JP2005133699A - Turbine rotor, its manufacturing method, and steam turbine plant using it - Google Patents

Turbine rotor, its manufacturing method, and steam turbine plant using it Download PDF

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陽一 津田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a turbine rotor for increasing creep rupture strength in the turbine first stage, increasing tensile strength and yield strength of the turbine last stage, and realizing high output of a turbine medium-pressure section, its manufacturing method, and a steam turbine plant using it. <P>SOLUTION: The turbine rotor has one of the turbine medium-pressure section and a high-medium-pressure integral type turbine section in a rotor structure 11a. The rotor structure 11a is configured so that the last stage 15a of the turbine medium-pressure section has a tensile strength higher than that of the first stage of the turbine medium-pressure section. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、タービンロータおよびその製造方法に係り、特に、タービン高圧部、タービン中圧部、タービン低圧部のうち、タービン中圧部における長翼のタービン動翼を植設するタービンロータ動翼植込部の強度保証をより一層強化するタービンロータおよびその製造方法およびそれを用いた蒸気タービンプラントに関する。   The present invention relates to a turbine rotor and a method for manufacturing the same, and more particularly, a turbine rotor blade assembly that implants a long blade blade in a turbine intermediate pressure portion among a turbine high pressure portion, a turbine intermediate pressure portion, and a turbine low pressure portion. The present invention relates to a turbine rotor that further enhances the strength assurance of the insert portion, a manufacturing method thereof, and a steam turbine plant using the turbine rotor.

一般に、蒸気タービンは、蒸気の温度、圧力、流量が高く、多いほど高出力化、高プラント熱効率化できることが知られている。   In general, it is known that the steam turbine has higher steam temperature, pressure, and flow rate, and the higher the steam turbine, the higher the output and the higher the plant thermal efficiency.

このため、蒸気タービンは、高出力化(大容量化)、高プラント熱効率化を求めて、タービン高圧部、タービン中圧部、タービン低圧部の、いわゆる3ケーシングタイプ、あるいはタービン高圧部、タービン中圧部、2基のタービン低圧部の、いわゆる4ケーシングタイプにして運転を行っていた。   For this reason, steam turbines require a so-called three-casing type of a turbine high pressure section, a turbine intermediate pressure section, and a turbine low pressure section, or a turbine high pressure section, in a turbine, for higher output (large capacity) and higher plant thermal efficiency. The operation was carried out with a so-called four-casing type of the pressure section and the two turbine low-pressure sections.

図11は、例示としての4ケーシングタイプの蒸気タービンを示すものであり、一端から他端に向って順にタービン高圧部1、タービン中圧部2、第1タービン低圧部3、第2タービン低圧部4を設け、各タービン高、中、低圧部1,2,3,4を複数に分割したタービンロータ5で互いを軸結合させている。   FIG. 11 shows a four-casing type steam turbine as an example. The turbine high-pressure part 1, the turbine intermediate pressure part 2, the first turbine low-pressure part 3, and the second turbine low-pressure part in order from one end to the other end. 4 is provided, and each turbine height, middle, and low pressure portions 1, 2, 3, and 4 are axially coupled to each other by a turbine rotor 5 divided into a plurality of portions.

また、4ケーシングタイプの蒸気タービンは、タービンロータ5の周方向に沿って植設するタービン動翼6と、その上流側に配置され、ケーシングに固設するいわゆる静翼と呼ばれるタービンノズル(図示せず)とでタービン段落を構成し、タービン段落を軸方向に向って多段に配置し、各タービン段落を通過する駆動蒸気の持つ熱エネルギを回転エネルギに変換して動力を取り出している。   The four-casing type steam turbine includes a turbine rotor blade 6 planted along the circumferential direction of the turbine rotor 5 and a turbine nozzle (not shown) called a stationary blade disposed on the upstream side and fixed to the casing. The turbine stages are arranged in multiple stages in the axial direction, and the heat energy of the driving steam passing through each turbine stage is converted into rotational energy to extract power.

ところで、図11に示した4ケーシング、あるいは3ケーシングの蒸気タービンは、いずれも全長が百メートルを超える長軸スパンになっている。   By the way, the 4-casing or 3-casing steam turbine shown in FIG. 11 has a long axis span that exceeds 100 meters in total length.

このため、軸スパンが長くなると、設置面積の確保が難しくなることを考慮して、最近の蒸気タービンでは、タービン高圧部、タービン中圧部、タービン低圧部のうち、タービン高圧部とタービン中圧部とを一つのケーシングに収容する、いわゆる高中圧一体タイプ、あるいはタービン中圧部のうち、蒸気を中央部に供給して左右に分流させる、いわゆる複流(対向流)中圧タイプの開発が進められ、既に軸スパンを短くしたものが実現している。   For this reason, in consideration of the fact that if the shaft span becomes long, it becomes difficult to secure the installation area, and in recent steam turbines, the turbine high-pressure section, turbine intermediate-pressure section, and turbine low-pressure section among the turbine high-pressure section and turbine intermediate-pressure section Development of the so-called high-medium pressure integrated type that accommodates the part in a single casing, or the so-called double-flow (counterflow) medium-pressure type of the turbine intermediate pressure part that supplies steam to the central part and splits it left and right As a result, the shaft span has already been shortened.

図12および図13は、共に軸スパンを短くした例示であり、そのうち、図12は、複流中圧タイプのタービンロータを示し、また、図13は、タービン高圧部7とタービン中圧部8とを一つのケーシングに収容する高中圧一体タイプのタービンロータをそれぞれ示し、共に実線部分が熱処理時の中間形状ロータ構造体9a,9bを示し、破線部分が機械加工を加えて切削した最終形状ロータ構造体10a,10bを示している。   FIGS. 12 and 13 are both examples in which the shaft span is shortened, in which FIG. 12 shows a double-flow medium pressure turbine rotor, and FIG. 13 shows a turbine high pressure portion 7 and a turbine intermediate pressure portion 8. 1 and 2 show a high-medium pressure integrated type turbine rotor, in which both solid line portions indicate intermediate shape rotor structures 9a and 9b during heat treatment, and broken line portions indicate final shape rotor structures cut by machining. The bodies 10a and 10b are shown.

また、図12に示した複流中圧タイプの中間形状ロータ構造体9aは、蒸気条件(温度、圧力等)が入口と出口とでさほど変らないので、熱処理の際、同一の熱処理条件で焼入れ、焼戻しを行っていた。   In addition, since the steam condition (temperature, pressure, etc.) does not change so much between the inlet and the outlet, the double-flow intermediate-pressure type intermediate shape rotor structure 9a shown in FIG. 12 is quenched under the same heat treatment conditions during the heat treatment. I was tempering.

しかし、図13に示した高中圧一体タイプの中間形状ロータ構造体9bは、タービン高圧部7とタービン中圧部8とで蒸気条件が異なるので、異なる蒸気条件に見合う強度を確保するため、タービン高圧部7とタービン中圧部8との熱処理温度を変えていた。   However, since the intermediate pressure rotor structure 9b of the high and medium pressure integrated type shown in FIG. 13 has different steam conditions between the turbine high pressure part 7 and the turbine intermediate pressure part 8, the turbine structure 9b is provided with The heat treatment temperature of the high pressure part 7 and the turbine intermediate pressure part 8 was changed.

なお、圧力の異なる駆動蒸気を扱う複数のタービン部を一つのケーシングに収容し、複数のタービン部を一体タイプにしたものには、例えば、特開昭53−128522号公報(特許文献1参照)、特開平3−130502号公報(特許文献2参照)、特開2002−349206号(特許文献3参照)公報等数多くの技術が開示されている。
特開昭53−128522号公報 特開平3−130502号公報 特開2002−349206号公報
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-128522 (see Patent Document 1) discloses a case in which a plurality of turbine parts that handle driving steam having different pressures are accommodated in one casing and the plurality of turbine parts are integrated. JP-A-3-130502 (see Patent Document 2), JP-A-2002-349206 (see Patent Document 3), and the like have disclosed many techniques.
JP-A-53-128522 JP-A-3-130502 JP 2002-349206 A

ところで、最近の蒸気タービンでは、より一層の高出力化の強化が見直されており、その一つに高中圧一体タイプであろうと、複流タイプであろうと、タービン中圧部の高出力化がある。   By the way, in recent steam turbines, further enhancement of higher output has been reviewed, and one of them is high output of the turbine intermediate pressure part, whether it is a high-medium pressure integrated type or a double flow type. .

タービン中圧部の高出力化の実現は、タービン最終段落に適用するタービン動翼の長翼化(長尺化)と、タービン最終段落におけるタービンロータ材の強度保証とに依存しているが、タービン動翼の長翼化の開発はほぼ一定のレベルに達しているので、ひとえにタービンロータ材の開発にかかっている。   Realization of high output of the turbine intermediate pressure part depends on the lengthening of the turbine blades applied to the final stage of the turbine (lengthening) and the strength assurance of the turbine rotor material in the final stage of the turbine. The development of longer blades for turbine blades has reached a certain level, so it depends solely on the development of turbine rotor materials.

従来、タービン中圧部は、これに連通するタービン低圧部の蒸気温度が400℃程度になっているので、蒸気温度400℃に対処できるベイナイト鋼あるいはマルテンサイト系鋼のタービンロータ材が選定されていた。   Conventionally, the turbine intermediate pressure section has a steam temperature of about 400 ° C. at the turbine low pressure section communicating with the turbine intermediate pressure section. Therefore, a bainite steel or martensitic steel turbine rotor material that can cope with the steam temperature of 400 ° C. has been selected. It was.

しかし、タービン中圧部は、高出力化する場合、タービン最終段落に長翼のタービン動翼を適用することになるが、この長翼化の導入により、運転中に発生する遠心力に充分に抗する引張強さと耐力のより一層の強度保証が必要とされる。   However, when the turbine intermediate pressure section is increased in output, a long blade blade is applied to the final stage of the turbine. However, the introduction of this long blade is sufficient for the centrifugal force generated during operation. There is a need for further strength assurance of resisting tensile strength and yield strength.

