【正文】 通過(guò)合資辦廠的形式從日本巴布科克日立株式會(huì)社引進(jìn)了 300MW、 600MW、 1000MW 等級(jí)超 (超 )臨界本生直流鍋爐許可證技術(shù)。于 2022年 5 月承接了河南沁北 我國(guó)首臺(tái) 600MW 超臨界機(jī)組鍋爐設(shè)備合同。 2022 年 6月 26 日承接了華電國(guó)際鄒縣發(fā)電廠 21000MW 超超臨界機(jī)組 鍋爐設(shè)備合同。依托引進(jìn)技術(shù)，東方鍋爐廠已完成了鄒縣、北侖、海門等大量 1000MW 超超臨界一次再熱鍋爐的設(shè)計(jì)及供貨，且設(shè)備運(yùn)行情況良好。 東方鍋爐廠長(zhǎng)期從事大容量鍋爐的設(shè)計(jì)，尤其是 1000MW 超超臨界鍋爐在消化、吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)之上，進(jìn)行了再創(chuàng)新，目前完全具備了自主設(shè)計(jì)1000MW 超超臨界鍋爐的能力。東方鍋爐廠前期已完成 1200~1300MW 機(jī)組℃ 一次再熱超超臨界鍋爐的技術(shù)設(shè)計(jì)。 1000MW 等級(jí) Π 型 鍋爐的技術(shù)特點(diǎn)如下： ? 采用國(guó)際上廣泛應(yīng)用的П型布置形式 。 П型布置是傳統(tǒng)普遍采用 的方式，煙氣由爐膛經(jīng)水平煙道進(jìn)入尾部煙道，在尾部煙道通過(guò)各受熱面后排出，其主要優(yōu)點(diǎn)是鍋爐高度較低，尾部煙道煙氣向下流動(dòng)有自生吹灰作用，各受熱面易于布置成逆流形式，對(duì)傳熱有利等。 ? 采用內(nèi)螺紋管螺旋管圈水冷壁，不設(shè)任何節(jié)流圈，安全裕度大，可靠性高 。 對(duì)于超 （超） 臨界變壓運(yùn)行鍋爐，螺旋管圈水冷壁是首先應(yīng)用于超 （超） 臨界變壓運(yùn)行鍋爐的水冷壁型式。螺旋管圈爐膛的基本原理就是將管子以一定傾角沿爐膛四周向上盤繞，到爐膛上部后通過(guò)混合集箱或分叉管過(guò)渡到垂直水冷壁。螺旋管圈的主要優(yōu)點(diǎn)是可以自由地選擇管子的尺寸和數(shù)量，因而能選擇 較大的管徑和較高的質(zhì)量流速，管圈中每根管子能同樣繞過(guò)爐膛的各個(gè)壁面，因而每根管子的吸熱量均勻，管間的熱偏差小。這種結(jié)構(gòu)型式更適用于變壓運(yùn)行機(jī)組，經(jīng)過(guò)大量機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，是變壓運(yùn)行超超臨界鍋爐水冷壁的最佳結(jié)構(gòu)型式。 ? 采用前后墻對(duì)沖燃燒方式，減少爐膛出口工質(zhì)溫度偏差，有效的防止?fàn)t膛結(jié)焦 。 汽機(jī)部分 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 021 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 (I) 上海汽輪機(jī)有限公司 目前上海汽輪機(jī)有限公司 (STC)為中德合資企業(yè)，由中德雙方共同參與經(jīng)營(yíng)管理。通過(guò)玉環(huán) 41000MW 超超臨界項(xiàng)目的技術(shù)轉(zhuǎn)讓及合作設(shè)計(jì)制造， STC 的技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)體系也將與 SIEMENS 同步接軌。作為合資伙伴的 SIEMENS 公司將根據(jù)市場(chǎng)的需要，在今后一些大型項(xiàng)目中長(zhǎng)期與 STC 合作，其合作方式為： ? 由 STC 簽定主機(jī)合同及設(shè)備的總成。 ? STC 與 SIEMENS 簽定玉環(huán)項(xiàng)目的合作協(xié)議；由 SIEMENS 負(fù)責(zé)進(jìn)行整個(gè)機(jī)組的設(shè)計(jì)，提供所有的制造加工圖紙。 SIEMENS 與 STC 共同合作完成玉環(huán)項(xiàng)目機(jī)組的制造、服務(wù)、調(diào)試，并對(duì)機(jī)組性能進(jìn)行擔(dān)保。 ? 從長(zhǎng)遠(yuǎn)的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)，更好為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的角度， STC 同時(shí)與SIEMENS 簽定 1000MW 超超臨界汽輪機(jī)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，包括設(shè)計(jì)技 術(shù)、制造、質(zhì)保、安裝、服務(wù)技術(shù)， SIEMENS 將向 STC 轉(zhuǎn)讓 1000MW 功率等級(jí)超超臨界汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)及制造技術(shù)；包括 3 個(gè)高中低壓積木塊及相應(yīng)的設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)規(guī)范、圖紙、工藝及質(zhì)量規(guī)范，進(jìn)行培訓(xùn)和技術(shù)咨詢。 玉環(huán)項(xiàng)目以后工程都采用此種模式 。 上海汽輪機(jī)廠 在引進(jìn)技術(shù)消化吸收的基礎(chǔ)上， 進(jìn)行了大量的自主研發(fā)工作 。上汽 已獨(dú)立自主的進(jìn)行 600MW~1000MW 超超臨界一次 再熱 汽輪機(jī) 技術(shù)設(shè)計(jì)，并且獲得多臺(tái)超超臨界機(jī)組的 投運(yùn)業(yè)績(jī) ； 目前 上汽已經(jīng)自主研發(fā) 世界首臺(tái)1000MW 超超臨界 二 次 再熱汽輪機(jī) 技術(shù) ，并依托國(guó)電泰州二期工程實(shí)正在實(shí) 施；同時(shí)上 汽還在自主研發(fā) 1200MW 超超臨界一次 再熱汽輪機(jī) 技術(shù) ，即將依托具體工程實(shí)施。 上海汽輪機(jī)有限公司 1000MW 等級(jí)的汽輪機(jī)為單軸反動(dòng)式 HMN 積木塊式四缸四排汽雙 /單 背壓機(jī)型，其技術(shù)特點(diǎn)如下： a) 無(wú)中分面的單流圓筒型高壓缸：圓筒型高壓缸以緊湊的軸向法蘭連接，可承受更高的壓力和溫度，有很高的承壓能力。 b) 高壓缸第一葉片級(jí)的獨(dú)特技術(shù)風(fēng)格：第一級(jí)低反動(dòng)度 20%，以降低轉(zhuǎn)子溫度；全周進(jìn)汽、無(wú)附加汽隙激振；大動(dòng)靜距離有利防沖蝕；滑壓運(yùn)行低負(fù)荷效率高 ?；瑝哼\(yùn)行大幅降低第一級(jí)載荷，解決強(qiáng)度問(wèn)題，單流程效率高 。 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 022 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 c) 全周進(jìn)汽滑壓運(yùn)行與補(bǔ)汽閥調(diào)頻技術(shù)：汽輪機(jī)補(bǔ)汽閥技術(shù)是從 TMCR 工況開(kāi)始，在汽輪機(jī)主汽閥后、主調(diào)閥前引出一些新蒸汽 (最大為 ~8%TMCR 進(jìn)汽量 )，經(jīng)節(jié)流降低參數(shù)后進(jìn)入汽輪機(jī)高壓第五級(jí)動(dòng)葉后空間，主汽流與補(bǔ)充蒸汽混合后在以后各級(jí)繼續(xù)膨脹做功的一種措施。