目前大型核电气轮机转子有三种结构形式,即整锻转子、套装转子和焊接转子,三种结构各有利弊 。
整锻转子优点是结构简单、整体性好,缺点是锻件尺寸大,对锻造技术和设备要求较高,工艺及质量检验比较复杂、材料损耗大。对于象1000 MW以上的半速汽轮机的低压转子这样的超大型整体锻件目前制造上难度较大。这种结构的百万千万级的核汽轮机目前国内也已开始订货制造,但转子锻件毛坯制造技术国内尚未有先例。
套装转子轮盘与轴采用键联接过盈配合,轮盘与轴分别单独制造,优点是锻件小,加工方便。缺点是叶轮孔处应力较大、转子的刚性差,在高温运行过程中,蠕变易使叶轮与主轴套装处产生松动现象;快速启动适应性差。
焊接转子优点是有空腔结构相对重量轻,刚度大,尤其适应核电汽轮机低压转子需要直径大、重量大的要求;分段锻造锻件尺寸小,加工方便。缺点是对焊接工艺要求高,要求材料有良好的焊接特性。
大型核电汽轮机转子毛坯制造技术,在汽轮机制造领域属于关键技术,目前我国仍处在起步阶段,国内某大型气轮机制造企业,正在进行技术改造和引进,百万千瓦级核电汽轮机低压焊接转子技术改造项目计划2013年形成年产5根的生产能力,百万级核电套装转子技术改造项目计划在2011年形成年产5根的生产能力。