この引張強さと耐力の強化は、タービンロータ材の熱処理によるところが大きいが、それでも熱処理の温度設定を誤ると、種々、不都合、不具合な問題点が生じていた。   This strengthening of tensile strength and proof stress is largely due to the heat treatment of the turbine rotor material. However, if the temperature setting of the heat treatment is mistaken, various inconveniences and inconveniences occur.

例えば、タービン中圧部のタービンロータ材であるベイナイト鋼、あるいはマルテンサイト系鋼は、焼戻し温度を低下させると、タービンロータ材が駆動蒸気の温度450℃以上で晒されているから、経年的に強度が著しく低下し、特に低応力域のクリープ破断強度が低下する問題点を持っていた。   For example, bainite steel or martensitic steel, which is a turbine rotor material in the turbine intermediate pressure section, is exposed to a driving steam temperature of 450 ° C or higher when the tempering temperature is lowered. The strength was remarkably lowered, and the creep rupture strength particularly in a low stress region was lowered.

また、高中圧一体タイプのタービンロータは、タービン最終段落の駆動蒸気の温度が上述のとおり400℃程度であるのに対し、タービン中圧部およびタービン高圧部のそれぞれのタービン初段落の駆動蒸気の温度が550℃以上である。   The turbine rotor of the high and medium pressure integrated type has a driving steam temperature of about 400 ° C. as described above, whereas the driving steam of the turbine first stage of each turbine in the turbine intermediate pressure section and the turbine high pressure section is as described above. The temperature is 550 ° C. or higher.

このため、一つのタービンロータであっても、タービン中圧部8およびタービン高圧部7のそれぞれのタービン初段落では、上述の引張強さおよび耐力の強化よりもむしろクリープ破断強度の強化が必要とされていた。   For this reason, even if one turbine rotor is used, it is necessary to enhance the creep rupture strength rather than the above-described enhancement of tensile strength and proof stress in the first turbine stage of each of the turbine intermediate pressure portion 8 and the turbine high pressure portion 7. It had been.

しかし、高中圧一体タイプのタービンロータは、上述タービン最終段落での引張強さ、耐力の強化に力点を置くあまり、焼戻し温度を低下させると、タービン中圧部8およびタービン高圧部7のそれぞれのタービン初段落における応力比(タービン最終段落の長翼タービン動翼の回転に基づく遠心力/クリープ破断強度)が材料強度の許容値を超える問題が発生していた。   However, when the tempering temperature is lowered because the high-medium pressure integrated type turbine rotor places much emphasis on the tensile strength and proof stress in the final stage of the turbine described above, the turbine intermediate pressure part 8 and the turbine high pressure part 7 respectively. There has been a problem that the stress ratio in the first stage of the turbine (centrifugal force / creep rupture strength based on the rotation of the long blade turbine blade in the last stage of the turbine) exceeds the allowable value of the material strength.

したがって、高中圧一体タイプあるいは複流タービン中圧部に適用するタービンロータでは、一つのものに対し、一方でクリープ破断強度の強化、他方で引張強さと耐力との強化を必要とする相反する機能を同時に満たすことが求められていた。   Therefore, the turbine rotor applied to the high-medium pressure integrated type or the double-flow turbine intermediate pressure section has a contradictory function that requires the reinforcement of the creep rupture strength on the one hand and the tensile strength and the proof strength on the other hand. It was required to meet at the same time.

本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、軸スパンを短くした蒸気タービンにおいて、タービン初段落のクリープ破断強度を強化し、タービン最終段落の引張強さおよび耐力を強化し、タービン中圧部の高出力化を実現させるタービンロータおよびその製造方法およびそれを用いた蒸気タービンプラントを提供することを目的とする。   The present invention has been made based on such circumstances, and in a steam turbine having a short shaft span, the creep rupture strength of the first stage of the turbine is strengthened, and the tensile strength and proof stress of the last stage of the turbine are enhanced. It is an object of the present invention to provide a turbine rotor, a manufacturing method thereof, and a steam turbine plant using the turbine rotor that realize high output of a turbine intermediate pressure section.

本発明者等は、上述の目的を達成するために、試行錯誤的に研究を重ねて得た体験を基に本発明を完成させるに至った。   In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have completed the present invention based on experiences obtained through repeated trial and error research.

図12に示した複流中圧タイプのタービンロータ、および図13に示した高中圧一体タイプのタービンロータは、高出力化にあたり、タービン最終段落に長翼のタービン動翼を用いると、高い遠心応力が発生する関係上、高い遠心応力に抗する引張強さが求められている。   The double-flow medium-pressure turbine rotor shown in FIG. 12 and the high-medium-pressure integral type turbine rotor shown in FIG. 13 have a high centrifugal stress when a long blade turbine blade is used in the final stage of the turbine. Therefore, tensile strength against high centrifugal stress is required.

しかし、タービン最終段落以外の残りのタービン段落では、タービン動翼の翼長がタービン最終段落のそれに較べて短いので、高い引張強さを必要としていない。   However, in the remaining turbine stages other than the final stage of the turbine, the blade length of the turbine blade is shorter than that of the final stage of the turbine, so that high tensile strength is not required.

このため、高い引張強さが求められているタービン最終段落は、自身のみを個別に熱処理を行うとともに、タービン最終段落を、これを除く残りのタービン段落よりも比較的低温で焼戻しを行うことを見出した。   For this reason, in the final stage of the turbine, where high tensile strength is required, only the turbine itself is individually heat-treated, and the final stage of the turbine is tempered at a relatively lower temperature than the remaining turbine stages. I found it.

また、タービン最終段落を除く残りのタービン段落では、比較的高温で焼戻しを行い、経年変化特性の均一化を図り、低応力域におけるクリープ破断強度の低下を抑制することを見出した。   Moreover, in the remaining turbine stages except the final stage of the turbine, it was found that tempering was performed at a relatively high temperature to achieve uniform aging characteristics and suppress a decrease in creep rupture strength in a low stress region.

すなわち、本発明に係るタービンロータは、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、ロータ構造体にタービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えたタービンロータにおいて、前記ロータ構造体は、タービン中圧部最終段落をタービン中圧部初段落よりも高い引張強度を持たせる構成にしたものである。   That is, in order to achieve the above-described object, the turbine rotor according to the present invention includes, as described in claim 1, any one of a turbine intermediate pressure portion and a high intermediate pressure integrated type turbine portion in the rotor structure. In the turbine rotor provided with the above, the rotor structure is configured such that the final stage of the turbine intermediate pressure part has higher tensile strength than the first stage of the turbine intermediate pressure part.

また、本発明に係るタービンロータは、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、ロータ構造体は、質量%で、Cr:0.9〜3.0、Mо:0.7〜1.8、V:0.1〜0.4、C:0.15〜0.35を含むCrMоV鋼にしたものである。   Moreover, in order to achieve the above-described object, the turbine rotor according to the present invention includes, as described in claim 2, the rotor structure in mass%, Cr: 0.9 to 3.0, M0: 0. 0.7 to 1.8, V: 0.1 to 0.4, and C: 0.15 to 0.35 CrMoV steel.

また、本発明に係るタービンロータは、上述の目的を達成するために、請求項3に記載したように、ロータ構造体は、質量%で、Cr:0.9〜3.0、Mо:0.2〜0.9、W:0.5〜2.5、V:0.1〜0.4、C:0.15〜0.35を含むCrMоWV鋼にしたものである。   In order to achieve the above-mentioned object, the turbine rotor according to the present invention has a rotor structure in mass%, Cr: 0.9 to 3.0, M0: 0, as described in claim 3. 0.2 to 0.9, W: 0.5 to 2.5, V: 0.1 to 0.4, and C: 0.15 to 0.35.

CrMоV鋼およびCrMоWV鋼は、400℃〜566℃の比較的高温蒸気に適用されるタービンロータ材であるが、以下に、各元素の成分を限定した理由を説明する。   CrMоV steel and CrMоWV steel are turbine rotor materials applied to relatively high-temperature steam at 400 ° C. to 566 ° C. The reasons for limiting the components of each element will be described below.

C(炭素)は、焼入れ時にオーステナイト相を安定化し、また、後述するV等と炭化物を形成して引張強さおよびクリープ破断強度を高める元素であり、この効果を発揮させるために0.15%以上添加する。一方、Cの添加量が0.35%を超えると炭化物が過剰となり、引張強さおよび延性が低下する。したがって、Cの添加量を0.15〜0.35%の範囲とすることが望ましい。   C (carbon) is an element that stabilizes the austenite phase at the time of quenching, and forms carbides with V, which will be described later, to increase the tensile strength and creep rupture strength. In order to exert this effect, 0.15% Add more. On the other hand, when the addition amount of C exceeds 0.35%, the carbide becomes excessive, and the tensile strength and ductility are lowered. Therefore, it is desirable that the amount of C added be in the range of 0.15 to 0.35%.

Cr(クロム)は、焼入れ性を増して材料に強度を付与する元素であり、この効果を発揮させるために0.9%以上添加する。一方、Crの添加量が3.0%を超えると粗大な炭化物を形成して延性が低下し、さらにジャーナル特性が低下する。したがって、Crの添加量を0.9〜3.0%の範囲とすることが望ましい。   Cr (chromium) is an element that increases the hardenability and imparts strength to the material. In order to exhibit this effect, 0.9% or more is added. On the other hand, if the added amount of Cr exceeds 3.0%, coarse carbides are formed, ductility is lowered, and journal characteristics are further lowered. Therefore, it is desirable that the amount of Cr added be in the range of 0.9 to 3.0%.