大于額定負(fù)荷或調(diào)頻時(shí)開(kāi)啟補(bǔ)汽調(diào)節(jié)閥，但有節(jié)流時(shí)會(huì)降低機(jī)組效率。 d) 主調(diào)門及再熱調(diào)門的獨(dú)特技術(shù)風(fēng)格：無(wú)蒸汽管道，直接與汽缸相連。切向進(jìn)汽，結(jié)構(gòu)緊湊、損失小、附加推力小。 e) 雙流中壓缸的進(jìn)汽結(jié)構(gòu)：在中壓缸進(jìn)口有四個(gè)切向進(jìn)汽孔，利用渦流原理，能量轉(zhuǎn)換為 動(dòng)能后，溫度可下降 15℃ 左右，起到冷卻中壓轉(zhuǎn)子的作用。 f) 全三維的彎扭 (馬刀型 )葉片：所有的高中低葉片級(jí) (除末三級(jí) )均為彎扭的馬刀型動(dòng)、靜葉片；較低反動(dòng)度的葉片級(jí)；整體自帶圍帶結(jié)構(gòu)，動(dòng)應(yīng)力小，抗高溫蠕變性能好。 g) 高中壓轉(zhuǎn)子通流部分采取獨(dú)有技術(shù)風(fēng)格：小直徑、多級(jí)數(shù)，制造成本會(huì)增加，但效率高，轉(zhuǎn)子應(yīng)力小。 h) 汽缸落地設(shè)計(jì)：軸承座全部支撐在基礎(chǔ)上、動(dòng)靜間隙變化?。坏蛪和飧着c凝汽器剛性連接；低壓內(nèi)缸以推拉裝置與中壓外缸連接，減少低壓的相對(duì)膨脹。汽輪機(jī)采用柔性基座。 i) 單軸承結(jié)構(gòu)：每?jī)筛D(zhuǎn)子之間只設(shè) 一個(gè)軸承，汽機(jī)軸向?qū)挾缺绕渌问蕉?～ 10m。 j) 采用高中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)方式。 k) 機(jī)組的高、中壓模塊在工廠總裝后整體發(fā)貨至電廠工地直接安裝；大修周期為 12 年；高壓模塊的解體和重裝必須使用專用工具、遵循特定規(guī)程進(jìn)行，并需切除高排及抽汽等管道。 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 023 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 圖 –1 上海汽輪機(jī)有限公司 1000MW 等級(jí)汽輪機(jī) 上海汽輪機(jī)廠 600MW 等級(jí) 超超機(jī)組 是在 超超臨界 1000MW 機(jī)組（ ）上改型設(shè)計(jì) 而成，亦為 四缸四排汽 機(jī)型 ，技術(shù)特 點(diǎn)與1000MW 等級(jí)一樣 ，均為 “ HMN”型汽輪機(jī) ；目前上汽開(kāi)發(fā)的 600MW 等級(jí)超超 空冷機(jī)組采用三缸 四排汽 機(jī)型 ，采用 高中壓缸合缸。 (II) 東方汽輪機(jī)廠 東方汽輪機(jī) 廠 于 2022 年引進(jìn)日立超 （超） 臨界 600MW 關(guān)鍵技術(shù)，后來(lái)又將范圍擴(kuò)展到 1000MW 等級(jí)超 超 臨界機(jī)組，開(kāi)始合作設(shè)計(jì)、合作生產(chǎn)超臨界機(jī)組。東汽超 超 臨界機(jī)組通流設(shè)計(jì)全面采用原 300MW 及引進(jìn) 600、 1000MW 級(jí)機(jī)組先進(jìn)的通流技術(shù)和結(jié)構(gòu)技術(shù)， 自主研發(fā)了從 600~1000MW 超 超臨界汽輪機(jī)已有從濕冷到空冷，發(fā)電到供熱的 多種 機(jī)型。 東方汽輪機(jī)廠 百萬(wàn) 機(jī)組是 通過(guò)鄒縣 21000MW 超超臨界項(xiàng)目的技術(shù)轉(zhuǎn)讓及合作設(shè)計(jì)制造，引進(jìn)了日本日立公司的超超臨界汽輪機(jī)技術(shù)。