700℃超超临界燃煤发电机组系统设计研发现状_图文.doc

第２７卷第２期热能动力 工 程 、，０１．２７．Ｎｏ．２２０１２年３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＦＯＲＴＨＥＲＭＡＬＥＮＥＲＧＹＡＮＤＰＯＷＥＲ Ｍａｒ．，２０１２ ，－＋－＋＿－＋＿斗・、 ｛专题综述｝ｋ－＋一＋一＋一＋－＋－●√ 文章编号１００１２０６０（２０１２）０２－０１４３０６ ７００ ｏＣ超超临界燃煤发电机组系统设计研发现状 张燕平１，蔡小燕１，金用成２，黄树红１ （１．华中科技大学能源与动力工程学院，湖北武汉４３００７４；２．成兴水利动力大学机械工程系，朝鲜成兴） 摘要对国外７００℃先进超超临界燃煤发电机组系统设计后返回锅炉，这就构成了燃煤发电机组的汽水循环的研发现状进行了分析和综述。介绍了３种先进的汽水循系统。对于７０００ｃ先进超超临界燃煤发电机组，目环系统以及电站及组件的优化设计方案。同时提出了可以前相关研究人员提出了３种汽水循环方式。 进一步开展的研究内容，旨在推动我国７００℃先进超超临界１．１ 双锅炉系统的汽水循环系统 燃煤发电技术的研究工作。 丹麦Ｅｌｓａｍ电力公司通过对主蒸汽温度为 关键词先进超超临界发电机组；燃煤发电；７００℃；汽水 ５８０℃、４００ＭＷ的单级再热燃煤发电机组改造，形 循环；优化设计 成７００℃的“双锅炉汽水循环系统”，如图ｌ所示。 中图分类号ＴＫ２２１，ＴＫ２６１ 文献标识码Ａ 旧机组的主蒸汽一部分进入原系统的高压缸，另一 部分送入增设的高温锅炉。新锅炉用燃气继续加热 引言 蒸汽，温度达到７００℃后进入增设的超高温高压缸 在今后很长一段时间，发电化石燃料的主要构（新ＨＰ），形成示范机组的汽水系统。图１中椭圆成仍是煤炭，高效清洁的燃煤发电仍是世界电力供内部为重点研究测试部分，阀门、管道、超高温高压应的主要方式。但随着大量ＳＯ”ＮＯ暂造成的大缸将使用镍基合金Ｊ。 气污染和ＣＯ，引起的温室效应给人类生存环境带来 严重影响，人们认识到提高火力发电机组效率的重要性和紧迫性。火力发电机组的效率主要取决于蒸汽动力循环参数，参数越高机组效率越高。２０世纪９０年代末期，欧洲、日本和美国相继提出先进超超临界燃煤电站研究计划，将蒸汽参数提高到７００℃／ ３５ ＭＰａ。２０１１年６月２４日，我国也正式启动７００ ℃超超临界燃煤发电技术研发计划。 先进高温材料的研发是建设７００℃超超临界燃 煤发电机组最主要的制约因素，目前欧洲、日本和美国均投人大量人力物力研发高温材料，取得了一定成果。除了高温材料的研发，发电机组的系统设计图ｌ双锅炉系统的汽水循环图 也是电站设计建设的关键，本研究综述了目前先进Ｆｉｇ．１Ｓｔｅａｍｗａｔｅｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍ 超超Ｉ临界燃煤发电机组系统设计的研发现状，为我ｏｆｔｈｅｄｕａｌｂｏｉｌｅｒｓｙｓｔｅｍ 国发展７００℃超超临界燃煤发电技术提供参考。 。此改进系统的主要目的是测试高温部件的材料 １汽水循环系统的研究 性能，但通过改进现有机组实现７００℃先进超超临界发电技术也是一个思路。日本Ｍａｓａｆｕｍｉ Ｆｕｋｕｄａ 锅炉产生的蒸汽进人汽轮机膨胀做功，汽轮机等人研究发现，通过改进现有机组实现７０００Ｃ先进的乏汽进入凝汽器凝结后，进入回热加热器加热，最 超超临界燃煤发电技术是可行的‘３｜。 收稿日期２０１１一０５１２修订日期２０１Ｉ一０７一０６ 基金项目国家重点摹础研究发展计划（９７３）基金资助项目（２００９ＣＢ２１９８０３）；国家自然科学基金项目（创新研究群体科学基金）（５１０２１０６５）作者简介张燕平（１９７１一），女，贵州毕节人，华中科技大学博士，副教授． ・１４４・ 热能动力工程２０１２矩 双锅炉汽水循环系统及其它基于改进现有机组的汽水循环系统，简单且具有很好的继承性和可行性，能够充分利用现有机组的很多部件，但需要对改进成本及经济效益进行合理评估。 １．２增加超高压缸（ＶＨＰ）的汽水循环系统 再热冷段逆止阀门的下游。进汽来自高压缸排汽。 图３是文献［７８］提出的ＭＣ系统图。由图３可见，中压缸未设置抽汽。高压缸排汽分为ａ、ｂ、Ｃ三部分．ａ进入再热器，ｂ进入第一级高压加热器。Ｃ进入Ｔ－ｔｕｒｂｉｎｅ。