Mo(モリブデン)は、固溶強化元素として必要であり、さらに鋼の焼入れ性を向上させて、高い引張強さおよび高いクリープ破断強度を与える元素であり、この効果を発揮させるために0.7%以上添加する。一方、Moの添加量が1.8%を超えると鋼塊凝固時の偏析を助長して均質なロータが製造できなくなるとともに、延性の低下が顕著となる。したがって、Moの添加量を0.7〜1.8%の範囲とすることが望ましい。   Mo (molybdenum) is an element that is necessary as a solid solution strengthening element, and further improves the hardenability of the steel and gives high tensile strength and high creep rupture strength. Add at least%. On the other hand, if the addition amount of Mo exceeds 1.8%, segregation during solidification of the steel ingot is promoted and a homogeneous rotor cannot be manufactured, and the ductility is significantly reduced. Therefore, it is desirable that the addition amount of Mo be in the range of 0.7 to 1.8%.

なお、後述するWもほぼ同様の作用を持っており、Wを添加する場合にはMoの添加量を低下させる必要がある。Wを添加する場合、Moの添加量が0.2%未満では固溶強化元素および焼入れ性を向上させる元素としての効果が不足し、0.7%を超えると延性の低下が顕著となる。したがって、Wを添加する場合はMoの添加量を0.2〜0.9%の範囲とすることが望ましい。   Note that W, which will be described later, has substantially the same action, and when W is added, it is necessary to reduce the amount of Mo added. When W is added, if the amount of Mo is less than 0.2%, the effect as a solid solution strengthening element and an element that improves hardenability is insufficient, and if it exceeds 0.7%, the ductility is significantly reduced. Therefore, when adding W, it is desirable to make the addition amount of Mo into the range of 0.2-0.9%.

V(バナジウム)は、鋼の焼入れ性を向上させて高い引張強さを与えるとともに、Cとともに炭化物を形成して高いクリープ破断強度を与える元素であり、この効果を発揮させるために0.1%以上添加する。一方、Vの添加量が0.4%を超えると延性の低下が顕著になる。したがって、Vの添加量を0.1〜0.4%の範囲とすることが望ましい。   V (vanadium) is an element that improves the hardenability of the steel and gives high tensile strength, and forms carbide with C to give high creep rupture strength. Add more. On the other hand, when the amount of V exceeds 0.4%, the ductility is significantly reduced. Therefore, it is desirable that the amount of V added be in the range of 0.1 to 0.4%.

W(タングステン)は、固溶強化元素として高い引張強さ、および高いクリープ破断強度を与える元素であり、より優れた強度が必要な場合に添加する。0.5%未満ではこれらの効果が得られず、一方、2.5%を超えると延性の低下が顕著となるため、その添加量を0.5〜2.5%とすることが望ましい。   W (tungsten) is an element that provides high tensile strength and high creep rupture strength as a solid solution strengthening element, and is added when higher strength is required. If the content is less than 0.5%, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 2.5%, the ductility is significantly lowered. Therefore, the amount of addition is preferably 0.5 to 2.5%.

上述のCrMoV鋼およびCrMoWV鋼に対しては、さらに優れた特性を得るため、必要に応じてB、Nb等の元素を添加することができる。   For the CrMoV steel and CrMoWV steel described above, elements such as B and Nb can be added as necessary in order to obtain further excellent characteristics.

また、本発明に係るタービンロータは、上述の目的を達成するために、請求項4に記載したように、ロータ構造体は、質量%で、Cr:8.5〜13.0、Mо:0.8〜2.0、V:0.1〜0.4、C:0.05〜0.25を含むマルテンサイト系鋼にしたものである。   Moreover, in order to achieve the above-described object, the turbine rotor according to the present invention includes, as described in claim 4, the rotor structure in mass%, Cr: 8.5 to 13.0, M0: 0. .8 to 2.0, V: 0.1 to 0.4, and C: 0.05 to 0.25.

また、本発明に係るタービンロータは、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、ロータ構造体は、質量%で、Cr:8.5〜13.0、Mо:0.8未満、W:1.0〜5.0、V:0.1〜0.4、C:0.05〜0.25を含むマルテンサイト系鋼にしたものである。   In order to achieve the above object, the turbine rotor according to the present invention has a rotor structure in mass%, Cr: 8.5 to 13.0, M0: 0, as described in claim 5. .8, W: 1.0 to 5.0, V: 0.1 to 0.4, and C: 0.05 to 0.25.

これらマルテンサイト系鋼は、400℃〜620℃の高温蒸気に適用されるタービンロータ材であるが、以下に各元素の成分を限定した理由を説明する。   These martensitic steels are turbine rotor materials applied to high-temperature steam at 400 ° C. to 620 ° C. The reasons for limiting the components of each element will be described below.

Cは、Cr、Vなどと結合して炭化物を形成し、析出強化に寄与してクリープ破断強度を向上させる元素であるとともに、焼入れ性の向上や、δフェライト生成の抑制に必要不可欠な元素であり、この効果を発揮させるために0.05%以上添加する。一方、添加量が0.25%以上を超えると炭化物の粗大化を促進し、長時間でのクリープ破断強度を低下させ、また延性も低下する。したがって、Cの含有量を0.05〜0.25%とすることが望ましい。   C is an element that combines with Cr, V, etc. to form carbides, contributes to precipitation strengthening and improves creep rupture strength, and is indispensable for improving hardenability and suppressing δ ferrite formation. Yes, in order to exert this effect, 0.05% or more is added. On the other hand, if the addition amount exceeds 0.25% or more, the coarsening of the carbide is promoted, the creep rupture strength over a long time is lowered, and the ductility is also lowered. Therefore, it is desirable that the C content be 0.05 to 0.25%.

Crは、耐酸化性、耐食性を向上させるとともに、析出強化に寄与するM23型析出物を構成してクリープ破断強度を向上させる元素であり、この効果を発揮させるために8.5%以上添加する。一方、添加量が13%を超えると、延性及びクリープ破断強度に有害なδフェライトが生成しやすくなる。したがって、Crの添加量を8.5〜13%の範囲とすることが望ましい。 Cr is an element that improves the oxidation resistance and corrosion resistance, and constitutes M 23 C 6 type precipitates that contribute to precipitation strengthening to improve creep rupture strength. In order to exert this effect, 8.5% Add more. On the other hand, if the addition amount exceeds 13%, δ ferrite harmful to ductility and creep rupture strength is likely to be generated. Therefore, it is desirable that the amount of Cr added is in the range of 8.5 to 13%.

Mo(モリブデン)は、固溶強化元素及び炭化物の構成元素として働き、引張強さおよびクリープ破断強度を向上させる元素であり、この効果を発揮させるために0.8%以上添加する。一方、Moの添加量が2%を超えると延性を大きく低下させるとともに、有害なδフェライトが生成しやすくなる。したがって、Moの添加量を0.8〜2%の範囲とすることが望ましい。   Mo (molybdenum) is an element that works as a solid solution strengthening element and a constituent element of carbide and improves the tensile strength and creep rupture strength. In order to exert this effect, 0.8% or more is added. On the other hand, if the amount of Mo exceeds 2%, the ductility is greatly reduced and harmful δ ferrite is easily generated. Therefore, it is desirable that the amount of Mo added is in the range of 0.8 to 2%.

なお、後述するWもほぼ同様の作用を持っており、Wを添加する場合にはMoの添加量を低下させる必要がある。Wを添加する場合、Moの添加量が0.8%を超えると延性を大きく低下させるとともに、有害なδフェライトが生成しやすくなる。したがって、Wを添加する場合はMoの添加量を0.8%未満とすることが望ましい。   Note that W, which will be described later, has substantially the same action, and when W is added, it is necessary to reduce the amount of Mo added. When W is added, if the amount of Mo exceeds 0.8%, the ductility is greatly reduced and harmful δ ferrite is easily generated. Therefore, when adding W, it is desirable to make the addition amount of Mo less than 0.8%.

Vは、固溶強化及び微細なV炭窒化物の形成に寄与し、クリープ破断強度を向上させる元素であり、この効果を発揮させるために0.1%以上添加する。一方、Vの添加量が0.4%を超えると延性の低下が顕著になるとともに、有害なδフェライトが生成しやすくなる。したがって、Vの添加量を0.1〜0.4%の範囲とすることが望ましい。   V is an element that contributes to solid solution strengthening and the formation of fine V carbonitrides and improves the creep rupture strength. In order to exhibit this effect, V is added in an amount of 0.1% or more. On the other hand, when the amount of V exceeds 0.4%, the ductility is significantly reduced and harmful δ ferrite is easily generated. Therefore, it is desirable that the amount of V added be in the range of 0.1 to 0.4%.

Wは、固溶強化元素および炭化物元素として寄与し、さらにFe、Cr、Wからなる金属間化合物の形成に寄与するため、より優れたクリープ破断強度が必要な場合に添加する。1%未満ではこれらの効果が得られず、一方、5%を超えると延性の低下が顕著となるとともに、有害なδフェライトが生成しやすくなるため、その添加量を1〜5%とすることが望ましい。   W contributes as a solid solution strengthening element and a carbide element, and further contributes to the formation of an intermetallic compound composed of Fe, Cr, and W. Therefore, W is added when a higher creep rupture strength is required. If the content is less than 1%, these effects cannot be obtained. On the other hand, if the content exceeds 5%, the ductility is significantly reduced and harmful δ ferrite is easily generated. Is desirable.

上述のマルテンサイト系鋼に対しては、さらに優れた特性を得るため、必要に応じてN、B、Nb、Co等の元素を添加することができる。   For the above-described martensitic steel, elements such as N, B, Nb, and Co can be added as necessary in order to obtain further excellent characteristics.

