超临界、超超临界机组

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1、认识超临界超超临界机组8/14/20211一、超临界和超超临界的定义1、水的理论临界状态为：压力22.115MPa、温度374.15℃和密度0.32g/cm3。当水的状态到达这一临界点后，水汽共为一体，不再有汽水两相共存区，二者参数也不再有任何差别，随着压力的提高，水的饱和温度相应随之提高，汽化潜热减小，水和汽的密度差也随之减小。当压力提高到22MPa时，汽化潜热为零，汽和水的密度差也等于零，该压力称之为临界压力，水在该压力下加热到374.15℃时，即全部汽化成蒸汽，该温度称之为临界温度(即相变点)。8/14/202122、超临界发电机组的压力一般24Mpa，过热蒸汽温度一般

2、在530-570℃。（USC）超超临界：商业性称呼，不具备明确的物理定义，仅表示技术参数和技术发展的一个阶段，表示更高的压力和温度，起始点定义不同。日本：压力大于24Mpa，温度机组的压力达到30-35MPa，蒸汽温度达到593℃。丹麦：压力大于27.5Mpa。西门子：从材料的等级来区分。我国电力百科全书：高于27Mpa。我国现行行业内基本是以27Mpa，580℃为起始参数。8/14/20213二、超超临界发电技术的发展过程第一阶段；1、从上世纪50-70年代开始，以美国、德国、俄罗斯和随后的日本国等为代表，当时的起点就是超超临界参数。美国125MW机组31Mpa/621/5

3、66/566℃（1957年）德国325MW机组34.3Mpa/649/565/565℃（1959年）俄罗斯30.6Mpa/650/565℃（1966年）2、通过运行，各国超超临界发电厂不同程度发生了奥氏体钢过热器管高温腐蚀、裂纹和焊接不良损坏及爆管，过热器出口集箱、主蒸汽管道、调节阀出现疲劳裂纹，1956年德国投运的超超临界机组也出现奥氏体钢制部件损伤事故。3、由于电厂可靠性的问题，经历了初期超超临界参数后，60年代后期美国降低到了超临界参数，使蒸汽参数在24Mpa、538-566℃停留了20多年，至80年代参数基本稳定在超临界参数。8/14/20214第二阶段1、从80年代

4、初期开始由于材料科学技术的迅速发展及对电厂水化学方面认识的深入，解决了早期遇到的机组可靠性问题。2、形成了新的结构和新的设计方法，大大提高了机组的经济型、可靠性、运行灵活性，已投运机组的可靠性和可用率指标已经达到亚临界机组水平。日本引进了美国超临界技术，进行了一系列新的开发和设计，超临界机组的市场逐步转移到了欧洲和日本。8/14/20215第三阶段1、90年代进入新一轮的发展阶段，超超临界机组快速发展，在保证机组可靠性、可用率的前提下，采用更高的蒸汽温度和压力。2、新材料的开发成功和常规超临界技术的成熟为超超临界机组的发展提供了条件。以日本（三菱、东芝、日立）欧洲（西门子、阿

5、尔斯通）及美国西屋技术为主。3、我国2003年引进技术，制造、建设超超临界机组。1992年中国首台600MW超临界机组（参数24.2Mpa/538/566℃）在华能石洞口二厂投入商业运行。2004年中国首台国产化600MW超临界机组（参数24.2Mpa/566/566℃）在华能沁北电厂投入商业运行。2007年8月中国首台600MW超超临界机组（参数25Mpa/600/600℃）在华能营口电厂投入商业运行8/14/202162006年11月中国首台1000MW超超临界机组（参数26.25Mpa/600/600℃）在华能玉环电厂投入商业运行2006年12月华电邹县电厂1000MW

6、超超临界机组（参数25Mpa/600/600℃）投入商业运行。截止到2009年9月我国总计有19台1000MW超超临界机组投入商业运行。8/14/20217三、典型的超临界、超超临界机组1、600MW级超临界汽轮机2、600-660MW级超超临界汽轮机3、1000MW超超临界汽轮机国内制造厂技术引进东方汽轮机厂(日立技术)哈尔滨汽轮机厂600MW超临界、超超临界汽轮机(三菱技术)1000MW超超临界汽轮机(东芝技术)上海汽轮机厂(西门子技术)8/14/20218东汽（日立技术）——三缸四排汽，日立高中低压积木块，40″（1016mm）末级叶片哈汽(三菱技术)——三缸四排汽，三

7、菱高中压积木块，哈汽低压积木块+三菱1029mm末级叶片上汽（西门子-西屋技术）——三缸四排汽，西门子-西屋高中低压积木块+905mm末级叶片1、国产化600MW超临界机组8/14/20219石洞口二厂汽缸整体为集成模块式，从图中可以看出其高压内缸为典型的正圆筒式结构，最大特点是其水平结合面没有紧固螺栓，其法兰密封依靠图中可见的汽缸外圆凸台上的整体紧箍，经加热后紧固。在制造厂组装完成后，整体运输、整体安装。1、600MW超临界机组8/14/2021102、超超临界600MW汽轮机东汽超超临界600MW汽