Ｔｔｕｒｂｉｎｅ设置了４级抽汽，第１级抽汽进入第２级高压加热器，第２级抽汽进入除氧 器，第３、４级抽汽进入最后２级低压加热器，排汽进 此汽水循环系统是在传统汽轮机ＨＰＩＰ－ＬＰ汽缸布局的基础上增加超高压缸（ＶＨＰ）。２００６年日 本ＭａｓａｆｕｍｉＦｕｋｕｄａ等人研究将５３８℃／５３８０Ｃ／２４．１ ＭＰａ／５００ ＭＷ的旧燃煤发电机组改造成先进超超临 入混合式加热器ＬＰＨ４。高压加热器采用疏水泵收集疏水。低压缸有３级抽汽．分别进入３级低压加热器，低压缸排汽进入凝汽器。文献［９］也提出了类似的ＭＣ系统，但与图３稍有不同，其高压缸排汽分为两部分，分别进入再热器和Ｔｔｕｒｂｉｎｅ，进入Ｔ－Ｔｕｒｂｉｎｅ的蒸汽占高压缸排汽的２０％，锅炉给水温度 为３３０℃。 界机组的可行性时”“Ｊ，提出了这种汽水循环系统。 该系统具有两级再热，参数为７００℃／７２０℃／７２０ ℃／３５ＭＰａ，包含１个ＶＨＰ，１个７２０℃／７２０℃的 ＨＰＩＰ混合缸，２个ＬＰ，热效率能够达到４６％。比 ６００℃／６００℃／２５ ＭＰａ的超超临界燃煤发电机组高 ３％左右。阳虹等人提出由１个ＶＨＰ、１个７２０℃的 单流ＨＰ、１个７２０℃的ＩＰ以及２个＂的类似汽水 循环系统”１。 图２是ＭａｓａｆｕｍｉＦｕｋｕｄａ”１等设计的汽水循环整体结构图，其中，主蒸汽管道、再热管道及高温段的阀门、叶片等采用镍基或铁镍材料制造．低温段采用改进的高温铁索体和镍基材料制造。转子应用了焊接技术，ＶＨＰ、ＨＰ、ＩＰ的高温段采用镍基或铁镍材料，低温段采用常规铁索体或奥氏体材料。 该系统具有ＶＨＰ－ＨＰ－ＩＰ－ＬＰ的汽缸布局，与传统燃煤电站汽水循环系统布局相比，变化不大．关键在于焊接技术及冷却技术的应用．以减少镍基材料的使用数量，降低电站投资。 图３新型ＩｄＣ系统图 Ｆｉｇ．３ＮｅｗｔｙｐｅＭＣｓｙｓｔｅｍｄｉａｇｒａｍ 从图３看出，Ｔ－Ｔｕｒｂｉｎｅ进汽参数为８．５ ４４３ ＭＰａ／ ｏＣ，第３级抽汽参数为１．７ＭＰａ／２３４℃，与从中 压缸抽汽相比，Ｔ－Ｔｕｒｂｉｎｅ的抽汽参数降低。解决了抽汽过热问题。Ｔｔｕｒｂｉｎｅ的排汽会是湿蒸气．可以直接进入加热器，不需复杂、昂贵的凝汽器。Ｔ．Ｔｕｒ－ 常规材料 高温材料 新型高沮材辩 譬器＝。蛱懿 镰基或蛟■材辩１ 羹骥＝ ｂｉｎｅ后连接发电机和给水泵，正常运行时，Ｔ．ｔｕｒｂｉｎｅ驱动给水泵，同时发电机为发电运行模式；机组启停时，Ｔ－ｔｕｒｂｉｎｅ停止运行，通过切换ＳＳＳ离合器，发电机转为电机运行模式驱动给水泵””。 丹麦Ｅｌｓａｍ电力公司计算表明，与传统单级再热机组相比，ＭＣ的二级再热燃煤发电机组的效率能够提高到５３％，改善热耗３．５％。但对于单级再热系统。ＭＣ并不能显著提高效率”１。ＭＣ系统解决了中压缸抽汽过热问题，同时中压缸抽汽转移到ＴＴｕｒｂｉｎｅ，通过再热器的蒸汽流量减少，使得锅炉和蒸汽管道耗资大大减少。ＭＣ系统还未应用于实际系统．它的实际可行性还需进一步验证。 图２增加ＶＨＰ的汽水循环系统 Ｆｉｇ．２Ａｓｔｅａｍ－ｗａｔｅｒｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙｉｎｓｔａｌｌｅｄｗｉｔｈ ａ ｖｅｒｙｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ（ＶＨＰ）ｃｙｌｉｎｄｅｒ １．３新型汽水循环（Ｍａｓｔｅｒｃｙｃｌｅ）系统 Ｃｙｃｌｅ（ＭＣ）是在传统两次再热汽水循环 的基础上，取消中压缸抽汽，用新增的独立汽轮机．“Ｔ－Ｔｕｒｂｉｎｅ”的抽汽去加热给水。Ｔ－Ｔｕｒｂｉｎｅ安装在 Ｍａｓｔｅｒ 第２期张燕平，等７００。Ｃ先进超超临界燃煤发电机组系统设计研发现状 ２．１．２塔式锅炉 ’１４５’ ２电站及组件优化设计 锅炉及其内部受热面、汽轮机、管道及阀门、电站整体布局等优化设计对电站的投资和运行的安全经济性有重要影响。目前，相关研究者在锅炉型式、汽缸布局及参数、管道阀门、电站布局４方面提出了一些新的设计思路。 ２．１锅炉设计 塔式锅炉的对流烟道布置在炉膛上方，锅炉笔直向上发展，结构比较简单。这样的布置具有炉墙表面积小、占地面积小、材料使用量少等优点。但与水平锅炉、ｎ型锅炉相比，过热器、再热器及省煤器布置的很高，汽水管道较长，同时空气预热器、除尘器等高位布置，加重锅炉构架和厂房负载，使造价 提高。 阿尔斯通设计的４００ＭＷ的７０２℃／７２０屯／ ３５．８ 锅炉设计包括锅炉型式选择、锅炉材料选择、内部受热面和高温管道的制造以及内部布置等问题。