一、技術概述  

大型(xíng)超臨界火電機組已成為(wéi)世界發達(dá)國家電力設備的主導産品，機組容量指(zhǐ)600MW及(jí)以上，超臨界壓力指蒸汽壓力從亞臨界參數過渡到超臨(lín)界參數，即(jí)主蒸汽壓力從17Mpa提高到24~25Mpa；主蒸汽溫度從530℃提高到540℃，由一級中間再熱改進(jìn)為兩級中間再熱，使溫度再提高到566℃及以上；供電煤耗(hào)小于300克／千瓦時(shí)，機組效(xiào)率比同(tóng)容量亞臨界機組提高2~2．4％。以60萬千瓦機組為(wéi)例，超臨界機組比亞臨界機組，每年可節省約2．5萬噸标準煤(méi)。

大型超臨界(jiè)機組的研制需解(jiě)決一批重(zhòng)大的關(guān)鍵技術，包括設計技術、生産工(gōng)藝、材料技術、自動化技術、運行技術。  

二、現(xiàn)狀(zhuàng)及國(guó)内外發展趨勢  

縱觀國(guó)内外火電設備技術發展态勢，其最主要的特(tè)點和(hé)要求是(shì)：不斷提高供電效率和(hé)可靠性、降低能耗(hào)、減少環境污染；發電設備的技術結構從最(zuì)初的小容量中壓機機組，逐步發展(zhǎn)到中等容量的高壓機組和超高壓機組，乃至近代水平的大型容量亞臨界機組(zǔ)，及現(xiàn)代超臨界機(jī)組和多種聯合循環機組，供(gòng)電效率從初期水平(píng)25％提高(gāo)到現代水平40％以上。

從全世界電力工業的構成分析(xī)、火電仍是主要構成(chéng)部分，隻有(yǒu)少數國家(jiā)如法國和(hé)北歐幾個(gè)國家的(de)核電、水電已成為該國電力(lì)工業的主體。近三十年來(lái)，世界發電機組的發展上已達到了很高水平，而且在制造、運(yùn)行和可靠(kào)性上與亞臨界火電機組相當或更(gèng)佳，積累了豐富的(de)經驗(yàn)。在歐洲一些(xiē)國家和日本已(yǐ)開始研制超臨界(jiè)參(cān)數火電機組。

我國火電技術與當今世界火電技術的發展趨勢是(shì)基本一緻的。我國已引進(jìn)并掌握了(le)亞臨界300MW，600MW機組技術。進口的(de)超臨界火電機組已投入運行。當前應抓緊落實超臨界機組的依托工(gōng)程項目，采(cǎi)取引進技術，技(jì)貿結合等方式，攻克(kè)超臨(lín)界機組的關鍵(jiàn)技術，加快超臨界(jiè)機組的研制。  

三、“十五”目标及(jí)主要研究内容  

1．目标

根據我國目前(qián)電力工業的實際情況和國民經濟(jì)發展(zhǎn)的需要，“十五”期間或至2010年将是(shì)一個很好的結構調整時期。應(yīng)以攻關關鍵技術、發(fā)展大型超(chāo)臨界機組為重點來發展和加強發電裝備工(gōng)業。預計2005年前攻克主要關鍵技術、國産大型超臨界機組試制完成(chéng)投入運行，并使其具有商品化生産能力(lì)，機(jī)組參數為600MW，壓力24．2MPQ、溫度538／566℃。

（1）考(kǎo)慮我國電力工業的現狀和今後發展需要，為了做好大型(xíng)超臨界機組開發研制，原(yuán)機(jī)械部、電力部組織專家曾進行過多次論證研(yán)究，對(duì)超臨界機(jī)組的(de)容量系列有(yǒu)一明确的意見。其(qí)系(xì)列為600MW級、900MW級(jí)、1200MW級三個檔次。選擇(zé)600MW機組(zǔ)為起步容(róng)量，主(zhǔ)要(yào)是國内(nèi)已有二(èr)台進口機組投入運行(háng)，有運行及維護經驗可借鑒，可靠(kào)性較高。另(lìng)一方面與亞臨界600MW機組的(de)容量類同，在主機制造(zào)上較為有利；并可采用(yòng)現有的(de)輔機配套，有利(lì)于(yú)減少其成套設備的研制。