また、本発明に係るタービンロータの製造方法は、上述の目的を達成すめために、請求項6に記載したように、タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体を製造するとき、このロータ構造体に焼入れを行った後、タービン中圧部最終段落に焼戻しを行う温度を、A変態点温度以下であり、かつ前記タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部初段落に対して行う焼戻し温度よりも低温にすることを特徴とする方法である。 Moreover, in order to achieve the above-described object, the method for manufacturing a turbine rotor according to the present invention includes either one of a turbine intermediate pressure part and a high intermediate pressure integrated type turbine part as described in claim 6. when manufacturing the rotor structure comprising, after quenching to the rotor structure, the temperature at which the tempering turbine intermediate pressure final stage, and the a 3 transformation point temperature or lower, and the turbine intermediate pressure final stage The method is characterized in that the temperature is lower than the tempering temperature performed for the first stage of the remaining turbine intermediate pressure part other than the above.

ここに、タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落とは、タービン中圧部最終段落から一つ手前のタービン段落からタービン初段落までを言う。   Here, the remaining turbine intermediate pressure section other than the turbine intermediate pressure section final paragraph refers to the turbine stage immediately before the turbine intermediate pressure section final paragraph to the turbine first stage.

本実施形態に係るタービン構造体が上述のCrMoV鋼およびCrMoWV鋼のうち、いずれか一方を選択すると、タービン中圧部最終段落の焼戻し温度は、630℃以上とし、タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落の焼戻し温度は、660℃〜720℃にすることが望ましい。   When the turbine structure according to the present embodiment selects any one of the above-described CrMoV steel and CrMoWV steel, the tempering temperature of the turbine intermediate pressure section final stage is set to 630 ° C. or higher, and the turbine intermediate pressure section final stage other than The tempering temperature of the remaining turbine intermediate pressure section is desirably 660 ° C to 720 ° C.

タービン中圧部最終段落の焼戻し温度が630℃未満になると、引張強さおよび耐力は増加するものの、延性が低下するためである。   This is because when the tempering temperature in the final stage of the intermediate pressure section of the turbine is less than 630 ° C., the tensile strength and proof stress increase, but the ductility decreases.

また、タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落の焼戻し温度が660℃未満になると、引張強さおよび耐力は増加するものの、その反面、クリープ破断強度が低下し、さらに焼戻し温度が720℃を超えると、焼戻し作用が過剰となり、引張強さ、耐力およびクリープ破断強度が低下するためである。   Further, when the tempering temperature of the remaining turbine intermediate pressure section other than the final stage of the turbine intermediate pressure section is less than 660 ° C., the tensile strength and proof stress increase, but on the other hand, the creep rupture strength decreases, and the tempering temperature further decreases. When the temperature exceeds 720 ° C., the tempering action becomes excessive, and the tensile strength, proof stress and creep rupture strength are reduced.

また、本実施形態に係るロータ構造体が上述のCrMoV鋼およびCrMoVW鋼のうち、いずれかの鋼で構成される場合には、タービン中圧部最終段落を焼入れする際の温度は、940℃〜1060℃とすることが望ましい。焼入れ温度が940℃未満になると、焼入れ時のオーステナイト化が不完全となり、要求される引張強さ、耐力およびクリープ破断強度が得られず、また、焼入れ温度が1060℃を超えると、加熱中に結晶粒が粗大化して延性が低下するとともに、切欠感受性が増大して信頼性を損なうためである。   Further, when the rotor structure according to the present embodiment is composed of any one of the above-described CrMoV steel and CrMoVW steel, the temperature when quenching the turbine intermediate pressure section final stage is 940 ° C to It is desirable to set it as 1060 degreeC. If the quenching temperature is less than 940 ° C, austenitization during quenching is incomplete, and the required tensile strength, proof stress and creep rupture strength cannot be obtained, and if the quenching temperature exceeds 1060 ° C, This is because the crystal grains become coarse and the ductility is lowered, and the notch sensitivity is increased to impair reliability.

また、本実施形態に係るロータ構造体が上述のマルテンサイト系鋼で構成される場合には、タービン中圧部最終段落の焼戻し温度を570℃以上とし、タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧段落の焼戻し温度を630〜720℃とすることが望ましい。   Further, when the rotor structure according to the present embodiment is composed of the martensitic steel described above, the tempering temperature of the turbine intermediate pressure part final paragraph is set to 570 ° C. or more, and the remaining parts other than the turbine intermediate pressure part final paragraph are set. It is desirable that the tempering temperature of the turbine intermediate pressure stage is 630 to 720 ° C.

タービン中圧部最終段落の焼戻し温度が570℃未満になると、引張強さおよび耐力は増加するものの、延性が低下するためである。また、タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落の焼戻し温度が630℃未満になると、引張強さおよび耐力は増加するものの、その反面、クリープ破断強度が低下し、さらに、焼戻し温度が720℃を超えると、焼戻し作用が過剰となり、引張強さ、耐力およびクリープ破断強度が低下するためである。   This is because, when the tempering temperature in the final stage of the intermediate pressure section of the turbine is less than 570 ° C., the tensile strength and the proof stress increase, but the ductility decreases. In addition, when the tempering temperature of the remaining turbine intermediate pressure section other than the final stage of the turbine intermediate pressure section is less than 630 ° C., the tensile strength and proof stress increase, but on the other hand, the creep rupture strength decreases, and the tempering temperature further decreases. This is because if the temperature exceeds 720 ° C., the tempering action becomes excessive, and the tensile strength, proof stress and creep rupture strength are reduced.

また、本実施形態に係るロータ構造体が上述のマルテンサイト系鋼で構成される場合には、ロータ構造体を焼入れする際の温度は、1000℃〜1150℃とすることが望ましい。焼入れ温度が1000℃未満になると、焼入れ時のオーステナイト化が不完全となり、要求される引張強さ、耐力およびクリープ破断強度が得られず、また、焼入れ温度が、1150℃を超えると、加熱中に結晶粒が粗大化して延性が低下するとともに、切欠感受性が増大して強度保証を損なうためである。   Further, when the rotor structure according to the present embodiment is composed of the martensitic steel described above, the temperature at which the rotor structure is quenched is preferably 1000 ° C. to 1150 ° C. If the quenching temperature is less than 1000 ° C, austenitization at the time of quenching is incomplete, and the required tensile strength, proof stress and creep rupture strength cannot be obtained, and if the quenching temperature exceeds 1150 ° C, heating is in progress. This is because the crystal grains become coarse and the ductility is lowered, and the notch sensitivity is increased to impair strength assurance.

また、本発明に係るタービンロータの製造方法は、上述の目的を達成するために、請求項11に記載したように、タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体を製造するとき、前記ロータ構造体に焼入れを行った後、タービン中圧部最終段落と、このタービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落との間に設けた溝部に熱遮蔽板を挿入して区画し、前記タービン中圧部最終段落と前記タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落とを別々の焼戻し温度で熱処理を行う方法である。   Moreover, in order to achieve the above-described object, the method for manufacturing a turbine rotor according to the present invention includes any one of a turbine intermediate pressure portion and a high / medium pressure integrated type turbine portion as described in claim 11. When the rotor structure is provided, after quenching the rotor structure, the rotor intermediate pressure section is provided between the turbine intermediate pressure section final paragraph and the remaining turbine intermediate pressure section other than the turbine intermediate pressure section final paragraph. This is a method in which a heat shielding plate is inserted into a groove section to partition, and the turbine intermediate pressure section final stage and the remaining turbine intermediate pressure section other than the turbine intermediate pressure section final stage are heat-treated at different tempering temperatures.

なお、本発明に係るタービンロータの製造方法により作製されたロータ構造体の引張強さ、耐力、延性、クリープ破断強度などの特性は、以下に説明する引張試験、クリープ破断試験などによって評価することができる。   The properties of the rotor structure produced by the turbine rotor manufacturing method according to the present invention, such as tensile strength, proof stress, ductility, and creep rupture strength, should be evaluated by the tensile test and creep rupture test described below. Can do.

引張試験は供試材の引張強さ、耐力、伸び、絞りなどを求めることを目的とする材料試験である。引張強さおよび耐力は、供試材の引張強度を、伸びおよび絞りは供試材の延性を表し、それぞれの値が大きい方が特性としては優れている。   The tensile test is a material test for the purpose of obtaining the tensile strength, proof stress, elongation, drawing, etc. of the test material. Tensile strength and yield strength indicate the tensile strength of the test material, and elongation and drawing indicate the ductility of the test material. The larger the respective values, the better the characteristics.

クリープ破断試験は、供試材のクリープ破断強度などを求めることを目的とする材料試験である。クリープ破断強度は、クリープ破断時間と対応する特性であり、クリープ破断時間が長ければ、それに応じてクリープ破断強度も高くなる。また、複数の試験片のクリープ破断試験結果(試験温度、試験応力、破断時間)をラーソン・ミラー・パラメータで整理することにより、種々の温度におけるクリープ破断強度(10時間破断強度、等)を求めることができる。 The creep rupture test is a material test for the purpose of determining the creep rupture strength of the specimen. The creep rupture strength is a characteristic corresponding to the creep rupture time, and the longer the creep rupture time, the higher the creep rupture strength accordingly. Furthermore, the creep rupture test results of a plurality of test strips (test temperature, test stress and fracture time) by organizing in Larson Miller parameter, the creep rupture strength (10 5 h strength at break, etc.) at various temperatures Can be sought.

本発明に係るタービンロータおよびその製造方法およびそれを用いた蒸気タービンプラントは、ロータ構造体のタービン中圧部最終段落に長翼のタービン動翼を植設しても高い引張強さと耐力とを与えることができるとともに、高温の駆動蒸気に晒されているタービン中圧部初段落あるいはタービン高圧部初段落に高いクリープ破断強度を与えることができる。   The turbine rotor according to the present invention, the manufacturing method thereof, and the steam turbine plant using the turbine rotor have high tensile strength and proof strength even when a long blade blade is implanted in the final stage of the turbine intermediate pressure section of the rotor structure. In addition, it is possible to provide a high creep rupture strength to the first stage of the intermediate pressure section of the turbine or the first stage of the high pressure section of the turbine that is exposed to high-temperature driving steam.

