700℃超超临界机组用Alloy 617 mod时效析出相

研究了Alloy617mod在750℃下时效3000h过程的析出相种类及其对室温硬度和冲击性能的影响。Alloy617mod时效后析出M23C6碳化物和γ′相。随时效时间延长，晶内、晶界析出物数量增多，晶界碳化物尺寸和分布无明显变化。经300h时效后，M23C6和γ′相产生析出强化，提高了合金硬度。晶界碳化物导致界面结合强度降低，晶界成为裂纹的发源地，引起冲击吸收能量降低。时效过程γ′相与基体相保持共格关系，产生共格应力，有利于硬度提高；同时γ′相析出强化使晶界附近难以协调塑性变形，易导致开裂，也引起冲击吸收能量降低。时效300-3000h过程的时效态Alloy617mod硬度和冲击吸收能量分别为207-214HB和75～83J，具有良好的稳定性。

700℃超超临界燃煤发电技术研究现状

700℃超超临界燃煤发电技术(700℃技术)能够大幅提高机组的发电效率,实现节能减排及温室气体的控制排放,具有十分重要的战略意义。本文提出并分析了发展700℃技术需要解决的关键问题,包括高温合金材料研制、锅炉和汽轮机关键高温部件的加工制造、高温阀门制造、高温材料及关键部件的实炉验证、700℃超超临界示范电站的设计、建造及运行等。目前,国内700℃技术的研发正在按照计划稳步进行,在镍基高温材料研制、关键部件的生产制造、主机方案研究、关键部件验证试验平台的建设等方面均已取得阶段性进展,通过研发掌握700℃技术,将大大推动我国的材料工业、电力工业及装备制造工业的发展。

700℃超超临界火电机组用高温材料研究进展

综述了当前世界各国重点研究的700℃超超临界火力发电机组锅炉用水冷壁、过(再)热器、主蒸汽管道及高温出口集箱用高温材料的显微组织、性能现状及研究进展。对于水冷壁可选用HCM12钢和Inconel 617合金作为其高温段备选材料;Inconel 740合金改良后制得的Inconel740H合金因具有优良的持久蠕变强度和焊接性能,应是高温过(再)热器、主蒸汽管道及高温出口集箱的主要备选材料。今后的研究应通过实践进一步验证上述材料的高温持久强度及蠕变强度,并探索合理的热加工工艺,提高其热加工性能和焊接性能,降低材料的成本。

700℃先进超超临界机组末级过热器用新型镍铁基高温合金的组织与性能

研究了700℃先进超超临界(A-USC)机组末级过热器用新型镍铁基HT700T高温合金的组织和性能。结果表明:HT700T合金为析出强化型合金,在750℃的组织稳定性较好;合金在750℃时的屈服强度为598 MPa,且热暴露3000 h后其屈服强度仍约为400 MPa;合金在750℃/105h的持久强度为103 MPa;在750℃热暴露104h后,室温冲击功为50 J·cm-2,较热暴露前的略有下降;合金的750℃抗蒸汽氧化性能达到完全抗氧化级,在750℃/2×105h模拟烟灰/烟气条件下的金属腐蚀深度约为0.2 mm;HT700T合金的综合性能基本满足700℃A-USC机组末级过热器的服役性能要求,其工业试制锅炉管已在试验平台上正常运行超过15000 h。

700℃先进超超临界机组过/再热器材料C-HRA-1合金组织稳定性研究

研制了可工业化规模生产的700℃先进超超临界机组过/再热器用C-HRA-1镍基合金管材。采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析手段,结合热力学计算,研究了C-HRA-1合金在750℃和800℃长期时效处理过程中的组织稳定性。结果表明:C-HRA-1合金管材经固溶处理后冷轧态发生完全再结晶,没有明显析出相;经800℃/12h/AC时效硬化处理后,基体上弥散分布着细小球状的γ′相,且基体中析出少量粒状MC,晶界和孪晶界析出断链状M23C6,M23C6在800℃长期时效处理中逐渐向基体溶解;750℃和800℃长期时效处理过程中,γ′相逐渐粗化并由球形趋向立方状,与时效时间相比,时效温度对γ′相粗化的影响更为显著;750℃和800℃长期时效处理过程中没有发现有害相析出,说明C-HRA-1合金管材在750℃和800℃下具有良好的组织稳定性。

超超临界700℃火电机组热力系统的㶲分析

基于分析法与矩阵结构分布理论,结合AD700技术的研究成果,对700℃、1 000 MW超超临界火电机组进行分析,揭示系统各部件损失的分布、大小与成因,并针对其进行优化改进,为新型超超临界机组参数的优化与节能挖掘潜力提供参考。

