总长度等外形尺寸过大、重量较大、制造成本较高等缺点。

针对上述100M至200MW功率等级的超高压冲动式汽轮机的缺点和不足，人们研发出一种新型的单轴单缸单排汽超高压中间再热双抽汽冲动凝汽式汽轮机(以下简称单轴单缸汽轮机)并投入运行。这种新型汽轮机的最主要技术特征之一就是仅具有一根完整的转子，也叫整体锻造转子，简称整锻转子。整锻转子是由一整根特殊高合金耐热转子钢锻造毛坯加工而成。该整锻转子只有前后两端有轴承支承，整根转子贯穿汽轮机的高压缸和中低压缸，全部动叶片都安装在这同一根转子上。也就是说整锻转子要在高温高压、中温中压、再热后的高温中压以及低温低压各种工作环境下，同时经受住各种工作环境的考验，长期高负荷、高转速地安全运转。上述一系列不利因素，对整锻转子的设计制造加工过程，提出了更高的技术要求。

汽轮机整锻转子的锻造毛坯设计制造周期通常在六个月以上。相比于多转子、多缸、多排汽结构的汽轮机中分段制造的转子而言，整锻转子设计难度大幅度上升，锻造毛坯制造加工工艺难度进一步加大，且在制造加工的任何一个环节或者整锻转子的任何一个部位出现问题，都有可能导致整根转子报废，造成巨大经济损失和工期延误。锻造毛坯制造加工工艺中最为关键的整体差温热处理工艺环节可以说是整锻转子的最大工艺难点。所谓整体差温热处理，是指采用某种特殊材质成分、采用特殊冶炼锻造工艺制造的整体转子钢毛坯，在转子高温段和转子低温段分别采用不同的特殊热处理工艺同炉同时进行转子的整体热处理，其难度之大，技术要求之高使得在世界范围内成熟掌握此类技术的生产厂商屈指可数，质量达顶极的不过一二。相应地，整锻转子的制造成本也大幅度提高。根据粗略估算，单轴单缸汽轮机组的单根整锻转子的综合制造加工成本约为普通多轴多缸多排汽汽轮机组的高、中、低压转子制造加工总成本的三倍以上。另外，高质量的整锻转子主要依靠从国外进口，而且技术领先产品优良的供货厂商，全世界仅有一两家可选，可见其制造加工技术难度之高。这一类整锻转子的完全国产化，还有相当长的路要走，还有相当多的技术难点需要克服。

由此可以看出，由于当前世界范围内大型锻件资源不足、制造成本高昂，汽轮机用转子锻件已经成为汽轮机发展的障碍之一，制约着国内汽轮机制造行业的进步。因此，需要研究一种新型的单缸汽轮机用转子，以解决上述这些问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种新型的汽轮机螺栓组合转子，其具有简单紧凑牢固的结构，并降低了制造工艺难度和制造成本、提高成品率。

本实用新型还提供了一种采用上述改进的螺栓组合转子的汽轮机。

根据本实用新型的一个技术方案，提供一种汽轮机螺栓组合转子，包括高温段、低温段以及设置在高温段和低温段外周上的多个叶轮，所述高温段靠近低温段的连接端部设有包括沿所述螺栓组合转子周向布置的多个第一螺栓孔的第一法兰，所述低温段靠近高温段的连接端部设有包括对应的多个第二螺栓孔的第二法兰，该汽轮机螺栓组合转子还包括螺栓连接结构，其安装至对应的第一螺栓孔和第二螺栓孔并将所述高温段和低温段牢固地连接在一起。

这样，转子被分成通过螺栓和法兰相连接的两段，可以先对这两段分别进行加工以满足高温段和低温段的不同要求后再牢固连接在一起，降低加工工艺难度、提高产品成品率并降低成本。一旦其中一段出现不可弥补的缺陷，仅需要更换这一段而无需将整个转子报废。

进一步地，所述螺栓连接结构包括穿设进相对应的第一螺栓孔和第二螺栓孔的连接螺栓以及分别安装至所述连接螺栓两端的两个锁紧螺母。这样实现高温段和低温段简单可靠的连接。

进一步地，所述第一法兰与所述高温段的相邻的叶轮之间形成第一轴向间隔，所述第二法兰与所述低温段的相邻的叶轮之间形成第二轴向间隔，所述两个锁紧螺母分别位于所述第一和第二轴向间隔中。这样将法兰与叶轮分开并由法兰承受螺栓力而叶轮不受影响以确保转子正常运行，同时便于将锁紧螺母安装在连接螺栓上。