（2）900MW和1200MW大型超臨界機組作為中、長期即2005年後發展的目标，在600MW大(dà)型超臨界機組(zǔ)取得成功經驗，并批量生産、形(xíng)成主力機(jī)組後再予以發展，避免低水平的重複。要(yào)盡早進行技術(shù)準備工作，重點研究900MW機組(zǔ)采(cǎi)用單軸、單爐膛的問題，并對1200MW機組采用(yòng)雙軸技術方案作綜合分析，以便與單軸的900MW機組作比較。

（3）大型(xíng)超臨界機組的發展對輔機提出更高的要求，在引進600MW超臨界機組過程(chéng)中，國内已承擔過部分輔機(jī)的制造任務。超臨(lín)界機組輔機(jī)國産化(huà)重點是(shì)解(jiě)決給水泵、高壓閥門、水處理設備等研制問(wèn)題和儀(yí)表(biǎo)與自控系統軟件的開(kāi)發；選擇(zé)最佳的控制系統與方式。

（4）國内對亞臨(lín)界機組鋼材國産化已進行過許多工作，為超臨界(jiè)機組材料國産化打下了基礎。超臨(lín)界機組系(xì)統進口初參數為24．2Mpa、538／556℃或24．2Mpa、566／566℃，因此(cǐ)要抓緊有關材料國産化的開(kāi)發工作，如過熱器，再熱器，主汽管和高溫集箱用鋼管；高(gāo)、中(zhōng)壓缸用鋼鑄件、轉(zhuǎn)子鍛件；“超純”低壓轉子鋼鍛件和钛合金長葉片。

2．主要研究内容

（1）超臨界機組系列選型(xíng)及系統配置的(de)研(yán)究：包括超臨界機(jī)組(zǔ)鍋爐、汽輪機、發電機、主要輔機等系列選型；超臨界機組熱(rè)力系統優(yōu)化設計；超臨界機組汽機旁路(lù)系統(tǒng)選型。

（2）大型超臨界鍋(guō)爐關鍵(jiàn)技術(shù)研(yán)究：包括超臨界(jiè)鍋爐爐型及燃(rán)燒系(xì)統配置方式；關鍵受壓部件結構優化設計和壽(shòu)命管理。

（3）大型超臨(lín)界汽輪機關鍵技術研究：包括超臨界機組轉子動力特性；固體顆粒沖蝕特性和防護措施(shī)；末級長葉片振動應力和疲勞壽命；高溫高壓部件溫度場、應(yīng)力場和(hé)蠕變疲勞(láo)壽命。

（4）大(dà)型超臨界單軸900MW（百萬kw級）機組汽(qì)輪發電機關鍵技術研究：包括發電機轉子裝配結構件應力水平、配合要求及材料選擇；發電機轉子通風選擇；勵磁方式(shì)；軸系、振動及汽(qì)輪機－發電機聯接的分析；定、轉子絕(jué)緣結(jié)構。

（5）超臨界機組材料的國産化(huà)研究：包括超臨界汽輪機高(gāo)溫材料和鍛(duàn)件材料；超(chāo)臨界鍋爐(lú)過熱器、再熱器材料；國産P91鋼管性能試驗及管件

（6）超臨(lín)界機組(zǔ)自動控制關鍵技術研究：包括超臨界機(jī)組儀表和自動控制系統；超臨界機組關鍵儀表。

（7）超臨界機組主要輔機設(shè)備研制(zhì)：包括超臨界機組鍋爐給水泵組；超臨界機(jī)組鍋(guō)爐再循環水(shuǐ)泵；超臨界機組(zǔ)高壓閥門國産化。

（8）超臨(lín)界機組(zǔ)運行技術研究：包括超臨界機(jī)組合理運行方式；超臨界機組動态特性；超臨界機組安全經(jīng)濟在線監測診斷(duàn)技(jì)術；超臨界汽輪機末級長葉片變負荷時流場和動應力及調峰性能；超臨界機組汽水(shuǐ)品質控制和停機保養技術。