700℃燃煤发电机组多层结构主蒸汽管道及其壁温计算

主/再热蒸汽管道制造技术是700℃火力发电机组的关键技术之一。为了降低蒸汽管道的制造成本,根据耐热与耐压分开的原则,提出了多层结构蒸汽管道方案,即内层管道耐热,但是不让其承受太大的压力;而外层管道承压,但是不让其温度太高。这样,内外层管道的制作材料选择上有了很大的灵活性,成本大大降低。依据具体的结构和隔热介质不同,蒸汽管道又可以分成空气隔热、蒸汽隔热和蒸汽冷却3种型式。建立了蒸汽冷却方式的传热计算模型并对冷却蒸汽温度、外管道的温度进行了计算。计算结果表明:在管内蒸汽为700℃、冷却蒸汽为400℃且管长为10 m时,外层承压管道的温度不超过415℃。

700℃超超临界一次再热П型锅炉水动力特性及壁温分布规律研究

为了掌握700℃超超临界机组锅炉水动力特性和壁温分布规律,以某600MW,35MPa/700℃/720℃超超临界一次再热П型锅炉为例,采用通用水动力计算方法对700℃超超临界机组锅炉的水动力特性和壁温分布规律进行了数值计算和分析。结果表明,随着高度的增加,水冷壁管内工质温度基本呈线性增加,管壁壁温也随之升高,换热温差沿程变化不大,大比热容区流体换热性能良好,有效地抑制了高热负荷区域壁温的峰值。螺旋管圈水冷壁能够有效地控制700℃超超临界机组锅炉水冷壁的壁温偏差。但是,由于700℃锅炉工作参数的提升,水冷壁出口壁温仍然高达520℃左右,这对锅炉水冷壁材料和锅炉的实际运行均提出了更高的要求。

700℃超超临界机组锅炉候选材料异种焊接头服役组织研究

对700℃超超临界燃煤发电机组关键部件验证试验平台运行1万h的TG700A和HT700T的锅炉合金管异种焊接头进行取样品分析,研究了服役态焊接接头微观组织和硬度的演化。结果表明:服役后,焊缝中富Mo、Ti元素的一次碳化物稳定存在于枝晶间,熔合线两侧合金元素未发生明显的互扩散;焊接热影响区晶界碳化物发生轻微粗化,且硬度与母材相当;内壁蒸汽氧化层以氧化铬为主,热影响区与母材氧化层形貌均无差别,平均厚度约为7μm,在服役工况下属于完全抗氧化级;经过1万h服役后焊接接头的组织稳定性良好。

700℃超超临界机组四大管道选材分析及设计优化

我国的能源特点决定在今后相当长一段时间内,煤电仍是我国电力供应主力,研发700℃超超临界机组是燃煤高效低碳发电技术未来发展的方向之一,然而机组参数的提高离不开材料革新。对700℃超超临界机组四大管道候选材料进行分析,提出了GH 984G合金、Nimonic 263合金、Haynes 282合金和Inconel 740 H合金材料可作为主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道的候选材料。同时为降低机组建设成本、提高机组综合经济性,对主厂房布置、主蒸汽和高温再热蒸汽管道规格进行了优化,提出了四大管道规格和主厂房布置形式的建议。

700℃超超临界机组用镍基合金转子锻件制造过程中常见问题解析

介绍了700℃超超临界机组汽轮机用大型镍基合金锻件制造过程中的常见问题,分析了冶炼、锻造及热处理工艺过程中的技术难点,以期获得高质量的镍基合金锻件产品。

ECS-700控制系统在超超临界机组中的应用

介绍了首次采用DCS(分散控制系统)与DEH(汽轮机数字电液控制系统)一体化设计的ECS-700控制系统基本架构,对其软硬件性能作了测试与分析,对系统在超超临界机组中的实际应用情况和可靠性设计作了论述,并提出了相关的可优化项目。对中控ECS-700控制系统的性能测试与实际应用表明,其在主要性能以及主要应用功能方面已基本满足电力行业标准的要求,可为采用同类型分散控制系统的电站调试、运行与维护提供参考。

700℃汽轮机转子用耐热合金的研究进展

700℃超超临界电站用高中压转子是汽轮机中的核心部件,高中压汽轮机转子材料的选择是当前的研究热点。新型铁素体系和奥氏体系耐热钢的研发促进了600℃超超临界火力发电机组的建设,而铁素体系和奥氏体系耐热钢已经不适用于700℃超超临界电站中高温部件的制造,必须考虑采用镍基耐热合金。文章着重分析了700℃超超临界汽轮机转子用耐热合金的技术特点,介绍了欧洲、美国和日本在700℃超超临界汽轮机转子耐热合金的研发和工业制造方面所取得的最新进展,讨论了中国700℃超超临界汽轮机转子耐热合金的发展趋势。

700℃超超临界燃煤发电机组系统设计研发现状

对国外700℃先进超超临界燃煤发电机组系统设计的研发现状进行了分析和综述。介绍了3种先进的汽水循环系统以及电站及组件的优化设计方案。同时提出了可以进一步开展的研究内容,旨在推动我国700℃先进超超临界燃煤发电技术的研究工作。