优选地，所述高温段和/或所述低温段的邻近所述第一法兰和/或第二法兰的叶轮具有与第一螺栓孔和第二螺栓孔大致对准的通孔，所述连接螺栓的面向所述通孔的端部具有供预紧装置操作的预紧安装部。这样，预紧装置错开法兰与叶轮之间的轴向间隔而安装在与法兰相邻的两片叶轮之间，避免法兰与相邻叶轮之间的轴向间隔过大，使转子轴向结构紧凑。

优选地，所述预紧安装部包括形成在所述连接螺栓的端部处的内螺纹孔。这样便于与预紧装置相连接。

进一步地，所述高温段与所述低温段的连接端部之间形成有凹凸配合的扭矩传递结构。这样可以最大限度减少连接螺栓所承受的剪切应力，保证转子安全运转。

优选地，所述扭矩传递结构包括一体形成在所述高温段的连接端部上的键以及一体形成在所述低温段的连接端部上并与所述键相对应的键槽。这种凹凸配合的键槽结构可有效承担大部分扭矩，且结构简单易于加工和装配。

进一步地，所述高温段与所述低温段相连接的端部之间形成有对中结构，它包括相匹配的周向止挡和周向凹槽。这样可以保证转子的两段在连接过程中精准的对中性，提高转子的成品质量。

进一步地，所述高温段和所述低温段由不同材料制成。这样转子可以同时满足高温段的高温性能和低温段的高强度性能。

根据本实用新型的另一个方案，提供一种汽轮机，包括单个汽缸以及穿设在所述单个汽缸中的单个转子，所述单个汽缸包括相连接的高压缸体和中低压缸体，所述单个转子为前述的汽轮机螺栓组合转子。这种汽轮机结构简单紧凑、占地面积小，且运行安全可靠，同时制造工艺难度和制造成本大幅度降低。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的实施例的汽轮机的示意图；

图2示出了根据本实用新型的实施例的螺栓组合转子的示意图；

图3示出了根据图2的A处放大图；

图4示出了根据图3的B向示意图；

图5示出了根据图3的C向示意图；

图6示出了图4中沿J-J线截取的剖视图；以及

图7示出了图4中沿K-K线截取的剖视图。

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开汽轮机及其螺栓组合转子的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“左”、“右”、“向上”、“向下”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

在本实用新型中的术语“约”或“大致”将会被本领域普通技术人员理解且将根据用到该术语的上下文在一定范围内变化。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第二”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

如图1至图7所示，根据本实用新型的一个实施例，涉及一种单轴单缸单排汽超高压中间再热双抽汽冲动凝汽式汽轮机100(以下简称汽轮机100)。参见图1，汽轮机100包括呈回转圆筒体状以整体形式构造的汽缸，即单个汽缸1、设置在该单个汽缸1中可以绕中心线21转动的螺栓组合转子2以及沿中心线21方向布置在螺栓组合转子2外周上的多个叶片级3。其中每一个叶片级3包括多个静叶片30和多个动叶片32。静叶片30设置在汽缸1的内壁上，动叶片32设置在例如与螺栓组合转子2一体形成的叶轮24上。在汽缸1与螺栓组合转子2的间隙处设置有多处轴封装置。

如图1所示，以100MW至200MW输出功率等级的超高压冲动式汽轮机为例，符合进汽参数的高温高压蒸汽进入汽轮机100后，在各个叶片级3之间流过，逐级膨胀作功以带动汽轮机100的螺栓组合转子2高速旋转。随着蒸汽在汽轮机100内作功，沿着蒸汽在汽轮机100内的行进路径，蒸汽的压力也在逐渐减小。因此，在本实用新型实施例中，根据蒸汽在汽轮机100内压力的大小，以分界线4为界，大致将汽轮机100分为左右布置的高压段40和中低压段42。

继续参见图1，单个汽缸1沿水平方向横向延伸，并出于容易说明的目的也以所述分界线4为界大致分为左右布置的高压缸体10和中低压缸体11。高压缸体10和中低压缸体11例如通过设置有多个内置螺栓17的垂直法兰连接而形成一个整体。应当注意，高压缸体10和中低压缸体11整体上构成一个汽缸，即所述的单个汽缸1，而区别于现有技术中的多个汽缸。螺栓组合转子2延伸经过高压缸体10和中低压缸体11。