したがって、軸スパンの短い蒸気タービンでも、高出力化、高プラント熱効率化が実現でき、長時間に亘って安定した運転を行うことができる。   Therefore, even with a steam turbine having a short shaft span, high output and high plant thermal efficiency can be realized, and stable operation can be performed for a long time.

加えて、このようなタービンロータを用いることにより、従来に比較してより高温の蒸気をタービン中圧部に流通させることができるため、蒸気タービンプラント全体として効率の向上、高出力化が高い信頼性をもって可能となる。   In addition, by using such a turbine rotor, higher-temperature steam can be circulated to the turbine intermediate pressure portion than in the past, so the efficiency of the steam turbine plant as a whole is improved and the output is highly reliable. It becomes possible with sex.

以下、本発明に係るタービンロータおよびその製造方法およびそれを用いた蒸気タービンプラントの実施形態を図面を引用して説明する。   Embodiments of a turbine rotor, a manufacturing method thereof, and a steam turbine plant using the turbine rotor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施形態に係るタービンロータは、上述の成分元素に基づいて作製されたCrMоV鋼、CrMоWV鋼およびマルテンサイト系鋼のうち、いずれかが選択される。そして、選択された鋼は、溶解、鋳造して鋼塊とした後、鍛造を行ってドラム形状のロータ構造体に成形加工される。   For the turbine rotor according to the present embodiment, one of CrMоV steel, CrMоWV steel, and martensitic steel produced based on the above-described component elements is selected. The selected steel is melted and cast into a steel ingot, and then forged to form a drum-shaped rotor structure.

図1および図2は、本実施形態に係るタービンロータのうち、複流タービン中圧部に適用するロータ構造体11aを示す概念図である。   FIG. 1 and FIG. 2 are conceptual diagrams showing a rotor structure 11a applied to a double-flow turbine intermediate pressure portion in the turbine rotor according to the present embodiment.

また、図3および図4は、本実施形態に係るタービンロータのうち、高中圧一体タイプに適用するロータ構造体11bを示す概念図である。   3 and 4 are conceptual diagrams showing a rotor structure 11b applied to the high-medium pressure integrated type among the turbine rotors according to the present embodiment.

また、図1〜図4において、実線部分は、熱処理時の中間形状ロータ構造体12aであり、破線部分は、機械加工を加えて切削した最終形状ロータ構造体13aである。   1 to 4, the solid line portion is the intermediate shape rotor structure 12a at the time of heat treatment, and the broken line portion is the final shape rotor structure 13a cut by machining.

また、機械加工の切削によって取り除かれた破線部分の残りの部分は、タービン動翼(図示せず)を植設するタービンディスク14aである。さらに、図1および図2に示され、複流タービン中圧部に適用するロータ構造体11aでは、中央部から左右の両端に向って順次、タービンディスク14aが形成され、これらタービンディスク14aにタービン動翼(図示せず)が植設され、タービン動翼が植設される最後尾がタービン最終段落15aである。   Further, the remaining portion of the broken line portion removed by machining cutting is a turbine disk 14a in which a turbine rotor blade (not shown) is implanted. Furthermore, in the rotor structure 11a shown in FIGS. 1 and 2 and applied to the intermediate pressure portion of the double-flow turbine, turbine disks 14a are sequentially formed from the central portion toward both the left and right ends, and the turbine disk 14a is subjected to turbine motion. The last stage where the blades (not shown) are implanted and the turbine blades are implanted is the turbine final stage 15a.

また、図3および図4に示され、高中圧一体タイプに適用するロータ構造体11bも、タービン高圧部16とタービン中圧部17とに区分けされるものの、軸方向に向って構成されるタービンディスク14bにタービン動翼が植設され、タービン動翼が植設される最後尾がタービン最終段落15bである。   The rotor structure 11b shown in FIG. 3 and FIG. 4 and applied to the high-medium pressure integrated type is also divided into a turbine high-pressure part 16 and a turbine intermediate-pressure part 17, but the turbine is configured in the axial direction. Turbine blades are implanted in the disk 14b, and the final stage where the turbine blades are implanted is the turbine final stage 15b.

このような形状に形成されるタービンロータにおいて、図1に示した複流タービン中圧部に適用するロータ構造体11aおよび図3に示した高中圧一体タイプに適用するロータ構造体11bのそれぞれは、タービン最終段落15a,15bと、その一つ手前のタービン段落L−1との間に機械加工によって溝部18が切削された後、焼入れが行われる。   In the turbine rotor formed in such a shape, each of the rotor structure 11a applied to the double-flow turbine intermediate pressure portion shown in FIG. 1 and the rotor structure 11b applied to the high-medium pressure integrated type shown in FIG. Quenching is performed after the groove 18 is cut by machining between the turbine final stages 15a and 15b and the turbine stage L-1 immediately before.

焼入れが行われた後、ロータ構造体11a,11bは、図2および図4に示すように、溝部18に熱遮蔽板19を挿入して区画され、タービン最終段落15a,15bのタービンディスク14a,14bとその一つ手前のタービン段落L−1からタービン初段落までの部分とを異なる温度で焼戻しを行う。   After quenching, the rotor structures 11a and 11b are partitioned by inserting a heat shielding plate 19 into the groove 18 as shown in FIGS. 2 and 4, and the turbine disks 14a and 15b of the turbine final stages 15a and 15b are separated. 14b and the part from the turbine stage L-1 immediately before that to the turbine first stage are tempered at different temperatures.

その際、熱処理温度は、複流タービン中圧部および高中圧一体タイプのそれぞれに適用するロータ構造体11a,11bの材料のA変態温度以下であり、かつタービン最終段落15a,15b以外の残りのタービン段落の焼戻し温度よりも低く設定される。 At that time, heat treatment temperature, rotor structures 11a to be applied to each of the double-flow turbine intermediate pressure and high-intermediate pressure integrated type, 11b or less of A 3 transformation temperature of the material, and the turbine final stage 15a, the remaining non-15b It is set lower than the tempering temperature of the turbine stage.

なお、複流タービン中圧部に適用するロータ構造体11aおよび高中圧一体タイプに適用するロータ構造体11bは、ともに、タービン最終段落15a,15bの一つ手前のタービン段落L−1に植設するタービン動翼が長翼の場合、溝部18をタービン最終段落15a,15bよりも一つ手前のタービン段落L−1と二つ手前のタービン段落L−2との間に設けてもよい。   The rotor structure 11a applied to the double-flow turbine intermediate pressure portion and the rotor structure 11b applied to the high-medium pressure integrated type are both planted in the turbine stage L-1 immediately before the turbine final stage 15a, 15b. When the turbine rotor blade is a long blade, the groove 18 may be provided between the turbine stage L-1 immediately before the turbine final stage 15a, 15b and the turbine stage L-2 two before.

次に、実施例1〜実施例4まで熱処理温度条件を各試材を作製し、各種特性を評価した。   Next, each sample was produced under the heat treatment temperature conditions from Example 1 to Example 4, and various characteristics were evaluated.

実施例1および2に対しては図1に示す試料No.1、No.2を用いた。試料No.1は、質量%で、0.9〜3.0%のCr、0.7〜1.8%のMo、0.1〜0.4%のV、0.15〜0.35%のCを含有したFeを主成分とするCrMoV鋼であり、試料No.2は、質量%で、0.9〜3.0%のCr、0.2〜0.9%のMo、0.5〜2.5%のW、0.1〜0.4%のV、0.15〜0.35%のCを含有したFeを主成分とするCrMoVW鋼である。   For Examples 1 and 2, the sample No. shown in FIG. 1, no. 2 was used. Sample No. 1 is mass%, 0.9-3.0% Cr, 0.7-1.8% Mo, 0.1-0.4% V, 0.15-0.35% C CrMoV steel containing Fe as a main component. 2 is mass%, 0.9-3.0% Cr, 0.2-0.9% Mo, 0.5-2.5% W, 0.1-0.4% V , CrMoVW steel mainly composed of Fe containing 0.15 to 0.35% of C.

[実施例1](図5,図6)
本実施例では、CrMoV鋼およびCrMoVW鋼に対し、焼戻し温度を変えて引張性質とクリープ破断強度を調査した。
[Example 1] (FIGS. 5 and 6)
In this example, the CrMoV steel and the CrMoVW steel were examined for tensile properties and creep rupture strength by changing the tempering temperature.

図5に示す試料No.1、No.2を200kg準備し、真空高周波誘導電気炉にて溶解し、鋳造した。鋳造後、プレス鍛造を行い、直径100mmの丸棒に鍛伸して供試材No.1、No.2を作製した。その後、供試材を温度970℃で焼き入れを行い、さらに供試材を図6に示すように、600℃〜740℃の温度範囲で各々温度を変えて焼戻しを行った。   Sample No. shown in FIG. 1, no. 200 kg of 2 was prepared, melted in a vacuum high-frequency induction electric furnace, and cast. After casting, press forging was performed and forged into a round bar with a diameter of 100 mm. 1, no. 2 was produced. Thereafter, the sample material was quenched at a temperature of 970 ° C., and the sample material was tempered at a temperature range of 600 ° C. to 740 ° C. as shown in FIG.

このようにして得られた各供試材を温度400℃における引張試験およびクリープ破断試験に供し、引張強さ、0.02%耐力、伸び、絞り、FATT、560℃における10時間破断強度を求めた。その結果を図6に示す。 Subjected each sample obtained in this manner in the tensile test and the creep rupture test at a temperature 400 ° C., the tensile strength, 0.02% yield strength, elongation, diaphragm, 10 5 hours rupture strength at FATT, 560 ° C. Asked. The result is shown in FIG.