在鄒縣項(xiàng)目上其與日立公司的合作方式為： ? 由東汽簽定主機(jī)合同及負(fù)責(zé)設(shè)備的總成。 ? 汽輪機(jī)的系統(tǒng)、性能設(shè)計(jì)由東汽與其技術(shù)支持方 (日立 )聯(lián)合進(jìn)行，性能保證由日立對(duì)買方負(fù)責(zé)。日立作為東汽從投標(biāo)到設(shè)計(jì)、制造乃至調(diào)試的技術(shù)支持ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 024 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 方。 ? 汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)及其 DEH 控制系統(tǒng)由日立負(fù)責(zé)，日立保證汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的正確性。 ? 日立同意按照雙方達(dá)成的技術(shù)合作合同向東汽轉(zhuǎn)讓其與本項(xiàng)目超超臨界有關(guān)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。 ? 對(duì)于關(guān)鍵零部件，尤其前二臺(tái)的通流部件，將由日立制造，其后逐步成為東汽的供貨范圍。 ? 為保證東汽供貨范圍中關(guān)鍵零部件的質(zhì)量，在這些部件制造期間，日立將進(jìn)行監(jiān)造。 東方汽輪機(jī) 1000MW 超超臨界 的技術(shù)特點(diǎn)如下： a) 總體結(jié)構(gòu)布置采用四缸、四排汽、單軸、雙背壓方案。 b) 單流高壓缸呈反向布置 (頭對(duì)中壓缸 )，由一個(gè)雙流調(diào)節(jié)級(jí)與 8 個(gè)單流壓力級(jí)組成。 c) 配汽方式采用閥門管理方式，兼具節(jié)流、噴嘴兩種配汽功能，能在任何工況下實(shí)現(xiàn)無(wú)擾切換。 d) 對(duì)高溫部件作特殊設(shè)計(jì)：在結(jié)構(gòu)上采取有效對(duì)策，高壓主汽管壁上開(kāi)有小 孔，引入冷卻蒸汽對(duì) CrMoV 鍛鋼制成的高壓外缸進(jìn)行冷卻。中壓缸進(jìn)汽部分除了有類似的高壓缸的冷卻結(jié)構(gòu)外，還設(shè)置專門的管道用冷卻蒸汽去冷卻雙流型中壓轉(zhuǎn)子溫度最高的中間部位。對(duì)高中壓轉(zhuǎn)子的軸頸部位用 CrMo 鋼進(jìn)行表面堆焊，防止被軸承表面磨損。調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴采用新的斜面型線 (SPE 葉型 )和表面噴涂CrC 化合物；中壓第一級(jí)靜葉表面噴涂 CrC 化合物和擴(kuò)大動(dòng)靜間隙，加強(qiáng)防固體顆粒侵蝕 (SPE)的能力。 e) 采用多項(xiàng)先進(jìn)通流技術(shù)，保證較高經(jīng)濟(jì)性：針對(duì)不同部位的通流部分，采用了多項(xiàng)有效的先進(jìn)通流技術(shù)，以提高通流內(nèi)效率，如平 衡層流葉柵、 AVNS及 AVNL 靜葉成型技術(shù)等等。 f) 每個(gè)汽缸之間設(shè)兩個(gè)軸承。 g) 采用高壓缸啟動(dòng)方式 或中壓 缸啟動(dòng)。 ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 025 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 圖 –2 東方汽輪機(jī)廠 1000MW 等級(jí)汽輪機(jī) 東方汽輪機(jī) 660MW 超超臨界 的技術(shù)特點(diǎn)如下： 采用一個(gè) 高中壓缸和兩個(gè)雙流低壓缸串聯(lián)， 高中壓合缸結(jié)構(gòu)緊湊、軸封漏汽少、軸承少 、上半缸貓爪中 分面支 承、下半缸貓爪橫 鍵軸向推 拉 軸承座并作橫向膨脹導(dǎo)向，汽缸穩(wěn)定性高、對(duì)中性好、啟停 靈活 ；錐 筒形外鋼， 中分面法蘭等高設(shè)計(jì)；低壓缸采用三層 結(jié)構(gòu) ，共2 7 級(jí)雙流 ；其他系統(tǒng) 同 百萬(wàn)機(jī) 。 