在高压缸体10上设置有高压缸进汽口107和与该高压缸进汽口107相间隔布置在其下游的高压缸排汽口103。在高压缸排汽口103的下游被构造成分流三通结构。分流三通结构的一个出口是再热管口118，另一个出口是高排中压抽汽口119。高排中压抽汽口119向下游的工业用汽用户系统供汽。在这里，“高排中压”意指膨胀作功后从高压缸体10的排出侧、即出口排出的中压蒸汽，此时虽然该蒸汽来自于高压缸体10，但其压力因为已推动高压缸体10内的多个叶片级3作功而降至中压，如下文进一步说明。“高压缸进汽口”意指连接至高压缸体10的流入侧的蒸汽入口，这些蒸汽将用于推动高压缸体10内的多个叶片级3作功。在所示的实施例中，高压缸进汽口107邻近分界线4设置。

在中低压缸体11上设置有中低压缸进汽口111和低压抽汽口114。低压抽汽口114位于中低压缸进汽口111的下游侧，用于抽取蒸汽提供给下游工业用汽用户系统。

参见图1和图2，从锅炉(图中未示出)流出的高温高压(例如530℃至560℃、12.7MPa至13.7MPa)蒸汽沿箭头a方向从高压缸进汽口107流入高压缸体10后，在高压段40膨胀作功带动螺栓组合转子2转动。如前所述地，蒸汽在高压段40作功后，其压力通常降至中温中压(例如300℃至330℃、2.2MPa至3.2MPa)。降至中温中压的蒸汽沿箭头b经高压缸排汽口103流出，其中一部分蒸汽沿箭头f经连接在高排中压抽汽口119与下游工业用汽用户系统之间的连管装置输送给下游工业用汽用户系统，另一部分蒸汽由再热管口118沿箭头c流出，经锅炉(图中未示出)和中间再热装置6进行中间再热升温后，成为高温中压(例如530℃至560℃、2.0MPa至3.0MPa)蒸汽，通过管路(图中未示出)沿箭头d方向经中低压缸进汽口111进入中低压缸体11，在中低压段42继续膨胀作功带动螺栓组合转子2转动。中低压缸体11内的一部分蒸汽经低压抽汽口114沿箭头g方向抽出，供下游工业用汽用户系统使用，另一部分蒸汽最后流至单个低压缸排汽口113沿箭头e方向排出(此时的蒸汽温度已降低为40℃至60℃，压力已低于大气压力)，进入下方的巨大冷凝器(图中未示出)。冷凝后的凝结水通过凝结水泵和高压给水泵回到锅炉重新加热，完成水蒸汽的热、功传递循环。

很明显，由低压抽汽口114抽取的低压蒸汽由于经历了中间再热升温环节，其温度要高于由高排中压抽汽口119抽取的中压蒸汽的温度，不同参数的蒸汽可适应不同的用户需求。

本实用新型实施例中的螺栓组合转子2以及各个叶片级3的设置在图2中可以看得更清楚。如图2所示，本实用新型的螺栓组合转子2为利用沿其周向布置的多个螺栓连接结构5将两段锻件牢固组合在一起所形成的一体化的整体转子。该螺栓组合转子2设置在汽缸1内并横向延伸。根据图1中对汽轮机100的高压段40和中低压段42的划分，分界线4也相应地将螺栓组合转子2划分为左右布置的转子高压段26和转子中低压段28。

应当理解，这里按照分界线4进行分段仅是依照蒸汽的工作压力进行分段并且使得下文的描述更好理解，而螺栓组合转子2仍是一个整体转子。

螺栓组合转子2的前轴端20和后轴端22分别可转动地设置在位于单个汽缸1两端的前轴承15和后轴承16上。在实际应用时，螺栓组合转子2的前轴端20和后轴端22之间的跨距例如在6000mm至7000mm之间选取，在一个具体实施例中的跨距为5950mm。螺栓组合转子2的后轴端22通过联轴器8与发电机(图中未示出)相连接。

参见图2，螺栓组合转子2的高压段26上的动叶片32以反蒸汽流向的方式布置，以平衡螺栓组合转子2所受到的轴向推力。图2中虚线所示箭头方向a至e为蒸汽在汽轮机100内部的流动方向。

