汽轮机是利用蒸汽旋转做功的设备,负责将热能转化为机械能。汽轮机末级叶片,是汽轮机低压缸的最后一级叶片,承受应力最大,是汽轮机中地位最重要、做工最精细的零部件之一。应用在核电站中的汽轮机性能稳定性要求极高,其末级叶片制造技术壁垒高。
根据新思界产业研究中心发布的
《2022-2027年中国汽轮机末级叶片行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,在汽轮机中,高温高压蒸汽通过喷嘴加速喷射到叶片上,使转子旋转从而做功。在此过程中,蒸汽压力与温度降低,体积膨胀,末级叶片处于最后一级,其所处环境的蒸汽压力最低、容积流量最高,因此需要承受最大的应力。对比汽轮机转子上的其他叶片,末级叶片性能要求最高,众多因素会影响其可靠性,其制造时在材料选择、结构设计、制造工艺等方面要求高。
按照结构来划分,汽轮机末级叶片主要可以分为自由叶片、成组叶片、整圈叶片等类型,在全球范围内,这三种末级叶片均有应用。对比来看,自由叶片应力集中强度较低、易于设计,但需要具备高抗拉强度,叶根较宽,易产生颤振,因此成组叶片、整圈叶片应用较多。成组叶片、整圈叶片是多组叶片通过围带、拉筋连接在一起,围带、拉筋与叶片之间可通过铆接、焊接工艺进行固定。
我国汽轮机末级叶片制造技术先进。2012年,东方汽轮机厂自主研制了当时全球最长的1828mm汽轮机末级叶片,从而制造出当时全球尺寸最大的核电汽轮机转子,应用于采用第三代核电技术的“华龙一号”核电机组中。
除东方汽轮机厂以外,我国汽轮机末级叶片制造商还有上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂等。早期,我国汽轮机末级叶片生产技术依靠引进,经过消化吸收与经验积累,我国自主制造能力不断增强,现阶段,国内企业生产的汽轮机末级叶片可以满足我国不断升级的核电技术要求。
新思界
行业分析人士表示,与火电汽轮机相比,核电汽轮机技术含量更高、产品附加值更高,应用在核电站中的汽轮机末级叶片制造能力可以体现出一个企业的核心竞争力,同时也增强了企业的盈利能力。在能源结构调整背景下,我国清洁能源、可再生能源应用规模不断扩大,核电装机容量持续扩张,根据国家能源局数据显示,2021年底已经达到5326万千瓦。由此来看,我国汽轮机末级叶片行业未来发展势头良好。