超超临界及西门子核电1000MW介绍

日本电厂超 超临界业绩
1990年后压力 不大于25MPa 温度已达到 600/600，三菱、 东芝、西门子达 到600/610 700MW以下 单轴 900MW以上， 50HZ,全为双轴
31/566/566/566 31/566/566/566 24.1/538/593 24.1/566/593 24.1/566/593 24.5/566/593 24.5/600/600 24.5/600/600 24.1/566/593 24.1/593/593 24.1/566/593 25/600/610 24.1/593/593 *25/600/610 25/600/610 25/600/600 24.1/566/593 24.1/593/593 24.5/600/600 *24.5/600/600 24.5/595/595
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超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
我国超超临界汽轮机发展的背景
(1)世界第一次大规模发展—美国-1959开始
*
美国西屋,GE发展以超超临界参数起步
* 1959年西屋310MW,34.5/649/566/566,至今仍在运行 * 1959年GE公司125MW,31/621/566/538，1975年停运
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超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
介绍内容


我国发展超超临界汽轮机的背景
唯一同时实现三大技术突破的“HMN”机型 独特的结构、独特的技术、独特的性能优势

STC-西门子超超临界1000MW汽轮机合作状况
半速百万千瓦核电汽轮机发展概况

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超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
铁素体高温材料的成功应用-新一轮发展的基础
德国全面的高效燃煤电厂的设计理念 同时实现超超临界三大技术突破的西门子“HMN‖机型 上海汽轮机有限公司
超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
(3)超超临界-中国火电的主要发展方向
超临界是物理概念22.13MPa(374.15 C) 超超临界是（90° 年代提出）工程产品商业性的概念 1993年-日本最早提出压力24.2MPa，温度 593°C. 丹麦认为压力 27.5MPa.
超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
超超临界及核电 百万千瓦汽轮机技术介绍
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介绍内容