図6に示すように、供試材No.1、No.2の引張試験の結果、焼戻し温度を低下させると引張強さおよび耐力が増加する。   As shown in FIG. 1, no. As a result of the tensile test of 2, when the tempering temperature is lowered, the tensile strength and the proof stress are increased.

しかし、630℃を下回る温度における焼戻しを行った場合には、大幅に延性(伸び、絞り)が低下し、材料の信頼性を損なう。   However, when tempering is performed at a temperature lower than 630 ° C., the ductility (elongation and drawing) is greatly reduced, and the reliability of the material is impaired.

したがって、引張強さが重要となるタービン最終段落の焼戻し温度としては、優れた引張強さ、耐力、延性が得られる630℃以上が望ましい。   Therefore, the tempering temperature in the final stage of the turbine where the tensile strength is important is preferably 630 ° C. or higher, which provides excellent tensile strength, yield strength, and ductility.

次に供試材No.1、No.2のクリープ破断試験の結果、660℃を下回る焼戻し温度においてはクリープ破断強度が低下し、また720℃を上回る焼戻し温度においてもクリープ破断強度が低下する。   Next, the test material No. 1, no. As a result of the creep rupture test of No. 2, the creep rupture strength decreases at a tempering temperature lower than 660 ° C., and the creep rupture strength also decreases at a tempering temperature higher than 720 ° C.

したがって、クリープ破断強度が重要となるタービン最終段落を除く残りのタービン段落、特にタービン初段落の焼戻し温度としては、優れたクリープ破断強度が得られる660℃〜720℃が望ましい。   Accordingly, the tempering temperature of the remaining turbine stages, particularly the turbine first stage, excluding the turbine final stage where the creep rupture strength is important, is preferably 660 ° C. to 720 ° C. at which excellent creep rupture strength is obtained.

このように、本実施例によれば、質量%で、0.9〜3.0%のCr、0.7〜1.8%のMo、0.1〜0.4%のV、0.15〜0.35%のCを含有したFeを主成分とするCrMoV鋼、および質量%で、0.9〜3.0%のCr、0.2〜0.9%のMo、0.5〜2.5%のW、0.1〜0.4%のV、0.15〜0.35%のCを含有したFeを主成分とするCrMoVW鋼を用いたロータ構造体に対し、タービン最終段落を630℃以上で焼戻しを行い、タービン最終段落を除く残りのタービン段落を660〜720℃で焼戻しを行うことにより、複流タービン中圧部および高中圧一体タイプのそれぞれのタービン最終段落には、長翼を接続するための好適な引張強さを与えることができ、また高温の駆動蒸気に晒されるタービン初段落には、好適なクリープ破断強度を与えられることがわかった。   Thus, according to the present example, in mass%, 0.9 to 3.0% Cr, 0.7 to 1.8% Mo, 0.1 to 0.4% V,. CrMoV steel based on Fe containing 15 to 0.35% C, and 0.9 to 3.0% Cr, 0.2 to 0.9% Mo, 0.5% by mass A rotor structure using a CrMoVW steel mainly composed of Fe containing ~ 2.5% W, 0.1-0.4% V, 0.15-0.35% C By tempering the final stage at 630 ° C. or higher and tempering the remaining turbine stages excluding the turbine final stage at 660 to 720 ° C., each turbine final stage of the double-flow turbine intermediate pressure part and the high intermediate pressure integrated type Can provide suitable tensile strength for connecting the long blades and is exposed to high temperature driving steam. The bottle first paragraph, it was found that given a suitable creep rupture strength.

[実施例2](図5,図7)
本実施例では、CrMoV鋼およびCrMoVW鋼に対し、焼入れ温度を変えて引張強さとクリープ破断強度を調査した。
[Example 2] (FIGS. 5 and 7)
In this example, the CrMoV steel and the CrMoVW steel were examined for tensile strength and creep rupture strength by changing the quenching temperature.

図5に示す試料No.1、No.2を200kg準備し、真空高周波誘導電気炉にて溶解し、鋳造した。鋳造後、プレス鍛造を行い、直径100mmの丸棒に鍛伸して供試材No.1、No.2を作製した。その後、供試材を図7に示すように、温度910℃〜1080℃の温度範囲で焼き入れを行い、さらに供試材を、温度680℃で焼戻しを行った。   Sample No. shown in FIG. 1, no. 200 kg of 2 was prepared, melted in a vacuum high-frequency induction electric furnace, and cast. After casting, press forging was performed and forged into a round bar with a diameter of 100 mm. 1, no. 2 was produced. Thereafter, as shown in FIG. 7, the test material was quenched at a temperature range of 910 ° C. to 1080 ° C., and the test material was further tempered at a temperature of 680 ° C.

このようにして得られた各供試材を温度400℃における引張試験およびクリープ破断試験に供し、引張強さ、0.02%耐力、伸び、絞り、FATT、560℃における10時間破断強度を求めた。その結果を図7に示す。 Subjected each sample obtained in this manner in the tensile test and the creep rupture test at a temperature 400 ° C., the tensile strength, 0.02% yield strength, elongation, diaphragm, 10 5 hours rupture strength at FATT, 560 ° C. Asked. The result is shown in FIG.

図7に示すように、供試材No.1、No.2の引張試験およびクリープ破断試験の結果、940℃を下回る焼入れ温度においては引張強さ、耐力、クリープ破断強度が大幅に低下し、また1060℃を上回る焼入れ温度においては、引張試験の延性(伸び、絞り)が大幅に低下し、材料の信頼性を損なう。   As shown in FIG. 1, no. As a result of the tensile test and the creep rupture test of No. 2, the tensile strength, yield strength and creep rupture strength are significantly reduced at a quenching temperature lower than 940 ° C., and the tensile test ductility (elongation at a quenching temperature higher than 1060 ° C. , Aperture) is greatly reduced and the reliability of the material is impaired.

したがって、ロータ構造体の焼入れ温度としては、優れた引張強さ、耐力、延性、クリープ破断強度が得られる940℃〜1060℃が望ましい。   Accordingly, the quenching temperature of the rotor structure is preferably 940 ° C. to 1060 ° C. at which excellent tensile strength, yield strength, ductility, and creep rupture strength are obtained.

したがって、本実施例によれば、質量%で、0.9〜3.0%のCr、0.7〜1.8%のMo、0.1〜0.4%のV、0.15〜0.35%のCを含有したFeを主成分とするCrMoV鋼、および質量%で、0.9〜3.0%のCr、0.2〜0.9%のMo、0.5〜2.5%のW、0.1〜0.4%のV、0.15〜0.35%のCを含有したFeを主成分とするCrMoVW鋼を用いたロータ構造体に対し、温度を940℃〜1060℃で焼入れを行うことにより、複流タービン中圧部および高中圧一体タイプのそれぞれのタービン最終段落には、好適な引張強さを与えられることができ、また高温の駆動蒸気に晒されるタービン初段落には好適なクリープ破断強度を与えられることがわかった。   Therefore, according to this example, in mass%, 0.9 to 3.0% Cr, 0.7 to 1.8% Mo, 0.1 to 0.4% V, 0.15 to CrMoV steel based on Fe containing 0.35% C, and in mass%, 0.9-3.0% Cr, 0.2-0.9% Mo, 0.5-2 The temperature is 940 for a rotor structure using CrMoVW steel mainly composed of Fe containing 0.5% W, 0.1-0.4% V, 0.15-0.35% C. By performing quenching at 10 ° C. to 1060 ° C., a suitable tensile strength can be given to the final stage of each turbine of the double flow turbine intermediate pressure unit and the high intermediate pressure integrated type, and it is exposed to high-temperature driving steam. It was found that the first stage of the turbine can be given a suitable creep rupture strength.

実施例3および4に対しては、図8に示す試料No.3、No.4を用いた。試料No.3は、質量%で、8.5〜13%のCr、0.8〜2%のMo、0.1〜0.4%のV、0.05〜0.25%のCを含有したFeを主成分とするマルテンサイト系鋼であり、試料No.4は、質量%で、8.5〜13%のCr、0.8%未満のMo、1〜5%のW、0.1〜0.4%のV、0.05〜0.25%のCを含有したFeを主成分とするマルテンサイト系鋼である。   For Examples 3 and 4, sample no. 3, no. 4 was used. Sample No. 3 is Fe by mass%, containing 8.5-13% Cr, 0.8-2% Mo, 0.1-0.4% V, 0.05-0.25% C. Is the martensitic steel mainly composed of 4 is mass%, 8.5-13% Cr, less than 0.8% Mo, 1-5% W, 0.1-0.4% V, 0.05-0.25% It is a martensitic steel mainly containing Fe containing C.

[実施例3](図8,図9)
本実施例では、マルテンサイト系鋼に対し、焼戻し温度を変えて引張性質とクリープ破断強度を調査した。
[Example 3] (FIGS. 8 and 9)
In this example, the tensile properties and creep rupture strength of the martensitic steel were investigated by changing the tempering temperature.

図8に示す試料No.3、No.4を200kg準備し、真空高周波誘導電気炉にて溶解し、鋳造した。鋳造後、プレス鍛造を行い、直径100mmの丸棒に鍛伸して供試材No.3、No.4を作製した。その後、供試材を温度1050℃で焼き入れを行い、さらに供試材を図9に示すように、540℃〜750℃の温度範囲で各々温度を変えて焼戻しを行った。   Sample No. 2 shown in FIG. 3, no. 200 kg of 4 was prepared, melted in a vacuum high frequency induction electric furnace, and cast. After casting, press forging was performed and forged into a round bar with a diameter of 100 mm. 3, no. 4 was produced. Thereafter, the sample material was quenched at a temperature of 1050 ° C., and the sample material was tempered at a temperature range of 540 ° C. to 750 ° C. as shown in FIG.