为了使超高压冲动式汽轮机100例如达到100MW至200MW的输出功率，汽轮机100的高压段40具有8至11个叶片级3，为高压叶片级，而中低压段42具有9至15个叶片级3，为中低压叶片级。在图1所示的实施例中，汽轮机100的高压段40具有9个高压叶片级，分别用一至九表示，而中低压段42具有12个中低压叶片级，分别用九至二十一表示。

由于本实用新型实施例提供的汽轮机100优选应用于超高压的进汽参数，超高压蒸汽通过多个叶片级3后降温、降压、膨胀作功，其容积流量急剧增大，这就要求汽轮机100的末级出口具有足够大的通流面积。如图1和图2所示，在螺栓组合转子2上，中低压叶片级的动叶片32的高度逐渐增加，在末级出口处的动叶片32高度达到最大。通常，末级出口动叶片32的设计高度在800mm至1000mm之间选取。在一个优选实施例中为900mm。

再次参见图1和图2，本实用新型的螺栓组合转子2从前轴端20至后轴端22历经温度和压力的剧烈变化，工作温度依次为中温中压、高温高压、高温中压、低温低压，高低温差达500℃左右。由此可见，螺栓组合转子2的工作环境十分恶劣。因此优选地，本实用新型的螺栓组合转子2采用两种不同材质的优质转子钢锻造毛坯分别作为高温段36和低温段38通过螺栓连接结构5机械刚性联接组合而成。

优质转子钢通常按其最适合的工作温度分类。适合于在高温环境下长期安全工作的转子钢在较低温度环境下表现不一定好，甚至会出现质量问题和安全隐患。例如，常用的优质高温转子钢30Cr1Mo1V在高温环境下性能优良质量稳定，而在较低温度环境下却容易出现脆硬倾向(即裂纹倾向)，钢的塑韧性不佳。这一特性主要体现在该钢种的一项重要的机械性能指标即脆性转变温度过高，一般为FATT≤116℃。脆性转变温度过高的后果是在汽轮机长期工作时，转子上的某些应力集中严重的敏感部位可能会产生裂纹，裂纹的恶性扩展可能会引发事故。

又例如常用的优质低温转子钢30Cr2Ni4MoV在较低温度的工作环境下性能优良表现极佳，其脆性转变温度仅为FATT≤13℃。但随着工作温度的升高，其机械性能快速下降。在高温下的材料机械性能远远低于中温和低温状态。例如30Cr1Mo1V在535℃时的高温持久强度为153MPa，而30Cr2Ni4MoV在400℃时高温持久强度为428MPa，455℃时已急降为277MPa，在535℃高温时已无法正常工作。机械性能的快速下降使该钢种不能满足高温环境下的强度和安全性等技术要求。

根据以上分析，本实用新型的螺栓组合转子2，其高温段36优选地例如采用优质高温转子钢30Cr1Mo1V，其低温段38优选地例如采用优质低温转子钢30Cr2Ni4MoV。根据两种转子钢的不同适用温度范围以及相应的各项机械性能指标，并结合具体的结构设计和气动热力学设计结果，确定了螺栓组合转子2的高温段36和低温段38的接合面7的最佳位置。

以100MW至200MW汽轮机为例，再热蒸汽在转子中低压段28由第十个叶片级3逐级膨胀作功至第十六个叶片级3和第十七个叶片级3之间的叶轮槽时，蒸汽温度为250℃至270℃。在稳定运转连续传热状态，该叶轮槽处的螺栓组合转子2的局部平均温度也大致相同。因此，优选地，接合面7设置在第十六级叶轮和第十七级叶轮之间的叶轮槽的中间位置，大致处于按分界线4划分的转子中低压段28的中间部位。这一位置兼顾了两种优质转子钢的高温和低温优良特性，同时也有利于螺栓组合转子2的螺栓连接结构5的设置和精密加工装配。

需要指出的是，虽然在根据本实用新型的实施例中，接合面7与分界线4的划分原则是不同的。即，分界线4是按照压力分布规律将汽轮机100、单个汽缸1和螺栓组合转子2三者一起划分为两部分，即高压部分和中低压部分，而接合面7是按温度分布规律将螺栓组合转子2按照优质转子钢的最佳匹配而划分为高温部分和低温部分。但是，本领域技术人员能够想到，对于不同等级规格的汽轮机，可以将分界线4与接合面7重合而没有超出本实用新型的精神和范围。

