超超临界火电机组四大管道选材分析.pdf

Vo1．24．No．10
第24卷第l0期电力科学与工程’
200873
2008年l2月ElectricPowerScienceandEngineeringDec．．

超超临界火电机组四大管道选材分析

武秀峰

(国电电力大连庄河电厂，辽宁火连116431)

摘要：超超临界600Mw及1000MW等级火电机组近年在我国迅速发展，结合国内外参数相近火电机组
四大管道材料的选择，介绍新材料的性能及应用状况，综合考虑电厂投资、运行、安全等诸多方面因素，
说明选材的相关内容，供相似工程参考。

关键词：超超临界；四大管道；新材料

中图分类号：TK22文献标识码：A

常规超临界参数的基础上压力和温度再提升一个档
0引言次，也就是工作压力超过24．2MPa或者主蒸汽(或
再热蒸汽)温度超过566℃，都属于超超临界机组
随着我国经济的稳定、快速发展，能源需求不断的范畴。超超临界机组也称为高效超临界机组(High
增加，同时环保要求也不断提高。发展大容量高参EficiencySupercritica1)。
数机组，特别是超超临界机组将是我国火力发电提目前国外超超临界机组参数为初压力24．1～31
高发电效率、节约一次能源、改善环境、降低发电成MPa、主蒸汽／再热蒸汽温度580~600℃／58O～610
本的必然趋势。而这一发展与大量新型耐热合金钢℃。国内正在建设的超超临界机组参数为初压力
材的开发与应用是分不开的。可以说，电力技术的25~26．5MPa、主蒸汽／再热蒸汽温度600℃／600℃。
发展在很大程度上取决于材料技术的发展。1．2四大管道
本文针对国内外超超临界机组四大管道材料的四大管道指主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道(热
选择进行分析，为超超临界火电机组四大管道选材段)、低温再热蒸汽管道(冷段)和高压给水管道。
提供参考。
2选材原则
1相关定义
目前国际上超超临界1000MW等级大容量
1．1超超临界机组机组的主蒸汽管道、高温再热蒸汽管道、高压给水管
对于火力发电机组，当机组作功介质蒸汽的工道大多采用双列式，管道管径的单列容量仅500
作压力大于水的临界状态点压力(P=22．115MPa)MW、小于单列的600MW机组，而低温再热蒸汽
时，称之为超临界机组。目前常规的超临界机组蒸管道又采用焊接钢管。因此，四大管道的管径并不
汽参数一般为24．2MPa／538℃／566℃或24．2会对发展1000MW等级超超临界机组构成影响。
MPa／566℃／566℃。四大管道材料的选择主要还是取决于蒸汽参
所谓超超临界机组(UltraSupercritica1)是相数。华能玉环电厂工程为国内第一个开始建设的超
对于常规超临界机组的蒸汽参数而言的。我国电力超临界机组，额定出力为1000Mw，机组参数为
百科全书中称，通常把蒸汽压力高于27MPa的超26．25MPa／600℃／600℃，四大管道的设计参数、
临界机组称为超超临界机组。国际上普遍认为，在介质流量等详见表1。

收稿日期：2008-05-17．
作者简介：武秀峰(1972一)，男，国电电力大连庄河电厂工程建设部主任助理
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表1四大管道设计参数表预热器出口的排烟温度很难做到低于120℃，因此
尽管超超临界机组的蒸汽参数提高得较多，给水温
度仍将维持在300℃左右，而目前建设的超超临界
机组给水管道压力只是略高600MW超临界机组。
所以，目前国内外高压给水管道普遍采用的15NiC—
uMoNb5无缝钢管仍然适用，不涉及新材料的应用。
鉴于上述原因，本文将着重结合高温材料的发
展历程及现状，对超超临界机组的主蒸汽管道和高
温再热蒸汽管道材料的选择进行论述分析。

3耐高温钢材的发展
2．1主蒸汽和高温再热蒸汽管道
对于大容量超超临界机组的主蒸汽和高温再热3．1珠光体钢
蒸汽管道，将比常规超临界机组面临更高压力和更20世纪50年代，电站锅炉钢管大多采用珠光
高温度的考验。首先，管道材料的高温蠕变强度必体低合金耐热钢，其含Cr不大于3％，含Mo不大
须满足由于管道热膨胀而引起的热应力的要求。一于1％，其典型钢种及使用温度如下：
般来说，适合于作为高温蒸汽管道的材料，其在工作l2Cr1MoV，≤580℃
温度下的10h蠕变应力值应达到90-100MPa。l0CrMo910，≤580℃
同时，还要求管道材料的热膨胀系数比较小且导热A335P22，≤580℃
率较大，从而能够降低管道内的热应力水平。对于当蒸汽温度超过580℃，则使用奥氏体耐热不
以上要求，同时考虑到运行可靠性和经济因素，使主锈钢TP304，TP347等。奥氏体不锈钢虽然高温蠕
蒸汽和高温再热蒸汽管道材料的选择范围很小。变强度较大，允许使用的温度也较高，但是相对于马
2．2低温再热蒸汽管道氏