目前，对于７００℃燃煤锅炉，提出了水平锅炉、塔式锅炉和ｎ型锅炉３种锅炉布局型式。 ２．１．１水平锅炉 ＭＰａ单级再热塔式锅炉，如图５所示，省煤器 ｔ／ｈ，ｔ／ｈ。 等受热面布置在炉膛上方，主蒸汽流量为９９１再热蒸汽参数为７２０℃／７．１ＭＰａ，流量为７８２ 给水温度为３３０。Ｃ。该塔式锅炉设计的关键是镍基合金的合理使用。经过计算，４００ＭＷ单级再热机组的塔式锅炉，高温镍基合金占１６％，奥氏体钢 占２４％［１６】。 西门子等公司对７００℃燃煤电站水平锅炉进行 了研究。 ７００℃水平锅炉的水冷壁为内螺纹垂直管屏，这种水冷壁具有良好的热传递性能，使锅炉具有很好的水动力特性。对流受热面沿烟气流向布置，前墙布置旋流燃烧器，其侧视图如图４所示。水平锅炉的蒸发管垂直布置，使得锅炉高度降低。节省锅炉框架结构钢材、锅炉与汽轮机的连接管道及实装费用等，降低电站投资。５００ＭＷ的发电机组，水平 锅炉高度约３０ｍ，而塔式锅炉高度超过９０ｍ，ＩＩ型锅炉高度超过６０ｉｎＩＩ。这种新型锅炉可以在２０％ 啮 ４００Ｍｗ塔式锅炉 ３５ 主蒸汽参数８Ｍｈ １０２ｔ ９９ｌｔ／ｈ 再热蒸汽参敦 ，ｌＭＰ＾ ７２０℃ ７８２ｆｆｈ 给水矗度 ３３０℃ 工况下安全运行，使发电机组具有良好的变负荷适 应性。 第２缓 热热勰黼 转向事 图５阿尔斯通塔式锅炉 Ｆｉｇ．５ＴｏｗｅｒｔｙｐｅｂｏｉＩＨｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙ Ａ］ｓｔｏｍｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 过热器 ２．１．３ 省燃嚣 ｎ型锅炉 Ⅱ型锅炉是大中型发电站广泛采用的一种布置方式，被广泛运用于现代超临界机组中。这种布置使锅炉和厂房高度较低，一些转动机械和笨重设备均可低位布置，减轻锅炉构架和厂房负载，但与塔式锅炉相比，占地面积较大，易发生爆管，受热面磨损、 结焦等问题。 图４水平锅炉侧视图 Ｆｉｇ．４Ｓｉｄｅｖｉｅｗｏｆ ａ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｂｏｉｌｅｒ Ⅱ型锅炉由垂直柱体炉膛、水平烟道和对流烟 欧洲相关研究人员对水平锅炉的材料、炉内燃烧方式、燃烧产物、水冷壁垂直布置对平行连接的蒸发管的影响、炉膛向水平烟道转向的焊接管等方面都进行了研究‘“”】。 道组成。与塔式锅炉相比，Ⅱ型锅炉受热面利用率比较高，高度低于塔式锅炉，管道随之缩短。阿尔斯通公司设计的１０００ＭＷ的７２０℃／７２０℃／７２０℃／ ３８．３ ＭＰａ两级再热机组的Ⅱ型锅炉如图６所示，给 １４６・ 热能动力工程 可靠运行，必须研究新型设计方案。 ２０１２拄 水温度为３５０℃，蒸发量为２０１２ｔ／ｈ”。对于７００℃的锅炉，重点在于锅炉水冷壁、过／再热管道等高 温部件的制造工艺、焊接技术及长期性能验证等研究。对于这三种锅炉布局型式各有各的应用特点，应根据锅炉容量、蒸汽参数、燃料特性及经济投资等进行炉型选择和整体布置。 ２．２汽轮机设计 ７００℃燃煤发电机组的汽轮机设计主要集中在 馨鲫蔗 蒸 汽缸设计及汽缸布置、转子设计等方面。着重于减少镍基合金的使用，保证机组的经济安全可靠性。 西门子设计的４００ＭＷ单级再热机组，采取典型的ＨＰ－ＩＰ－ＬＰ同轴布置方案，主蒸汽参数为７００ ℃／３５ＭＰａ，流量为２７０ 图７西门子设计的高压缸结构 Ｆｉｇ．７ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＨＰｅｙｈｎｄｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｙＳｉｅｍｅｎｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｋ异／ｓ，再热蒸汽参数为７２０ ℃／６ＭＰａ，流量为２２０ｋｇ／ｓｏ。 与６００ｏｃ超临界燃煤发电机组相比，高压缸主蒸汽进口参数以及蒸汽焓降提高，中压缸蒸汽进口 ２．３．１复合管道 英国三井巴布科克公司提出基于双汽缸的管道设计思路一复合管道。复合管道是一种双壳蒸汽管道，两壳之间有保温层。因为保温层的保护，外壳可以用相对便宜的材料制成；内壳用先进的耐高温材料，如镍基合金制成。因为外壳主要承受高压。