螺栓组合转子2的高温段36和低温段38的连接关系具体示出在图3至图7中。参见图3，图中十五至十八各自对应一级叶轮24。虽然在示出的实施例中将高温段36和低温段38的接合面位置设计在第十六级和第十七级叶轮之间，但是，本领域技术人员可以想到，根据汽轮机的规格不同、组合转子工作环境变化以及所采用的转子钢材料不同，高温段36和低温段38的接合面位置可以设计在其它叶轮之间。

参见图4和图6，具体示出了高温段36的接合部位示意图。其中高温段36用于与低温段38相接合的连接端部设有包括沿螺栓组合转子2的圆周方向间隔布置的多个第一螺栓孔362的第一法兰361，该第一法兰361与位于该连接端部上的第十六级叶轮之间形成有第一轴向间隔。在第十六级叶轮上开设有与多个第一螺栓孔362大体上一一对准并各自沿中心线21方向延伸的多个通孔241。高温段36的连接端面上一体形成有轴向突出的键364。

参见图5和图7，具体示出了低温段38的接合部位示意图。其中低温段38用于与高温段36相接合的连接端部设有包括与多个第一螺栓孔362对应的多个第二螺栓孔382的第二法兰381，该第二法兰381与位于该连接端部上的第十七级叶轮之间形成有第二轴向间隔。在低温段38的连接端面上一体形成有与所述键364相对应的轴向内凹的键槽384。

在图4和图5所示的高温段36和低温段38的接合面中，相对应的键364和键槽384分别沿螺栓组合转子2的周向对应布置，且彼此的径向面相贴合从而形成沿周向传递转矩的扭矩传递结构。其中键364的截面为矩形，而相邻的键槽384之间形成类似扇形的凸起。由于发电机在突然跳闸停机时会导致螺栓组合转子2产生高于正常运行时数倍的短路扭矩，因此在高温段36和低温段38之间设置凹凸配合的扭矩传递结构来承担大部分或全部这种短路扭矩，避免该扭矩施加到螺栓连接结构5上造成其受损。虽然图中所示为4个键364与4个配合的键槽384，但是本领域技术人员可以理解，键364与键槽384的数量和布置形式可以调整，以满足不同规格汽轮机中组合转子的抗扭矩需要。此外，也可以想到，将键364设置在低温段38上，而将键槽384设置在高温段36上，也能够起到承担扭矩的作用。

参见图3，具体示出了其中一个螺栓连接结构5的示意图，其包括一个连接螺栓51和两个锁紧螺母52。其中连接螺栓51穿设进相对应的第一法兰361的第一螺栓孔362和第二法兰381的第二螺栓孔382，两端从第一螺栓孔362和第二螺栓孔382伸出后各自被锁紧螺母52旋拧锁紧，从而将高温段36和低温段38牢固地连接在一起。两端的锁紧螺母52分别位于第一法兰361与第十六级叶轮的轴向间隔以及第二法兰381与第十七级叶轮的轴向间隔中。连接螺栓51的一端伸出锁紧螺母52后延伸进第十六级叶轮的通孔241中，在连接螺栓51的面向通孔241的这一端形成有预紧安装部511，用于在组装过程中与预紧装置9相连接从而预紧连接螺栓51。

虽然根据本实用新型的实施例示出了第一法兰361跟第十六级叶轮之间、第二法兰381与第十七级叶轮之间存在轴向间隔并容纳有锁紧螺母52，但是本领域技术人员能够想到，第一法兰361与第十六级叶轮之间可以没有间隔而是第一法兰361直接从第十六级叶轮轴向延伸出并设有贯穿第十六级叶轮和第一法兰361的第一螺栓孔362。同样第二法兰381与第十七级叶轮之间没有轴向间隔而是第二法兰381直接从第十七级叶轮轴向延伸出并设有贯穿第十七级叶轮和第二法兰381的第二螺栓孔382。这样连接螺栓51穿过第一螺栓孔362和第二螺栓孔382后，两端的锁紧螺母52就分别位于第十五级叶轮与第十六级叶轮之间的叶轮槽中，和第十七级叶轮与第十八级叶轮的叶轮槽中。

