SU301113A1 - METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE ROTOR OF A POWERFUL TURBO-GENERATOR-PATENTNO-PHK ^ Y ^ FIRST LIBRARY - Google Patents

METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE ROTOR OF A POWERFUL TURBO-GENERATOR-PATENTNO-PHK ^ Y ^ FIRST LIBRARY

Info

Publication number
SU301113A1
SU301113A1 SU1368153A SU1368153A SU301113A1 SU 301113 A1 SU301113 A1 SU 301113A1 SU 1368153 A SU1368153 A SU 1368153A SU 1368153 A SU1368153 A SU 1368153A SU 301113 A1 SU301113 A1 SU 301113A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
rotor
generator
phk
patentno
library
Prior art date
Application number
SU1368153A
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Н. Н. Зорев, В. В. Черных, Л. Я. Станиславский, М. М. Тимофеев, И. В. Кудр вцев, А. И. Исаев, Н. Г. Гринченко , Б. В. Спивак
Центральный научно исследовательский институт технологии
Publication of SU301113A1 publication Critical patent/SU301113A1/en
Application filed by Н. Н. Зорев, В. В. Черных, Л. Я. Станиславский, М. М. Тимофеев, И. В. Кудр вцев, А. И. Исаев, Н. Г. Гринченко , Б. В. Спивак, Центральный научно исследовательский институт технологии filed Critical Н. Н. Зорев, В. В. Черных, Л. Я. Станиславский, М. М. Тимофеев, И. В. Кудр вцев, А. И. Исаев, Н. Г. Гринченко , Б. В. Спивак
Priority to CH1612670A priority Critical patent/CH518642A/en
Priority to DE2053747A priority patent/DE2053747B2/en
Priority to AT984070A priority patent/AT300101B/en
Priority to GB5203470A priority patent/GB1304204A/en
Priority to US00086564A priority patent/US3780428A/en

Links

Description

Изобретение относитс  к энергетическому машиностроению, в частности к изготовлению крупных роторов турбогенераторов.The invention relates to power engineering, in particular to the manufacture of large rotors of turbo-generators.

В насто щее врем  проблемным вопросом энергетического машиностроени   вл етс  создание мош,ных турбогенераторов, в частности генераторов атомных электростанций, имеющих при меньщих числах оборотов соответственно увеличенные крут щий момент и габариты ротора.Currently, the problem of power engineering is the creation of mosh turbogenerators, in particular nuclear power plant generators, which, at lower revolutions, have correspondingly increased torque and rotor dimensions.

Одним из факторов, ограничивающих освоение производства все более крупных турбогенераторов ,  вл етс  трудность изготовлени  поковок роторов.One of the factors limiting the development of the production of ever larger turbo generators is the difficulty of producing rotor forgings.

Так, например, дл  генераторов атомной электростанции мощностью 500 мв по предварительным данным требуютс  поковка весом 200 т и слиток весом 370 т.For example, for nuclear power plant generators with a capacity of 500 mV, according to preliminary data, a forging of 200 tons and an ingot of 370 tons is required.

Однако с увеличением размеров слитка и поковки снижаетс  качество металла, так как возрастают ликваци , газонасыщенность, содержание и размеры неметаллических включений , уменьшаютс  степень и равномерность укова, ухудшаетс  прокаливаемость при термообработке . Кроме того, существенно снижаетс  эффекти.вность дефектоскопии и контрол  качества металла поковок.However, as the size of the ingot and forgings increases, the quality of the metal decreases, as liquation, gas saturation, content and dimensions of nonmetallic inclusions increase, the degree and uniformity of the hem decreases, and the hardenability during heat treatment deteriorates. In addition, the effect of defectoscopy and quality control of metal forgings is significantly reduced.

из предварительно сваренных заготовок, что позволит увеличить вес поковки до 140 т. Однако дальнейшее увеличение веса сварноковапых роторов ограничиваетс  возможност ми оборудовани  дл  ковки и термообработки . Примерно на таком же уровне наход тс  возможности мировой техники по производству цельных поковок роторов. В насто щее врем  известен р д способовfrom pre-welded blanks, which will increase the weight of the forging to 140 tons. However, a further increase in the weight of the welded rotors is limited by the capabilities of the equipment for forging and heat treatment. At about the same level are the capabilities of world technology for the production of rotor forged whole forgings. Currently, a number of ways are known.

изготовлени  составных роторов мощных турбогенераторов путем соосного соединени  кольцевых секций между собой и с одной из концевых секций сваркой и ст гиванием элементов ротора в аксиальном направленииmanufacturing composite rotors of powerful turbo-generators by coaxially connecting the annular sections between themselves and with one of the end sections by welding and tightening the rotor elements in the axial direction

ст жками.Clicks.