所以内壳壁厚设计稍薄，从而减少镍基合金的使用““。 温度提高。所以．西门子设计的高压缸采用单流程筒式结构，筒式结构可大幅度降低工作应力，如图７所示；进汽部分采取冷却措施，冷却蒸汽引自锅炉过热段，参数为４１０℃／６．４ＭＰａ。中压缸采取西门子传统设计，单流程，如图８所示；进汽部分采取冷却措施，冷却蒸汽引自高压缸排汽，参数为３２０℃／０．５ ＭＰａ。高压内缸和转子均采用焊接结构，以减少镍基合金的使用ｏ。西门子设计的７００ｑｃ单级再热 机组，应用了蒸汽冷却和焊接技术。高温部件冷却 结构、冷却蒸汽参数的优化设计是７００ｏＣ汽轮机系 统设计的重点。同时转子、汽缸等大型铸锻件的制 造及焊接工艺是建成电站的技术基础。 再热燕，ｔ６Ｍｐａｎ２甚下，“篓岁 主燕汽参敷 ３８＋３ＭＩ’“７０２１２０１２Ｉ，ＩＩ 图８西门子设计的中压缸结构 Ｆｉｇ．８ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＩＰｃｙｌｉｎｄｅｒｄｅｓｉｇｎｅｄ 一缓再热蘸汽参敷 酋堞器㈣ＭＭ２０℃ ｂｙＳｉｅｍｅｎｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 勰鬻鬻孚敷 ２．３．２双壁阀门 阿尔斯通公司提出双壁阀门的设计方案。如图 ９所示。阀门分为内外两层壁，两层壁之间引人温 图６阿尔斯通Ⅱ型锅炉 Ｆｉｇ．６ＴｙｐｅｂｏｉｌｅｒｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＡｌｓｔｏｍｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 度较低的冷却蒸汽（１７．５ＭＰａ／５６５℃）。冷却蒸汽 既冷却内壁又降低内壁承受的内外压差，可使得用镍基合金制成的内壁厚度减薄；承受主要压差的外壁由于有冷却蒸汽的保护，工作温度较低，可以使用 常规材料制造，比如９％一１２％Ｃｒ钢””。复合管 ２．３管道及阀门设计 ７００℃超超临界燃煤发电机组中的主蒸汽管道、再热管道、主汽门、高压调节阀等都暴露在高温高压环境下，这些组件必须使用镍基合金制造。为减少镍基合金的使用数量，降低电站成本，保证机组 道和双壁阀的设计为减少镍合金的使用数量创造了 条件，进一步的研究是材料的选择以及高温环境下的长期性能验证。 第２期张燕平，等７００＂（３先进超超ｌ临界燃煤发电机绢系统设计研发现状 －１４７・ １７５Ｍ ５６５℃ 机 图９阿尔斯通设计的双壁阀门 Ｆｉｇ．９ＤｕａｌｗａｌｌｖａｌｖｅｄｅｓｉｒｅｄｂｙＳｉｅｍｅｎｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ２．４电站紧凑设计 高温镍基合金尽管在７００℃或者以上温度条件下具有较好的综合性能，但其价格昂贵、制造困难。为了减少昂贵镍基材料的使用，欧洲“ＡＤ７００”（运行初温为７００℃先进超超临界燃煤发电技术）提出电站紧凑设计思想”。 传统电站组件之间都是独立的，通过管道将各个重要组件联系起来。电站紧凑设计是通过修改电 站结构，缩短蒸汽管道以及蒸汽流线，缩短组件之间 啤牛Ｉ 图１１ Ｆｉｇ．１ｌｌｅｓｉｇｎｏｆ ａ 的距离，减少镍基合金的使用。同时紧凑设计能减少管道带来的压损，提高效率”“。目前，电站紧凑设计主要有３种方案。 ２．４．１线性紧凑设计 水平锅炉电站肾凑设计整体结构 Ｉｎｔｅｇｒａｌ ｓｔｒｕｃｌｕｒｅ 舔一酥 鲭煤系统 ｒ１ ａ ｏｆｔｈｅｃｏｍｐａｃｔ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｂｏｉｌｅｒｂａｓｅｄｐｏｗｅｒｐｌａｎ 电站线性紧凑设计是将锅炉系统和汽轮机系统线性布置。研究表明，４００ＭＷ燃煤发电机组线性 布局与传统布局相比，能够减少２５％的投资费用； ２．４．３基于双锅炉的电站紧凑设计 阿尔斯通公司提山了基于双锅炉的电站紧凑设 汁思想２“，如图１２所示。 塔式 ＭＷ机组则能够减少３５％的投资费用”。西门子提出的电站线性紧凑设计如图ｌＯ所示”“，这种设计中塔式锅炉与汽缸之间同轴布置。通过减少管道长度、管道弯曲数目，使得锅炉侧有较大的空问。这些空间用来布置汽轮机侧组件，比如给水箱、高压加热器等，减少汽轮机侧空间，从而实现电站紧凑布置。 １０００ 冷却塔 汽机系数 ２．４．