根据本实用新型的一个实施例，预紧装置9是预紧螺栓和液压预紧装置，连接螺栓51的预紧安装部511是内螺纹孔。高温段36和低温段38的组装过程中，将预紧螺栓的一端伸入通孔241并旋拧进螺栓51的内螺纹孔，另一端伸出通孔241，且在该另一端与第十六级叶轮之间设置液压预紧装置，可以将连接螺栓51拉伸一定长度。

虽然示出的实施例是将通孔241设在第十六级叶轮上，但是本领域技术人员可以理解，将通孔241设在第十七级叶轮上，或者在第十六级和第十七级叶轮上均设有通孔241都可以实现其作为预紧安装部511与预紧装置7相连接的通道的功能。

参见图6和图7，在高温段36和低温段38接合时由周向止挡363和周向凹槽383起到对中导向的作用。周向止挡363和周向凹槽383例如分别一体形成在高温段36的连接端面上和低温段38的连接端面上。其中周向止挡363的圆周面与周向凹槽383的圆周面贴合，起到帮助高温段36和低温段38配合顺利接合的作用。组装时，周向止挡363嵌入周向凹槽383中，确保高温段36与低温段38不会径向错位从而保证对中性。或者，周向止挡363也可以设置在低温段38的连接端面上，而将周向凹槽383设在高温段36的连接端面上来确保对中性。

虽然示出的实施例中，周向止挡363和周向凹槽383均为闭合圆环，但是本领域技术人员能够想到，周向止挡363和周向凹槽383也可以不周向闭合而是在环面上有多个对称分布的缺口的弧段形结构。

下面详细描述以上介绍的螺栓组合转子2的组装方法，包括以下具体实施步骤：

提供高温段36和低温段38或两者的半精加工毛坯，其中第一法兰361和第二法兰381、第一螺栓孔362、第二螺栓孔382、键364和键槽384均已经精加工完毕。

在安装螺栓连接结构5至螺栓组合转子2之前，需先将相匹配的连接螺栓51和锁紧螺母52先旋拧配合一次，以确保能够顺利拧入。连接螺栓51与预紧装置9的预紧螺栓也要先旋拧配合一次，以确保能够顺利拧入。

将高温段36、低温段38、键364以及键槽384的连接端部的端面均清理干净。

将低温段38上的联轴器8向下稳固垂直放置。

在低温段38的第十七级叶轮的表面49上垫上工艺垫片50并放置两个锁紧螺母52，然后将连接螺栓51的第一端穿过第二法兰381的第二螺栓孔382并旋拧两个锁紧螺母52直至与第十七级叶轮的表面49消除间隙并轻压工艺垫片50。

吊装高温段36，将高温段36的键364与低温段38的键槽384对齐，之后下降高温段36至一定高度，使连接螺栓51的第二端穿过第一法兰361的第一螺栓孔362并伸出一定长度。随后在连接螺栓51的第二端上套设另一锁紧螺母52并旋拧适当距离。初始可以对第一个锁紧螺母52转动10度到12度，对第二个锁紧螺母52转动10度到12度，以此类推。

每次将高温段36下降一定高度h，并将锁紧螺母52拧入相应的距离h，如此重复几次，直至高温段36的键364的连接端面365与低温段38的键槽384的连接端面385接触，整个过程必须保证高温段36的连接端面365与低温段38的连接端面385平行，不得倾斜。具体做法可以是在低温段38的第十七级叶轮上的表面49上每隔90度架设一个千分表，用来检查两个连接端面365和385之间的平行度，以读数差不大于0.2毫米为准。

将所有连接螺栓51的第二端上的锁紧螺母52逐一拧紧，直至锁紧螺母52与第十六级叶轮之间消除间隙，然后取出在第十七级叶轮的表面49上的工艺垫片50。

使用预紧装置9对所有连接螺栓51按照拉伸预定值进行拉伸预紧，之后拧紧位于第十六级叶轮与第一法兰361之间的第一轴向间隔中的锁紧螺母52。

记录每根连接螺栓51拉伸后的实际长度后拆除预紧装置9。

经过预定时间，例如72小时，复测连接螺栓51的长度变化量，如果该长度变化量在预定范围内，则高温段36和低温段38连接合格。

用例如超声波螺栓测量仪最后检测连接螺栓51是否存在缺陷，如无缺陷即可对锁紧螺母52进行防松处理，具体为在每个锁紧螺母52与其连接螺栓51之间沿垂直于中心线21方向配做安装一个圆柱销(图中未示出)，在圆柱销的销口进行冲铆加点焊防松脱。