我国发展超超临界汽轮机的背景
唯一同时实现三大技术突破的“HMN”机型 独特的结构、独特的技术、独特的性能优势

STC-西门子超超临界1000MW汽轮机合作状况
抽汽 14-300MW
2 -Nuclear 310MW 400 130-Sub-critical 300MW
300 200 100 0
29- 300MW 260-125-150MW 144 -50MW 93-25MW 283-6MW
1955 1958 1967 1969 1974 1987 1991 1998 2000 2002 2004
全部50Hz 全 部 单 轴 全速,压力逐 渐升高
KW SCHWARZE PUMPE 2
ELSAM
NORDIYLLANDVA BOXBERG BLOCK Q Lippendorf S Lippendorf ISOGO NIEDERAUSSEM BEXBACH,II 外高桥II期，#1 外高桥II期，#2 玉环#1，#2，#3，#4 外高桥III期，#1，#2 R
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唯一同时实现超超临界三大技术突破的机型
欧洲电厂超超临界业绩(西门子为主)
电厂 KW SCHWARZE PUMPE 1 GERMANY(KWU) GERMANY(KWU) MW 874 874 415 414 910 933 933 600 1025 750 980 980 1000 1000 投运 1997 1997 1998 1998 1999 1999 1999 2002 2002 2002 2003 2004 2007 2007 压力 25.2 25.2 29 28.5 25.8 26. 26. 25.1 26.5 25 25 25 26.25 27.0 温度 542/562 542/562 582/580/580 580/580/580 541/578 550/5582 550/5582 600/610 576/600 575/595 538/566 538/566 600/600 600/600
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高效洁净燃煤电厂的设计理念
热效率提高值
烟气余热回收 循环优化 0.9% 1.1% 回收60-80-MWe 给水温度提高58°等
超超临界参数
优化汽轮机 超低背压 减少辅助耗功
1.3%
1.7% 1.4% 1.3%
压力提高10MPa,温度提高 50°C
3D叶片等 5kPa到2.89/3.55kPa 厂用电6.3%下降到4.6%
―HMN‖型总体配置方案
单轴-最大1200MW30MPa/600/620-四缸四排 汽或五缸六排汽
特别适应百万千瓦单轴、超超临界的独特 结构风格-材料、单轴、发电机容量、高参 数结构四方面均处于世界领先地位 西门子机型是目前世界上唯一有50HZ单轴超 超临界1000MW运行业绩的公司（6台）
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超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
CO2排放费对燃煤发电成本分解举例（投资成本除外）
项目 运行-维护 燃料 税费 CO2排放费
不计排放的成本总计
限制
0.07 0.139
0.023 0.122
0.232
计入排放的成本 0.354 CO2通过排放费控制,按15欧元/吨计算，基本与燃料成本相 当。1000MW机组,按5500小时负荷率,热效率提高1%(热耗下降 约2.3%),每年减少CO2排放12万吨. 上海汽轮机有限公司
（1）所有环节，所有可采用的先进技术提高效率。 除超超临界参数外，包括热电联供、烟气余热利用、循环 过程、厂用电率、更大的冷端投入。 * 德国所有发电机组热电联供的规定 * 京都议定书及CO2排放费的杠杆导向作用 （2）排放污染的严格控制审批，脱硫、脱硝、除尘装备与 主机必须匹配 （3）欧盟‘700°C计划’开始实施，2013建成 37.5MPa/700°的两次再热样板机组，热耗比目前超临界再 降低11%、热效率提高5%左右。
超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
单流高压缸-H30
圆筒型外缸无水平中分面， 最高设计压力30MPa/600°C 两个主调门直接与汽缸相连 全周进汽+补汽阀实现定-滑定运行模式
双流中压缸-M30
切向涡流冷却,最高设计温度620°C
两个中调门直接与汽缸相连，1个排汽口 中低压分缸压力低（0.5MPa左右),外缸 温度小于300度 上海汽轮机有限公司
唯一同时实现超超临界三大技术突破的机型
参数 MW 700 700 700 600 500 1000 1000 1000 700 1000 700 1050 700 1050 600 700 1000 700 1000 600 900 周波 60 60 60 50 60 50 60 50 60 60 60 60 60 60 50 50 60 60 50 50 60 转子 单 单 单 单 单 双 双 双 单 双 单 双 单 双 单 单 单 单 双 单 双 公司（机/炉） 东芝/三菱 东芝/三菱 三菱/IHI 日立/IHI 三菱/日立 东芝/三菱 三菱/三菱 日立/日立 日立/IHI 三菱/日立 东芝/日立 东芝,GE/IHI 东芝/三菱 三菱/日立 福士/IHI 日立/IHI 东芝/IHI 东芝/三菱 日立/日立 三菱/三菱 三菱/三菱 电厂 川越#1 川越#2 碧南#3 能代#2 七尾太田#1 原町#1 三隅#1 原町#2 七尾太田#2 松蒲#2 四国电力 橘湾#1 敦贺#2 橘湾#2 玑子#1 占东厚真#4 碧南#4 苓北#2 常陆那珂#1 広野#5 舞鹤#1 日期 1989/9 1990/6 1993/4 1994/12 1995/3 1997/7 1998/6 1998/7 1998/7 1999/7 2000/7 2000/7 2000/10 2001/1 2002/3 2002/6 2002/11 2003/7 2003/12 2004/7 2004/8
1995年 STW 与 美国西屋公司成立 合资公司--上海汽 轮机有限公司 1999年转为西 门子合资公司
Siemens
Siemens 32% shares
STW 68%股份、西门子 32%股份
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西门子KWU 产品体系 联合开发
西门子西屋 产品体系 联合开发
0.13-0.15%/1MPa; 0.25-0.3%/主汽温度10 度; 0.15-0.2%/再热温度10度
7.7% 总计 参数提高热耗的相对得益:
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——中国唯一的大型汽轮机制造合资公司
1953 为我国第一家电站汽轮机的生产厂家 ～ 。
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特大型低压缸N30特点
内缸落地，内缸有推拉装置 单连通管，外缸与凝汽器刚 性连接 进汽温度低于300度 无中心孔转子，配有三种排 汽面积的长叶片977mm/ 1146mm/1430mm（钛合金）
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* *
80-90年美国大规模的改造和优化，解决可靠性问题
参数回到超临界（温度小于566度，压力25MPa以下）
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百度文库
超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
(2)世界超临界第二次大规模发展-1993年后德国及日本
新一轮超临界技术发展的动力
▲ 燃料资源结构：煤远超过气、油 ▲ 欧美环保政策、德国洁净燃煤及关闭核电能源政策 ▲ 京都议定书；减少CO2排放的经济杠杆 ▲ 目前唯一达到产业化要求的高效洁净燃煤技术
STC自主开发
现代先进汽轮机开发技术平台
2003-2013引进超超临界 西门子产品设计技术 1995-2005引进全套西门子西屋 火电及核电技术
西门子 西门子 超超临界 产品 积木块 设计 HMN 技术 系列 （COE） 上海汽轮机有限公司
网络 管理 的热力 设计 系统
41种 整圈 NASTRAN 积木块 自锁 PATRAN 及通流 长叶片 有限元 部分自动 （I L B） 结构 优化设计 设计开发 设计 系统 系统 系统
超超临界及核电百万千瓦汽轮机技术介绍
产品发展
1000 900 800 700 600 500
MW
6- 台超超临界 1000MW 2台超临界 900MW 50台超临界 - 600MW,10台超临界-660MW
西门子技术
西门子西 屋-STC技术
空冷 20-300MW,26-600MW
Sub-critical 29-600MW
1998年-两台29MPa两次再热
西门子认为采用“600 °C材料”的机组来区 1997年-分。
我国电力百科全书认为压力 27MPa. 2003年“863‖―超超临界燃煤发电技术”课题设定为压 力 25MPa，温度 580 °C。
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国外全面高效洁净燃煤电厂的设计理念
半速百万千瓦核电汽轮机发展概况

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中国高效洁净燃煤发电技术的发展
2002年8月开始国家科技部“十五”国家科技攻关计 划项目（863）“超超临界燃煤发电技术”
2003年 8月的子课题“超超临界发电技术选型研究” 推荐超超临界发电技术将是我国今后火电的主要发展方 向。 2003年11月上海汽轮机有限公司与华能签定“863项 目”的依托工程，我国第一个超超临界华能玉环 4X1000MW汽轮机合同。
唯一同时实现超超临界三大技术突破的机型
西门子“ HMN‖ 机型同时在超超临界汽轮机发展 的三大技术领域处于明显的领先地位 （1）600°C高温参数（材料、结构及产品应用）
（2）单轴、百万千瓦容量 (独特优势之一) （3）适应更高压力的独特结构型式 (独特优势之二)
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