我国研发700摄氏度超超临界发电技术与国外同步

近年来，我国经济持续高速增长，但由于产业结构不合理、增长方式单一，取得巨大经济成就的同时，也出现了资源浪费、能源利用效率低下、环境污染严重等社会问题。不时笼罩大中城市的雾霾让人们对环境污染有了切肤之痛。目前，国家已经将节能减排、环境治理列为经济、社会可持续发展的重要内容。在此情形下，整个社会对资源利用及环保问题集中的电力行业提出了更高的发展要求。

目前，世界上最先进的超超临界发电机组的主蒸汽温度已经达到600摄氏度，发电效率达到46%，如果将主蒸汽温度进一步提高到700摄氏度以上，那么发电效率将接近甚至超过50%，这种技术就是电力行业广泛关注的700摄氏度超超临界发电技术。

温度再提升100摄氏度需要相关技术支持

相对主蒸汽温度600摄氏度的超超临界燃煤发电技术，尽管只有100摄氏度的温度提升，主蒸汽温度700摄氏度的先进超超临界燃煤发电技术却需要巨大的技术跨越。随着主蒸汽温度超过700摄氏度，现有机组广泛使用的铁素体、马氏体以及奥氏体等耐热不锈钢材料将不能满足过热器、再热器等部件对材料使用性能的要求，这些部件必须大量使用强度更高、蠕变特性更好的镍基高温合金。虽然镍基合金在航空、航天、石化等行业的应用已有数十年，但由于服役条件不同、尺寸差异大等原因，将其应用到700摄氏度发电技术领域并不是一个简单的技术转移和扩大应用范围的问题，必须针对700摄氏度电站研制成本可控、易于加工并能够在电站服役条件下实现长周期安全稳定运行的新型镍基高温材料，并建立与之相匹配的整套制造技术体系。

具体而言，为建设700摄氏度超超临界燃煤电站，需要解决４个关键技术问题。

一是高温材料研制及筛选。二是锅炉、汽机等关键高温部件以及镍基高温阀门的加工制造工艺及焊接工艺等。三是关键高温部件的长周期实炉挂片试验。四是700摄氏度超超临界示范电站的设计、建设及运行技术。其中，高温部件的长周期实炉挂片试验是700摄氏度机组建设前最后、也是最关键的一项研究工作。

欧美日争先恐后发展700摄氏度发电技术

600摄氏度超超临界发电技术基本成熟以来，世界各国一直在积极发展更高参数、更大容量火力发电技术。

欧洲于1998年启动“AD700”先进超超临界发电计划，其目标是建立35兆帕、700摄氏度或35兆帕、720摄氏度等级的示范机组，使机组效率达到50%以上。欧洲项目研究的核心材料为“Alloy617”，属于固溶强化镍基合金。经过十余年的不懈努力，欧洲基于“Alloy617”等建立了一套较为完备的700摄氏度电站高温镍基合金制造技术体系，完成了700摄氏度机组的可行性研究、风险和经济性评估等。但遗憾的是，在进行长周期实炉挂片试验时，试验集箱、喷水减温器等管道的焊接接口处发现裂纹。这导致欧洲建设700摄氏度示范机组的计划被迫整体向后推迟3年。迄今为止，没有公开文献或信息表明上述问题已经完全得到解决。目前，由于缺乏经费支持，欧洲已经取消了后续挂片试验平台的建设计划，700摄氏度研制计划暂时搁置。

美国先进的超超临界压力发电项目（A—USC）的目标是将主蒸汽参数提高到35兆帕、760摄氏度。该项目计划5年内建设一套规模较大的高温材料挂片试验平台，7年内完成实炉挂片试件。项目选择“Inconel740H”为核心材料，“Haynes282”等为辅助验证材料。这两种材料都属于时效强化镍基合金，迄今尚未进行过任何实炉试验。考虑到美国迄今没有600摄氏度及以上等级超超临界机组投运，加之面临着研制经费削减、预算不足的问题，其能否如期推动相关研究计划受到质疑。

日本于2008年8月正式启动 “先进的超超临界压力发电”项目的研究，目标是最终使蒸汽温度达到700摄氏度以上，净热效率达到46%~48％。按计划，日本将于2015年开始部件的实炉挂片试验。整个项目预计于2016年底完成。此外，印度在2013年也提出了700摄氏度技术发展　 规划，目前项目尚未实质开展。