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超超临界百万千瓦等级汽轮机技术特点

石玉文，李殿成

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江省哈尔滨市150046）

摘要：随着电力需求的迅猛发展和发电技术的不断升级，对于资源严重紧张的我国，发展大容量高效率、

节能环保型汽轮发电机组已迫在眉睫。哈汽和东芝公司合作设计、制造的单轴、四缸四排汽1000MW超超临界

汽轮机组，通过最优化设计，并采用具有运行业绩的积木块组合，适应高蒸汽参数的新材料。汽缸全部采用

中分面结构以方便安装和维修，双层缸结构使温度梯度分配合理，降低热应力。全三维冲动式叶片、独特的

汽封设计，以及采用目前世界上最长的48”(1219mm)钢制叶片，其经济性比常规超临界机组提高2.5%。

关键词：超超临界；汽轮机；设计特点

0前言

地球环境问题已成为世界性备受瞩目的重要课题，提高燃煤机组发电效率的同时，也在

谋求减少温室气体的排放量，以减轻环境负荷。

另外，从发电机组控制发电成本及总体设备投资的观点来看，对于资源相对匮乏的我国

日益紧张的能源需求，要求机组具有最佳的经济性。

对应这些要求，哈汽和东芝公司在不降低机组可靠性的前提下，利用可提高效率的的最

新技术，设计完成了具有最佳经济性的汽轮机。

本文对哈汽的技术支持方东芝公司设计的，采用具有优异运行业绩的成熟高、中、低压

模块的单轴、四缸四排汽百万等级超超临界汽轮发电机组作一介绍。

1蒸汽参数发展

随着材料研究和冶炼工艺的不断提高，使汽轮机发电机组采用更高的蒸汽参数成为可能，

更进一步地提高了机组的效率，降低了温室气体的排放量。东芝公司在材料的选择上具有丰

富的经验，东芝公司的材料发展见图1。

图1东芝公司汽轮机蒸汽参数的发展

200

东芝公司具有世界上最优秀的高温汽轮机运行业绩，多台进汽温度在600℃左右的汽轮机

投入运行，其中橘湾电厂1#机组进汽温度达到610℃，为1000MW超超临界机组的设计积累了

丰富的设计经验。本文所述的机组采用25MPa/600℃/610℃，发电效率同以往有实际业绩的机

组相比，相对而言提高了约2.5%以上。

2汽轮机主要技术规范

汽轮机型式：超超临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式

连续出力1000MW

转速3000rpm

旋转方向逆时针（从调端看）

主蒸汽压力MPa25MPa

主蒸汽温度℃600℃

再热蒸汽温度℃600℃

回热级数8级

调节控制系统型式DEH

通流级数48

高压部分级数I+9

中压部分级数2×7

低压部分级数2×2×6

末级动叶片长度mm1219.2

机组总长（包括罩壳）40×10.1×7.5

3材料选择

由于汽轮机采用高蒸汽参数，对处于高温区域的主要部件，如：高中压阀门、高中压内缸、

高压喷嘴室、高中压转子和高中压第一级叶片均需要采用具有良好高温特性的材料。

本机组的高温部件都采用与橘湾1#机组相同的可适应600℃/610℃高温的材料。

表1列出了主要部件的材料，图2列出了主要部件的高温蠕变强度。

表1主要部件材料

高压内缸12CrMoVNbN钢

中压内缸12CrMoVNbN钢

喷嘴室12CrMoVNbN钢

高中压叶片11CrWVNbNReCo钢

高中压喷嘴10.7CrMoVNbN钢

高压