２基于水平锅炉的电站紧凑设计 西门子提出参数为７００℃／７２０℃／３５ＭＰａ的水平锅炉紧凑设计ｏ，如图１１所示。水平锅炉的运用使得电站整体布局更加紧凑。通过将超高压或高压汽轮机平台标高提升到锅炉主蒸汽管道出口标高，显著减少过热／再热蒸汽管道长度，使得整体布局更加紧凑。经过比较，水平锅炉与常规塔式锅炉、Ⅱ型锅炉相比，蒸汽管道长度要减少２０％。从文献［２１］中可以看出。这种设计中主蒸汽管道约８８ｍ，再热蒸汽管道约７６ｍ，明显减少锅炉框架结构钢材，降低电站投资。图１２双锅炉紧凑设计 Ｆｉｇ．１２Ｃｏｍｐａｃｔｄｅｓｉｇｎｏｆ ｄｕａｌｂｏｉｌｅｒ 基于双锅炉紧凑设计的特点在于电站有２个塔式锅炉，两个锅炉都是自炉顶向下喷火。通过合理布置蒸汽管道，减少高压蒸汽管道长度田】，实现电站紧凑布置，降低电站投资。这种设计与上述双锅炉汽水循环系统有相似之处一个锅炉生产高参数蒸汽，另一个锅炉生产低参数蒸汽。以上三种电站紧凑设计方案均处于理论研究阶段，还没有实际的 ・１４８・ 热能动力工程 ２０１２年 应用或试验验证，但对我国７００℃先进超超临界电 站布局设计是有益的借鉴。 ３，ｄＳｙｍｌｘⅪｉｕｍ册Ｈｅａｔ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｓｔｅｅｌｓ ａｎｄ ＡＵａｙｓ ｆｏｒ Ｈｉ曲Ｅｍ・ ｃｉｅｎｅｙ ＵＳＣ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ。ＮＩＭＳ．Ｔｓｕｋｕｄａ．２００９． ［５］ 阳虹，彭泽瑛．加快高超超临界汽轮机的发展步伐【Ｊ】．热力 透平．２０１０，３９（１）１一１１． ＹＡＮＧ ＨｏｌＩｇ，ＰＥＮＧ ｕｌｔｒａ－ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ３总结与展望 在进行先进高温材料研发的同时，研究先进汽 水循环系统和电站及组件的优化设计是发展７００℃ Ｚｅ－ｙｉｎｇ．％ｉｃｋｃｏ ｔｈｅ ｐａｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ０ｆ ｔｕｒｂｉｎｅｓ［Ｊ］．Ｔｈｅｒｍａｌ Ｔｕｒｂｉｎｅ，２０１０，３９（１）ｌ一１１． ８ ［６］Ｂｌｕｍ Ｒ．岣ａＨ ｐｏｗｅｒ ｓ，Ｂｕｇｇｅ Ｊ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ０ｆ ＰＦ Ｉｉｒｅｄ ｈｉｇＩｌ ｅｆｆｌｅｉａｎｅｙ 先进超超临界燃煤发电机组的一个重要方面。 现已提出的可用于７００℃先进超超临界燃煤发 呷删Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｍ印Ｉｎｔｅｎｍｔｉｏｎａｌ ｇＹ．ｃｏｒｎ／ｓｉｔｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ｐＩⅢｌｌ（ＡＤ＇／ｆ１０）［Ｃ］／／Ｅｒｌ嘟Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｅｎｅｒｇｙ ｆｏｒ Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｄ－ ＯＭｆ如耽．２００７． 【７］Ｐｒｅｃｅｓｆｏｒｈｅｄｒｉｎｇｅｒ－Ｍａｓｔｅｒ ｃｙｃｌｅ【ＥＢ／ＯＬ］．ｈｕｐ／／ｗｗｗ．ｄｏｎｇｅｎｅｒ－ ｄｅｃｕｍｅｎ恒． 电机组的汽水循环系统有三种基于改进旧机组的 双锅炉汽水循环系统、增加ＶＨＰ的汽水循环系统、 增加Ｔ．ｔｕｒｂｉｎｅ的新型ＭＣ系统。汽水循环系统研究 的核心目的是要减少镍基材料的使用，保证系统高 ［８１ Ｐａｎｄｅ Ｍ Ｖ．Ｌａｔｅｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｓｕｐｅｒｅｒｉｔｉｅａｌ（ｓｃ）ａｎｄ Ｕｌｔｒａ－Ｓｕ－ ｐｅｒｅｒｉｔｉｅａｌ（ＵＳＣ）［ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ／／ｗｗｗ．ｅｍｔｉｎｄｉａ．ｎｅｔ／Ｐｏｗｅｒｏ ＰｌａｎｔＣｏｍｐｏｎｅｎｔ／Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｓ－ＰＰＣ． 【９］Ｂｌｕｍ Ｒ，Ｂｕｇｇｅ Ｊ，Ｋｊａｅｒ Ｓ．