Изготовление роторов генераторов без использовани  цельнокованых заготовок основано на следующих двух методах:The manufacture of generator rotors without the use of solid-forged blanks is based on the following two methods:

1.Сборка из отдельных частей с последующей ст жкой механическими устройствами1. Assembly from separate parts with subsequent tightening by mechanical devices.

или предварительно нагретыми элементами.or preheated items.

2.Сборка из отдельных частей с последующей сваркой в цельный ротор.2. Assembly from separate parts with the subsequent welding in an integral rotor.

Каждый из этих методов имеет апецифические недостатки, значение которых возрастает с увеличением размеров роторов в такой степени , что они не могут быть успешно использованы дл  изготовлени  особо крупных роторов. Недостатки сборных роторов с центральнойEach of these methods has specific deficiencies, the value of which increases with the size of the rotors to such an extent that they cannot be successfully used for the manufacture of very large rotors. The disadvantages of precast rotors with central

ст жкой заключаютс  в том, что крут щий момент передаетс  только за счет сил трени  между стыкующимис  детал ми. Дл  мощных генераторов, имеющих большие крут щие моменты, стыки ротора, расположенные ближе к приводной муфте, станов тс  ненадежными , так как сила трени  в этих стыках может оказатьс  недостаточной дл  передачи крут щего момента, особенно в случае короткого замыкани .The tightening is that the torque is transmitted only by the frictional forces between the joint parts. For high-power generators with large torques, the rotor joints closer to the drive coupling become unreliable, since the frictional force in these joints may be insufficient to transmit torque, especially in the case of a short circuit.

Недостатки сборных роторов с периферийными ст жками заключаютс  в том, что периферийные ст жки неприменимы дл  двухполюсных роторов, а дл  крупных четырехполюсных роторов количество их стано витс  столь большим, что дл  равномерного их нагрул ;ени  требуетс  повышенна  точность изготовлени , котора  не может быть обеспечена обработкой на металлорежущих станках, примен емых в генераторостроении. При неравномерном нагружении периферийных ст жек возникает опасность расшатывани  и вибраций элементов сборного ротора или разрушени  отдельных ст жек.The disadvantages of prefabricated rotors with peripheral straps are that the peripheral straps are not applicable for bipolar rotors, and for large four-pole rotors the number of them becomes so large that they require increased manufacturing accuracy that can not be ensured by uniform loading. on metal-cutting machines used in generator construction. With uneven loading of the peripheral straps, there is a danger of loosening and vibrations of the elements of the assembled rotor or the destruction of the individual straps.

Недостатки сварных роторов (например, патент Броун-Бовери № 150099 или Э-шер Висе № 520324) заключаютс  в том, что существующие методы сварки и дефектоскопии сварных соединений не могут гарантировать отсутстви  дефектов, особенно в корневой части шва (непровары, включени , трещины). Веро тность возникновени  этих дефектов возрастает с увеличением размеров роторов. Одновременно увеличиваетс  опасность этих дефектов из-за увеличени  нагрузок на сварные соединени . Дефекты сварных соединений ,  вл  сь концентраторами напр жени , могут развиватьс  под действием циклических раст гивающих напр жений, возникающих нри знакопеременном изгибе. Возможность развити  дефектов увеличиваетс  еще и тем, что нри сварке высокопрочных роторных сталей трудно гарантировать стабильную высокую пластичность и ударную в зкость.The disadvantages of welded rotors (for example, Brown-Bowery patent No. 150099 or E-Scher Visse No. 520324) are that existing methods of welding and testing of welded joints cannot guarantee the absence of defects, especially in the root of the seam . The likelihood of the occurrence of these defects increases with the size of the rotors. At the same time, the risk of these defects increases due to increased loads on the welded joints. Defects of welded joints, being stress concentrators, can develop under the action of cyclic tensile stresses arising at alternating bending. The possibility of developing defects is also enhanced by the fact that when welding high-strength rotary steels it is difficult to guarantee stable high ductility and toughness.

Целью изобретени   вл етс  предупреждение развити  сварочных дефектов при длительном воздействии знакопеременных изгибающих моментов. Предлагаемый способ отличаетс  тем, что элементы ротора ст гивают в аксиальном направлении после наложени  сварных швов с усилием, обеспечивающим превышение напр жени  сжати  над изгибающими напр жени ми, возникающими при вращении ротора.The aim of the invention is to prevent the development of welding defects with prolonged exposure to alternating bending moments. The proposed method is characterized in that the rotor elements are tightened in the axial direction after the welds are applied with a force that ensures that the compressive stress exceeds the bending stresses that occur when the rotor rotates.