以上工序完成后，将组合装配好的螺栓组合转子2放平，进入其余半精加工表面的精加工程序，即可得到一体化的合格的汽轮机螺栓组合转子2。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

附图标记说明：

附图标记	部件名称	附图标记	部件名称
				100	汽轮机	1	汽缸
21	中心线	2	螺栓组合转子
				3	叶片级	30	静叶片
32	动叶片	24	叶轮
				4	分界线	40	高压段
42	中低压段	10	高压缸体
				11	中低压缸体	17	内置螺栓
107	高压缸进汽口	103	高压缸排汽口
				118	再热管口	119	高排中压抽汽口
111	中低压缸进汽口	114	低压抽汽口
				a	蒸汽流动方向	b	蒸汽流动方向
f	蒸汽流动方向	c	蒸汽流动方向
				6	中间再热装置	d	蒸汽流动方向
g	蒸汽流动方向	113	低压缸排汽口
				e	蒸汽流动方向	5	螺栓连接结构
26	高压段	28	中低压段
				20	前轴端	22	后轴端
15	前轴承	16	后轴承
				36	高温段	38	低温段
7	接合面	362	第一螺栓孔
				361	第一法兰	241	通孔
364	键	382	第二螺栓孔
				381	第二法兰	384	键槽
51	连接螺栓	52	锁紧螺母
				511	预紧安装部	9	预紧装置
363	周向止挡	383	周向凹槽
				8	联轴器	49	表面
50	工艺垫片	h	高度
				365	端面	385	端面

Claims (10)

1.一种汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，包括高温段(36)、低温段(38)以及设置在高温段(36)和低温段(38)外周上的多个叶轮(24)，所述高温段(36)靠近低温段(38)的连接端部设有包括沿所述螺栓组合转子(2)周向布置的多个第一螺栓孔(362)的第一法兰(361)，所述低温段(38)靠近高温段(36)的连接端部设有包括对应的多个第二螺栓孔(382)的第二法兰(381)，该螺栓组合转子(2)还包括螺栓连接结构(5)，其安装至对应的第一螺栓孔(362)和第二螺栓孔(382)并将所述高温段(36)和低温段(38)牢固地连接在一起。

2.根据权利要求1所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述螺栓连接结构(5)包括穿设进相对应的第一螺栓孔(362)和第二螺栓孔(382)的连接螺栓(51)以及分别安装至所述连接螺栓(51)两端的两个锁紧螺母(52)。

3.根据权利要求2所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述第一法兰(361)与所述高温段(36)的相邻的叶轮(24)之间形成第一轴向间隔，所述第二法兰(381)与所述低温段(38)的相邻的叶轮(24)之间形成第二轴向间隔，所述两个锁紧螺母(52)分别位于所述第一和第二轴向间隔中。

4.根据权利要求2所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述高温段(36)和/或所述低温段(38)的邻近所述第一法兰(361)和/或第二法兰(362)的叶轮(24)具有与第一螺栓孔(362)和第二螺栓孔(382)大致对准的通孔(241)，所述连接螺栓(51)的面向所述通孔(241)的端部具有供预紧装置(9)操作的预紧安装部(511)。

5.根据权利要求4所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述预紧安装部(511)包括形成在所述连接螺栓(51)的端部处的内螺纹孔。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述高温段(36)与所述低温段(38)的连接端部之间形成有凹凸配合的扭矩传递结构。

7.根据权利要求6所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述扭矩传递结构包括一体形成在所述高温段(36)的连接端部上的键(364)以及一体形成在所述低温段(38)的连接端部上并与所述键(364)相对应的键槽(384)。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述高温段(36)与所述低温段(38)相连接的端部之间形成有对中结构，它包括相匹配的周向止挡(363)和周向凹槽(383)。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的汽轮机螺栓组合转子(2)，其特征在于，所述高温段(36)和所述低温段(38)由不同材料制成。

10.一种汽轮机(100)，包括单个汽缸(1)以及穿设在所述单个汽缸(1)中的单个转子，所述单个汽缸(1)包括相连接的高压缸体(10)和中低压缸体(11)，其特征在于，所述单个转子为权利要求1至9中任一项所述的汽轮机螺栓组合转子(2)。