ＡＤＴ００ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎｓ ｐａｖｅ ｔｈｅ ｗａｙ ｆｏｒ ５３ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００８。Ｉ ｌ１５１９． ｐｅｒｃｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ［Ｊ】．Ｍｏｄｅｍ ［１０］Ｋｊａ目Ｓ．Ａ 的热效率。在电站及组件优化设计方面。目前国外 已提出不同的锅炉本体及汽轮机本体设计方案，同 时提出了复合管道、双壁阀、电站紧凑设计等优化方 案。其主要出发点是通过对关键设备及电站整体布 局的结构优化，减少镍基合金的使用，降低电站 投资。 ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｄｏｕｂｌｅ ｒｅｈｅａｔ ｃｙｃｌｅ［Ｃ］／／Ｐｒｅｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＳＭＥ ２０１０ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｏｗｅｒ，Ｃｈｉｃａｇｏ，２０１０． ［１１］Ｋｊ∞ｒ ｓ，Ｂｕｌｇｅ Ｊ，Ｓｔｏｈｅｎｂｅｒｇｅｒ Ｃ．Ｅｕｒｏｐｅａｎｓ ｓｔｉｌｌ ａｉｍｉｎｇ ｆｏｒ ７００ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００４，１１１９２５． ℃ｓｔｅａｍ［Ｊ］．Ｍｏｄｅｍ ［１２］Ｍｅｇｌｉｏ Ａ Ｄ，Ｅｄｅｌｍａｎｎ Ｈ．Ａ１）７００－ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｆｕｍａｅｅ ｂｏｉｌｅｒ秘 ｏｐｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ＡＤＴ００ 【１３］Ｓｍｉｔｈ Ｄ．Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｂｏｉｌｅｒｓ础ｅ ７００℃ｓｔｅａｍ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ［Ｒ］．Ｍｉｌａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００５． ｅｃｏｎｏｍｉｃ［Ｊ］． 通过先进的系统设计，既可保证电站具有较高 的热经济性和安全性，还可在一定程度上减少镍基 合金的使用，缓解高温材料带来的压力。未来的主 要研究方向包括 Ｍｏｄｅｍ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ．２０００，５３７－４１． ［１４】熊扬恒．新型超超临界机组卧式锅炉技术特点分析（Ｊ】．热力 发电，２００６（４）ｌ一３． ＸＩＯＮＧ Ｙａｎｇ・ｈｅｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ａ ｎｏｗ ｔｙｐｅ ｕｌｔｒａｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｕｎｉｔ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｈｏｉｌｅｒ ｎｕｌｌ Ｐｏｗｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｔｈｅｒ－ （１）深入研究三种汽水循环系统，对三种系统 的热经济性进行整体和局部的定量分析及对比研 究，揭示系统内部能量损失的分布规律，寻找系统存 Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，２００６（４）Ｉ一３． ［１５】熊扬恒．配ＨＦ锅炉的先进蒸汽参数燃煤电站紧凑设计 【ｃ］／／中国超超临界火电机组技术协作网第二届年会，青 岛中国电机工程学会，２００６．１０１８． ＸＩＯＮＧ 在的缺陷和不足。同时进行汽水循环系统的优化研 究，确定最佳运行参数及最佳热力系统，以保证机组 安全可靠、经济运行。（２）确定组件设计方案及相 关高温材料，通过计算机模拟方法或者建立试验平 Ｙａｎｇ－ｈｅｎｇ．Ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｏｍｐａｃｔ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａ ｓｔｅ组ｎｌ ｐａｒａｍｅ－ ｔｅｒ ｃｏａｌ－ｆｉｒｅｄ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｗｉｔｈ ＨＦ ｂｏｉｌｅｒｓ［ｃ］／／２“Ａｎ－ ｎｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｉｎａ Ｕｌｔｍａｕｐｅｒｅｄｔ／ｅａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎ－ ｅｒａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ，２００６。１０Ｉ一８． ｂｏｉｌｅｒ ｄｅｓｉｇｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ＡＤ７００ ｐｏｗ． ［１６］Ｗｅｉｓｓｉｎｇｅｒ Ｇ，Ｃｈｅｎ Ｑ．Ａｌｓｔｏｍ 台，深入研究组件设计方案的可行性、可靠性以及经 济性。电站紧凑设计还处于理论研究阶段，没有实 际应用经验，关键在于管道布置的优化，可以通过仿 真模型进行可行性分析，并进行综合经济效益评估。 参考文献 ［１］黄瓯。彭泽瑛．７００℃高超超临界技术的经济得益分析ＣＪ］． 热力透平，２０ｌＯ．３９（３）１７０１７４． ＨＵＡＮＧ Ｚｈｅｎ．ＰＥＮＧ Ｚｅ－ｙｉｎｇ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ７００６Ｃ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｕｈｒｓｓｕｐｅｍｒｉｔｉｃａｌ ｒｅａｌ 日ｐｌａｎｔ【Ｒ］．Ｍｉｌａｎ ［１７】 ｐｌａｎｔ［Ｒ］．Ｍｉｌａｎ ［１８］Ａｄａｍｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００５． Ｗｉｅｇｈａｒｄｔ Ｋ．Ｓｉｅｍｅｎｓ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｄ∞ｉｇｎ ｆｏｒ ＡＤＴ００ ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００５． Ｄ．Ｆ＿Ａ南ｅｉｅｎｃｙ ｕｐｇｒａｄｅｓ ａｎｄ ｐａｒｔｉａｌ ｃａｒｂｏｎ ｃａｐｔｕｒｅ ｆｏｒ ｃｏａｌ． ｆｉｒｅｄ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓｆ Ｍ］．１０ｎｄｏｎ，２００９． 【１９】Ｐｉｒｓｃｈｅｒ Ａ．Ａｌｓｔｏｍ ｓｔｅ锄ｔｕｒｂｉｎｅ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ＡＤＴ００ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ［Ｒ］．Ｍｉｌａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，２００５． 【２０】蒋浦宁．超超临界汽轮机高温部件的结构设计［Ｊ］．热力透 平，２００８．３７（１）１６２１． ＪＩＡＮＧ卧ｒ吨Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ蛳ａ ｈｉｇｈ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ】．Ｔｈｅｒ－ ｔｅｍｐｍａｍ叫咧［Ｊ］．Ｔｈｍｒａｌ １诫ｍ脚刀（１）１６２１． Ｈ。Ｅｆｆｅｒｔ Ｍ，Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ ａｎｄ ｏｖｅｒａｌｌ ｐｌａｎｔ ｕｌｕａｓｕｐｍａｉｔｉｃａｌ ｓｔｅａｍ妇 Ｃｏｎｆｅｒ－ Ｔｕｒｂｉｎｅ，２０１０。３９（３）１７０１７４． Ｓ，Ｂｌｕｍ Ｒ．Ｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｃｏａｌｆｉｒｅｄ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ ［２１］Ｅｄｅｈｎａｎｎ ｉｓｌａｎｄ Ｆ，ｅｔ丑１．ＡＤ７００－ｃｏｍｐａｃｔ ｐｏｗｅｒ ［２］Ｂｕｇｇｅ Ｊ．Ｋｊ趾ｒ ｄｅｓｉｇｎ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ［Ｒ］．Ｍｉｌａｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ［Ｊ】．Ｅｎｅｒｇｙ．２００６，３１１４３７１４４５． Ｓ，Ｅｉｊｉ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ｒｅｆｕｒｂｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ａｇｅｄ ＰＣ ｉｎ ｅｒｌｃｅ，２００５． ［３］Ｆｕｋｕｄａ Ｍ，Ｈｉｄｅｙｕｋｉ ｗｉｔｈ ［２２］Ｂｕｇｇｅ Ｊ．Ａｄｖａｎｃｅｄ ７００℃ＰＦ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ【ＥＢ／ＯＬ］．ｈａｐ／／ １５３／ｒｉｓｐｕｂｌ／ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ／ｂｕｇｇｅ．ｐｄｆ。２００３． ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＳＣ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｃ］／／Ａｄｖａｎｃｅｓ １３０．２２６．５６ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｆｏｓｓｉｌ Ｐｏｗｅｒ ＰｌａｎｔｓＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ 【２３］Ａｄｖｓｎｅｅｄ（“７００℃”）ＰＦ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ［ＥＢ／ＯＬ］．ｈ印．／／ｐ啊嗽ｗ由． ５ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｆｌｏｒｉｄａ，２００７． ｄ鞠ｎ旧培伽ｎ／＾Ｉ加Ｑ／ｌ啪％撕瓶∥Ｉ№％加硎锄帆Ｉ．ｈｕｎｌ （辉编辑） 【４】Ｆｕｋｕｄａ Ｍ．Ａｄｖａｎｃｅｄ ＵＳＣ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｊａｐａｎ［ｃ］／／ 万方数据 700℃超超临界燃煤发电机组系统设计研发现状 作者 作者单位 刊名 英文刊名 年，卷期 张燕平， 蔡小燕， 金用成， 黄树红 张燕平,蔡小燕,黄树红华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉,430074， 金用成咸兴水利动力大 学机械工程系,朝鲜咸兴 热能动力工程 Journal of Engineering for Thermal Energy and Power 2012,272 本文读者也读过10条 1. 刘庆宝 600MW机组轴颈和轴瓦损伤事故的分析及处理[期刊论文]-北京电力高等专科学校学报自然科学版2012,291 2. 陈文林.宁献武.李永刚.CHEN Wen-lin.NING Xian-wu.LI Yong-gang 超超临界锅炉降压吹管与稳压吹管的对比[期刊论文]-东北电 力技术20125 3. 李冬.LI Dong 绥电4号机组汽流激振原因分析[期刊论文]-东北电力技术2012,331 4. 梁庆姣.刘吉臻.薛彦广.闫姝.LIANG Qing-jiao.LIU Ji-zhen.XUE Yan-guang.YAN Shu 超超临界直流炉核心模型的建立与仿真分 析[期刊论文]-计算机仿真2012,293 5. 秦希超.郭杰 1000MW超超临界机组冷态启动振动分析及处理[期刊论文]-华电技术20127 6. 薛东发.张宗振.XUE 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