このようにして得られた各供試材を温度400℃における引張試験およびクリープ破断試験に供し、引張強さ、0.02%耐力、伸び、絞り、FATT、温度600℃における10時間破断強度を求めた。その結果を図9に示す。 Subjected each sample obtained in this manner in the tensile test and the creep rupture test at a temperature 400 ° C., the tensile strength, 0.02% yield strength, elongation, diaphragm, FATT, 10 5 hours rupture strength at a temperature 600 ° C. Asked. The result is shown in FIG.

図9に示すように、供試材No.3、No.4の引張試験の結果、焼戻し温度を低下させると引張強さおよび耐力が増加する。   As shown in FIG. 3, no. As a result of the tensile test of No. 4, when the tempering temperature is lowered, the tensile strength and the proof stress are increased.

しかし、570℃を下回る温度における焼戻しを行った場合には、大幅に延性(伸び、絞り)が低下し、材料の信頼性を損なう。   However, when tempering is performed at a temperature lower than 570 ° C., the ductility (elongation and drawing) is greatly reduced, and the reliability of the material is impaired.

したがって、引張強さが重要となるタービン最終段落の焼戻し温度としては、優れた引張強さ、耐力、延性が得られる570℃以上が望ましい。   Accordingly, the tempering temperature in the final stage of the turbine where the tensile strength is important is preferably 570 ° C. or higher, which provides excellent tensile strength, yield strength, and ductility.

次に供試材No.3、No.4のクリープ破断試験の結果、630℃を下回る焼戻し温度においては、クリープ破断強度が低下し、また720℃を上回る焼戻し温度においてもクリープ破断強度が低下する。   Next, the test material No. 3, no. As a result of the creep rupture test of No. 4, the creep rupture strength decreases at a tempering temperature lower than 630 ° C, and the creep rupture strength also decreases at a tempering temperature higher than 720 ° C.

したがって、クリープ破断強度が重要となるタービン最終段落を除く残りのタービン段落の焼戻し温度としては、優れたクリープ破断強度が得られる630℃〜720℃が望ましい。   Accordingly, the tempering temperature of the remaining turbine stages except the turbine final stage where the creep rupture strength is important is preferably 630 ° C. to 720 ° C. at which excellent creep rupture strength is obtained.

このように、本実施例によれば、質量%で、8.5〜13%のCr、0.8〜2%のMo、0.1〜0.4%のV、0.05〜0.25%のCを含有したFeを主成分とするマルテンサイト系鋼、および質量%で、8.5〜13%のCr、0.8%未満のMo、1〜5%のW、0.1〜0.4%のV、0.05〜0.25%のCを含有したFeを主成分とするマルテンサイト系鋼を用いたロータ構造体に対し、タービン最終段落を570℃以上で焼戻しを行い、タービン最終段落を除く残りのタービン段落を630℃〜720℃で焼戻しを行うことにより、複流タービン中圧部および高中圧一体タイプのそれぞれのタービン最終段落には、好適な引張強さを与えられることができ、また、高温の駆動蒸気に晒されるタービン初段落には、好適なクリープ破断強度を与えられることがわかった。   Thus, according to this example, by mass, 8.5-13% Cr, 0.8-2% Mo, 0.1-0.4% V, 0.05-0. Martensitic steel containing 25% C as a main component, and in mass%, 8.5 to 13% Cr, less than 0.8% Mo, 1 to 5% W, 0.1 Tempering the final turbine stage at 570 ° C. or higher for a rotor structure using martensitic steel containing Fe of 0.4% V and 0.05 to 0.25% C as a main component. The remaining turbine stage excluding the turbine final stage is tempered at 630 ° C. to 720 ° C., so that a suitable tensile strength is given to each turbine final stage of the double flow turbine intermediate pressure unit and the high intermediate pressure integrated type. Suitable for the first stage of a turbine that can be heated and exposed to hot driving steam It was found that given the creep rupture strength.

[実施例4](図8,図10)
本実施例では、マルテンサイト系鋼に対し、焼入れ温度を変えて引張強さとクリープ破断強度を調査した。
[Example 4] (FIGS. 8 and 10)
In this example, the tensile strength and creep rupture strength of the martensitic steel were investigated by changing the quenching temperature.

図8に示す試料No.3、No.4を200kg準備し、真空高周波誘導電気炉にて溶解し、鋳造した。鋳造後、プレス鍛造を行い、直径100mmの丸棒に鍛伸して供試材No.3、No.4を作製した。その後、供試材を図10に示すように990℃〜1180℃の温度範囲で焼き入れを行い、さらに供試材を温度650℃で焼戻しを行った。   Sample No. 2 shown in FIG. 3, no. 200 kg of 4 was prepared, melted in a vacuum high frequency induction electric furnace, and cast. After casting, press forging was performed and forged into a round bar with a diameter of 100 mm. 3, no. 4 was produced. Thereafter, the test material was quenched in the temperature range of 990 ° C. to 1180 ° C. as shown in FIG. 10, and the test material was further tempered at a temperature of 650 ° C.

このようにして得られた各供試材を温度400℃における引張試験およびクリープ破断試験に供し、引張強さ、0.02%耐力、伸び、絞り、FATT、温度600℃における10時間破断強度を求めた。その結果を図10に示す。 Subjected each sample obtained in this manner in the tensile test and the creep rupture test at a temperature 400 ° C., the tensile strength, 0.02% yield strength, elongation, diaphragm, FATT, 10 5 hours rupture strength at a temperature 600 ° C. Asked. The result is shown in FIG.

図10に示すように、供試材No.3、No.4の引張試験およびクリープ破断試験の結果、1020℃を下回る焼入れ温度においては引張強さ、耐力、クリープ破断強度が大幅に低下し、また1150℃を上回る焼入れ温度においては、引張試験の延性(伸び、絞り)が大幅に低下し、材料の信頼性を損なう。   As shown in FIG. 3, no. As a result of the tensile test and creep rupture test of No. 4, the tensile strength, proof stress, and creep rupture strength are greatly reduced at a quenching temperature below 1020 ° C. , Aperture) is greatly reduced and the reliability of the material is impaired.

したがって、ロータ構造体の焼入れ温度としては、優れた引張強さ、耐力、延性、クリープ破断強度が得られる1020〜1150℃が望ましい。   Therefore, the quenching temperature of the rotor structure is desirably 1020 to 1150 ° C. at which excellent tensile strength, proof stress, ductility, and creep rupture strength are obtained.

このように、本実施例によれば、質量%で、8.5〜13%のCr、0.8〜2%のMo、0.1〜0.4%のV、0.05〜0.25%のCを含有したFeを主成分とするマルテンサイト系鋼、および質量%で、8.5〜13%のCr、0.8%未満のMo、1〜5%のW、0.1〜0.4%のV、0.05〜0.25%のCを含有したFeを主成分とするマルテンサイト系鋼を用いたロータ構造体に対し、温度を1020℃〜1150℃で焼入れを行うことにより、複流タービン中圧部および高中圧一体タイプのそれぞれのタービン最終段落には、好適な引張強さを与えられることができ、また高温の駆動蒸気に晒されるタービン初段落には、好適なクリープ破断強度を与えられることがわかった。
Thus, according to the present Example, by mass%, 8.5-13% Cr, 0.8-2% Mo, 0.1-0.4% V, 0.05-0. Martensitic steel containing 25% C and containing Fe as a main component, and by mass, 8.5 to 13% Cr, less than 0.8% Mo, 1 to 5% W, 0.1 Quenching is performed at a temperature of 1020 ° C. to 1150 ° C. for a rotor structure using martensitic steel containing Fe of 0.4% V and 0.05 to 0.25% C as a main component. By doing so, a suitable tensile strength can be given to the turbine final stage of the double flow turbine intermediate pressure part and the high / medium pressure integrated type, and it is suitable for the turbine first stage exposed to high temperature driving steam. It was found that a good creep rupture strength was obtained.

本発明に係るタービンロータのうち、複流タービン中圧部に適用されるロータ構造体を示す概念図。The conceptual diagram which shows the rotor structure applied to a double flow turbine intermediate pressure part among the turbine rotors which concern on this invention. 本発明に係るタービンロータのうち、複流タービン中圧部に適用されるロータ構造体の熱処理準備段階を示す概念図。The conceptual diagram which shows the heat treatment preparation stage of the rotor structure applied to a double flow turbine intermediate pressure part among the turbine rotors which concern on this invention. 本発明に係るタービンロータのうち、高中圧一体タイプのタービン部に適用されるロータ構造体を示す概念図。The conceptual diagram which shows the rotor structure applied to the turbine part of a high intermediate pressure integrated type among the turbine rotors which concern on this invention. 本発明に係るタービンロータのうち、高中圧一体タイプのタービン部に適用されるロータ構造体の熱処理準備段階を示す概念図。The conceptual diagram which shows the heat treatment preparation stage of the rotor structure applied to the turbine part of a high intermediate pressure integrated type among the turbine rotors which concern on this invention. 本発明に係るタービンロータのロータ構造体に適用するCrMоV鋼およびCrMоWV鋼の化学組成を示す図表。The chart which shows the chemical composition of CrMоV steel applied to the rotor structure of the turbine rotor which concerns on this invention, and CrMоWV steel. 図5で示したCrMоV鋼およびCrMоWV鋼の焼戻し温度を変えたときの強度試験結果を示す図表。The chart which shows the strength test result when changing the tempering temperature of CrMоV steel and CrMоWV steel shown in FIG. 図5で示したCrMоV鋼およびCrMоWV鋼の焼入れ温度を変えたときの強度試験結果を示す図表。The chart which shows the strength test result when changing the quenching temperature of CrMоV steel and CrMоWV steel shown in FIG. 本発明のタービンロータのロータ構造体に適用するマルテンサイト系鋼の化学組成を示す図表。The chart which shows the chemical composition of the martensitic steel applied to the rotor structure of the turbine rotor of this invention. 図8でマルテンサイト系鋼の焼戻し温度を変えたときの強度試験結果を示す図表。The table | surface which shows the strength test result when changing the tempering temperature of martensitic steel in FIG. 図8でマルテンサイト系鋼の焼入れ温度を変えたときの強度試験結果を示す図表。The chart which shows the strength test result when changing the quenching temperature of martensitic steel in FIG. 従来の蒸気タービンを示す上半部切欠斜視図。The upper half notch perspective view which shows the conventional steam turbine. 従来のタービンロータのうち、複流タービン中圧部に適用されるロータ構造体を示す概念図。The conceptual diagram which shows the rotor structure applied to a double flow turbine intermediate pressure part among the conventional turbine rotors. 従来のタービンロータのうち、高中圧一体タイプのタービン部に適用されるロータ構造体を示す概念図。The conceptual diagram which shows the rotor structure applied to the turbine part of a high intermediate pressure integrated type among the conventional turbine rotors.