圖 –3 東方汽輪機(jī)廠 660MW 等級(jí)汽輪機(jī) (III) 哈爾濱汽輪機(jī)廠 為配合華能沁北國(guó)內(nèi)首臺(tái) 600 超臨界機(jī)組的設(shè)計(jì)和制造，該廠于 2022 年與三菱公司合作，引進(jìn)超臨界 600MW 技術(shù)制造技術(shù)。高中壓缸積木塊、高中壓閥ECEPDI 超超臨界機(jī)組主機(jī)設(shè)備 選型 研究 版號(hào) ： 0 第 026 頁(yè) 2022 年 11 月 本文件的知識(shí)產(chǎn)權(quán)為華東電力設(shè)計(jì)院所有，任何單位或 個(gè)人未經(jīng)許可不得復(fù)制和使用，違者將被追究法律責(zé)任 門、末級(jí)葉片及動(dòng)葉片采用三菱公司的技術(shù)。 哈爾濱汽輪機(jī)廠通過(guò)泰州 21000MW 超超臨界項(xiàng)目的技術(shù)轉(zhuǎn)讓及合作設(shè)計(jì)制造，引進(jìn)了日本東芝公司的超超臨界汽輪機(jī)技術(shù)。在泰州項(xiàng)目上其與東芝公司的合作方式為： ? 由哈汽簽定主機(jī)合同及負(fù)責(zé)設(shè)備的總成。 ? 汽輪機(jī)的系統(tǒng)、性能設(shè)計(jì)由哈汽與其技術(shù)支持方 (東芝 )聯(lián)合進(jìn)行，東芝對(duì)買方進(jìn)行性能和質(zhì)量保證。東芝作為哈汽從投標(biāo)到設(shè)計(jì)、制造乃至調(diào)試的技術(shù)支持方。 ? 汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)及其 DEH 控制系統(tǒng)由東芝負(fù)責(zé)，東芝保證汽輪機(jī)設(shè)計(jì)的正確性。 ? 東芝同意按照雙方達(dá)成的技術(shù)合作合同向哈汽轉(zhuǎn)讓其與本項(xiàng)目超超臨界有關(guān)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。 ? 對(duì)于關(guān)鍵零部件將首先由東芝制造，其后逐步成為哈汽的供貨范圍。 ? 為保證哈汽供貨范圍中關(guān)鍵零部件的質(zhì)量，在這些部件制造期間，東芝將進(jìn)行監(jiān)造。 哈爾濱汽輪機(jī) 1000MW 超超臨界 的技術(shù)主要特點(diǎn) 如下： 總體結(jié)構(gòu)布置采用四缸、四排汽、單軸、雙背壓方案。 a) 采用噴嘴調(diào)節(jié)方式。 b) 高壓缸為單流式，采用雙層缸結(jié)構(gòu)，高壓調(diào)節(jié)級(jí)為雙流。 c) 中壓缸為雙流、雙層缸結(jié)構(gòu)，中壓轉(zhuǎn)子由高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)后漏汽進(jìn)行冷卻。 d) 所有轉(zhuǎn)子均為整鍛無(wú)中心孔的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子之間采用剛性聯(lián)軸器相互連接。每個(gè)轉(zhuǎn)子配有獨(dú)立的雙軸承支撐。 e) 采用迷宮汽封、自帶圍帶葉片、疏水靜葉、超大 48 英寸末級(jí)鋼葉片來(lái)提高機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 f) 每個(gè)汽缸之