На чертеже приведена схема составного ротора.The drawing shows a diagram of the composite rotor.

Ротор состоит из образующего бочку набора соосно скрепленных кольцевых секций / с центрирующими выступами 2 на тордовых поверхност х. Секции соединены кольцевыми сварными щвами 3. С внещних торцовых сторон бочка сжата концевыми ведущей и ведомой секци ми и 5, соединенными ст жным стержнем 6. Обе концевые секции и стержень имеют в осевой части полости, при The rotor consists of a barrel-forming set of coaxially bonded annular sections / with centering lugs 2 on the tordovy surfaces. The sections are connected by circumferential welded grooves 3. The barrel is compressed with the end leading and driven sections and 5 connected by a stem rod 6 on the external end sides. Both end sections and the rod have in the axial part of the cavity,

сборке образующие единый канал 7 дл  подсоединени  к источнику теплоносител , например пара.the assembly forming a single channel 7 for connection to a source of heat carrier, for example, steam.

Ведуща  секци  4 жестко соединена со смежной секцией бочки сваркой. Концева  ведома  секци  5 свободно прижата к торцовой поверхности (бочки) и соединена со стержнем винтовой резьбой.The master section 4 is rigidly connected to the adjacent section of the barrel by welding. The end of the driven section 5 is freely pressed against the end surface (barrel) and is connected to the rod by a screw thread.

Дл  сжати  сварных щвов 3 ведомую секцию 5 навинчивают на локально нагретый стерл ень 6. При этом температура теплоносител  должна обеспечить заданные напр жени  сжати  сварных соединений при последующем охлаждении стержн .To compress the welds 3, the driven section 5 is screwed onto the locally heated ground 6. At the same time, the temperature of the heat transfer medium must provide the specified compressive stresses of the welded joints during the subsequent cooling of the rod.

Это открывает перспективы применени  наиболее прогрессивных методов выплавки металла, в частности электрошлакового и вакуумно-дугового переплава, коренным образом улучшающих эксплуатационные и технологические свойства металла.This opens up prospects for the application of the most progressive methods of metal smelting, in particular, electroslag and vacuum arc remelting, which radically improve the operational and technological properties of the metal.

На данном чертеже все стыки частей ротора , образующих бочку, соединены кольцевыми сварными швами, кроме последнего стыка (наиболее удаленного от ведущей секции ) . Можно применить сварные соединени  только на первых стыках, количество которых , а также глубина сварного шва определ ютс  величиналш крут щих моментов, передаваемых стыками.In this drawing, all the joints of the rotor parts forming the barrel are connected by circumferential welds, except for the last joint (furthest from the lead section). It is possible to apply welded joints only at the first joints, the number of which, as well as the depth of the weld, are determined by the magnitude of the torques transmitted by the joints.

Расчеты показывают, что необходима  глубина сварного шва обычно невелика. Даже дл  первого стыка четырехполюсного ротора мощностью 2000 мв глубина щва составл ет 100-150 мм. При такой относительно небольшой глубине шва становитс  возможным применение таких прогрессивных методов сварки, как электроннолучева  сварка в вакууме.Calculations show that the required depth of the weld is usually small. Even for the first joint of a four-pole rotor with a capacity of 2000 mV, the depth of the schv is 100-150 mm. With such a relatively small weld depth, it becomes possible to use such advanced welding methods as electron beam welding in vacuum.

В случае необходимости размер сварного шва первого стыка может быть уменьшен путем увеличени  размера первой сещии, что соответственно уменьшает крут щий момент, передаваемый первым стыком.If necessary, the weld size of the first joint can be reduced by increasing the size of the first section, which correspondingly reduces the torque transmitted by the first joint.

С целью унификации все сварные соединени  могут быть одинаковыми (такими же как первое, наиболее нагруженное).For the purpose of unification, all welded joints may be the same (the same as the first, most loaded).