符号の説明Explanation of symbols

1 タービン高圧部
2 タービン中圧部
3 第1タービン低圧部
4 第2タービン低圧部
5 タービンロータ
6 タービン動翼
7 タービン高圧部
8 タービン中圧部
9a,9b 中間形状ロータ構造体
10a,10b 最終形状ロータ構造体
11a,11b ロータ構造体
12a,12b 中間形状ロータ構造体
13a,13b 最終形状ロータ構造体
14a,14b タービンディスク
15a,15b タービン最終段落
16 タービン高圧部
17 タービン中圧部
18 溝部
19 熱遮蔽板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Turbine high pressure part 2 Turbine intermediate pressure part 3 1st turbine low pressure part 4 2nd turbine low pressure part 5 Turbine rotor 6 Turbine blade 7 Turbine high pressure part 8 Turbine intermediate pressure part 9a, 9b Intermediate shape rotor structure 10a, 10b Final shape Rotor structure 11a, 11b Rotor structure 12a, 12b Intermediate shape rotor structure 13a, 13b Final shape rotor structure 14a, 14b Turbine disk 15a, 15b Turbine final stage 16 Turbine high pressure part 17 Turbine intermediate pressure part 18 Groove part 19 Heat shield Board

Claims (12)

ロータ構造体にタービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えたタービンロータにおいて、前記ロータ構造体は、タービン中圧部最終段落をタービン中圧部初段落よりも高い引張強度を持たせる構成にしたことを特徴とするタービンロータ。 In the turbine rotor having either one of the turbine intermediate pressure portion and the high intermediate pressure integral type turbine portion in the rotor structure, the rotor structure is configured such that the turbine intermediate pressure portion final paragraph is more than the turbine intermediate pressure portion first paragraph. A turbine rotor characterized by having a high tensile strength. ロータ構造体は、質量%で、Cr:0.9〜3.0、Mо:0.7〜1.8、V:0.1〜0.4、C:0.15〜0.35を含むCrMоV鋼であることを特徴とする請求項1記載のタービンロータ。 The rotor structure includes, in mass%, Cr: 0.9 to 3.0, Mо: 0.7 to 1.8, V: 0.1 to 0.4, C: 0.15 to 0.35. The turbine rotor according to claim 1, wherein the turbine rotor is CrMOV steel. ロータ構造体は、質量%で、Cr:0.9〜3.0、Mо:0.2〜0.9、W:0.5〜2.5、V:0.1〜0.4、C:0.15〜0.35を含むCrMоWV鋼であることを特徴とする請求項1記載のタービンロータ。 The rotor structure is in mass%, Cr: 0.9 to 3.0, Mо: 0.2 to 0.9, W: 0.5 to 2.5, V: 0.1 to 0.4, C The turbine rotor according to claim 1, wherein the turbine rotor is CrMOWV steel containing 0.15 to 0.35. ロータ構造体は、質量%で、Cr:8.5〜13.0、Mо:0.8〜2.0、V:0.1〜0.4、C:0.05〜0.25を含むマルテンサイト系鋼であることを特徴とする請求項1記載のタービンロータ。 The rotor structure includes, in mass%, Cr: 8.5 to 13.0, Mо: 0.8 to 2.0, V: 0.1 to 0.4, and C: 0.05 to 0.25. The turbine rotor according to claim 1, wherein the turbine rotor is martensitic steel. ロータ構造体は、質量%で、Cr:8.5〜13.0、Mо:0.8未満、W:1.0〜5.0、V:0.1〜0.4、C:0.05〜0.25を含むマルテンサイト系鋼であることを特徴とする請求項1記載のタービンロータ。 The rotor structure is, by mass%, Cr: 8.5 to 13.0, Mo: less than 0.8, W: 1.0 to 5.0, V: 0.1 to 0.4, C: 0.00. The turbine rotor according to claim 1, wherein the turbine rotor is martensitic steel containing 05 to 0.25. タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体を製造するとき、このロータ構造体に焼入れを行った後、タービン中圧部最終段落に焼戻しを行う温度を、A変態点温度以下であり、かつ前記タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部初段落に対して行う焼戻し温度よりも低温にすることを特徴とするタービンロータの製造方法。 When manufacturing a rotor structure including either one of the turbine intermediate pressure part and the high / intermediate pressure integrated type turbine part, the temperature at which the rotor intermediate body is quenched and then tempered in the final stage of the turbine intermediate pressure part the, or less a 3 transformation temperature, and manufacturing method of the turbine rotor, characterized by a temperature lower than the tempering temperature to be performed for the remaining turbine intermediate pressure first paragraph other than said turbine intermediate pressure final stage . タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体をCrMоV鋼およびCrMоWV鋼のうち、いずれか一方で製造するとき、前記ロータ構造体に焼入れを行った後、タービン中圧部最終段落に焼戻しを行う温度を、630℃以上とし、前記タービン最終段落以外の残りのタービン中圧部初段落に焼戻しを行う温度を660℃〜720℃に設定することを特徴とするタービンロータの製造方法。 After manufacturing a rotor structure having either one of a turbine intermediate pressure part and a high / medium pressure integrated type turbine part, one of CrMоV steel and CrMоWV steel, after quenching the rotor structure The temperature at which the turbine intermediate pressure part final stage is tempered is 630 ° C. or higher, and the temperature at which the remaining turbine intermediate pressure part other than the turbine final stage is tempered is set to 660 ° C. to 720 ° C. A method for manufacturing a turbine rotor. タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体をCrMоV鋼およびCrMоWV鋼のうち、いずれか一方で製造するとき、前記ロータ構造体に行う焼入れ温度を、940℃〜1060℃に設定することを特徴とするタービンロータの製造方法。 Among the turbine intermediate pressure part and the high-medium pressure integrated type turbine part, when producing a rotor structure including either one of CrMоV steel and CrMоWV steel, a quenching temperature to be applied to the rotor structure, A method for manufacturing a turbine rotor, wherein the temperature is set to 940 ° C to 1060 ° C. タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体をマルテンサイト系鋼で製造するとき、前記ロータ構造体に焼入れを行った後、タービン中圧部最終段落に焼戻しを行う温度を、570℃以上とし、前記タービン最終段落以外の残りのタービン中圧部初段落に焼戻しを行う温度を630℃〜720℃に設定することを特徴とするタービンロータの製造方法。 When producing a rotor structure having either one of the turbine intermediate pressure part and the high-medium pressure integrated type turbine part from martensitic steel, after quenching the rotor structure, the turbine intermediate pressure part final paragraph The temperature for tempering is set to 570 ° C. or higher, and the temperature for tempering to the remaining first stage of the turbine intermediate pressure section other than the final stage of the turbine is set to 630 ° C. to 720 ° C. . タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体をマルテンサイト系鋼で製造するとき、前記ロータ構造体に行う焼入れ温度を、1000℃〜1150℃に設定することを特徴とするタービンロータの製造方法。 When manufacturing a rotor structure having either one of the turbine intermediate pressure part and the high-medium pressure integrated type turbine part from martensitic steel, the quenching temperature for the rotor structure is set to 1000 ° C to 1150 ° C. A method for manufacturing a turbine rotor. タービン中圧部および高中圧一体タイプのタービン部のうち、いずれか一方を備えるロータ構造体を製造するとき、前記ロータ構造体に焼入れを行った後、タービン中圧部最終段落と、このタービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落との間に設けた溝部に熱遮蔽板を挿入して区画し、前記タービン中圧部最終段落と前記タービン中圧部最終段落以外の残りのタービン中圧部段落とを別々の焼戻し温度で熱処理を行うことを特徴とするタービンロータの製造方法。 When manufacturing a rotor structure including either one of the turbine intermediate pressure part and the high / medium pressure integrated type turbine part, after quenching the rotor structure, the turbine intermediate pressure part final stage and A heat shielding plate is inserted into a groove portion provided between the turbine intermediate pressure section other than the pressure section final stage and the remaining section other than the turbine intermediate pressure section final paragraph. A method for manufacturing a turbine rotor, comprising heat-treating a turbine intermediate pressure section at different tempering temperatures. ロータ構造体に、タービン高圧部とタービン中圧部もしくはタービン低圧部のいずれか一方、またはタービン高圧部、タービン中圧部およびタービン低圧部とを備えた蒸気タービンプラントにおいて、前記ロータ構造体を前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載のタービンロータで構成したことを特徴とする蒸気タービンプラント。 In a steam turbine plant provided with a rotor high-pressure part and either a turbine high-pressure part and a turbine intermediate-pressure part or a turbine low-pressure part, or a turbine high-pressure part, a turbine intermediate-pressure part, and a turbine low-pressure part, the rotor structure is A steam turbine plant comprising the turbine rotor according to any one of claims 1 to 5.
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