Усилие предварительного сжати  сварных швов должно обеспечить создание в них напр жений сжати , исключающих возможность возникновени  раст гивающих напр жений при воздействии изгибающего момента. Дл  этого создаваемые осевые сжимающие напр жени  должны превыщать расчетные изгибающие напр жени  от собственного веса ротора . Сварно-сборна  конструкци  роторов позвол ет выполнить это условие с большим запасом. Например, дл  сварно-сборного ротора генератора мощностью 2000 мв по схеме, приведенной на чертеже, дл  наиболее нагруженных стыков могут быть созданы предварительные напр жени  сжати , в 5 раз превышающие напр жени  изгиба.The prestressing force of the welds should ensure the creation of compressive stresses in them, which exclude the possibility of tensile stresses when subjected to a bending moment. To do this, the generated axial compressive stresses must exceed the calculated bending stresses due to the rotor's own weight. The welded-assembled design of the rotors allows this condition to be fulfilled with a large margin. For example, for a welded-assembled rotor of a generator with a capacity of 2000 mV, according to the scheme shown in the drawing, for the most loaded joints, preliminary compressive stresses can be created that are 5 times higher than the bending stresses.

динеии  кольцевых секций между собой и с одной из .концевых секций сваркой и ст гиванием элементов ротора в аксиальном направлении ст жками, отличающийс , тем, что, с целью предупреждени  развити  сварочных дефектов при длительном воздействии знакопеременных изгибающих .моментов, ст гивание элементов ротора в аксиальном нанравлении производ т после наложени  сварных швов с усилием, обеспечивающим превыщение напр жени  сжати  над изгибающими напр жени ми , возникающими при вращении ротора .of the ring sections between themselves and from one of the end sections by welding and tightening the rotor elements in the axial direction with strings, characterized in that, in order to prevent the development of welding defects during prolonged exposure to alternating bending moments, the rotor elements are tightened in the axial The machining is performed after welding is applied with a force that ensures that the compressive stress exceeds the bending stresses that occur when the rotor rotates.

SU1368153A 1969-10-31 1969-10-31 METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE ROTOR OF A POWERFUL TURBO-GENERATOR-PATENTNO-PHK ^ Y ^ FIRST LIBRARY SU301113A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1612670A CH518642A (en) 1969-10-31 1970-10-30 Method for manufacturing the rotor of a turbo generator
DE2053747A DE2053747B2 (en) 1969-10-31 1970-11-02 Process for the manufacture of the rotor Ines turbo generator
AT984070A AT300101B (en) 1969-10-31 1970-11-02 Method for manufacturing the generator rotor of a turbine set
GB5203470A GB1304204A (en) 1969-10-31 1970-11-02
US00086564A US3780428A (en) 1969-10-31 1970-11-03 Method of making generator rotor of turbogenerator unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU301113A1 true SU301113A1 (en)

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070189894A1 (en) Methods and apparatus for turbine engine rotors
TWI670918B (en) Stacked flywheel rotor
SU301113A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A COMPOSITE ROTOR OF A POWERFUL TURBO-GENERATOR-PATENTNO-PHK ^ Y ^ FIRST LIBRARY
EP2540963A2 (en) Turbine disk preform, welded turbine rotor made therewith and methods of making the same
JP2009520603A (en) Method for manufacturing a welded rotor in a low-pressure turbine
US4629353A (en) Manganese steel shroud for pin
US3780428A (en) Method of making generator rotor of turbogenerator unit
CN110315286A (en) Welding process of integrated drill rod for blast furnace
CN112894120B (en) Double-shaft-shoulder friction stir welding stirring head with 4 sets of auxiliary devices and method for welding medium-thickness steel piece curve butt weld joint by using stirring head
Chavdar et al. Hot hydroforging of lightweight bimaterial gears and hollow products
CN104227187A (en) Large cardan shaft flange welding method
US4627144A (en) Method of making pin with manganese steel shroud
CN205380403U (en) Online prosthetic devices of package cage shoe axle
JP2007105735A (en) Friction welding method
CN102029511B (en) Method for manufacturing novel wear-resistance brake hubs for oil drilling and workover rigs
JP2020029609A (en) Treatment method for improving fretting fatigue strength
CN110788335B (en) Forming method of composite piston pin
Rashid et al. Topology optimization of rigid flanged couplings using finite element analysis
JPH11165221A (en) Manufacture of gear wheel
SU303004A1 (en) TURBOGENERATOR ROTOR
Gautam et al. Influences of forced frequency and its Static Analysis of Kaplan Turbine Shaft with Different Engineering Materials
Martsynkovskyy¹ et al. Check for updates Technology Support for Protecting Contacting Surfaces of Half-Coupling Shaft Press Joints Against Fretting Wear
BUERLIHAN et al. Numerical study on Improving Fatigue Strength in Out-of-Plane Gusset Welded joints by Additional Weld Using Normal Welding Materials
JPH0413815A (en) Method for relieving residual stress in rotor welding part
RU117843U1 (en) DEVICE FOR PRECISION CENTERING OF SHAFT