技術領域

本發明屬于火力發電領域，涉及一種高參數超超臨界汽輪發電機組。

背景技術

隨著社會發展，人類對環境保護的要求越來越嚴格，對清潔高效燃煤機組的需要越來越強烈。為此，世界各大燃煤發電設備尤其是汽輪機制造廠家加快高效汽輪機技術的研究與應用。提高汽輪機效率最有效的手段之一就是提高汽輪機蒸汽參數，因此汽輪機也由亞臨界(蒸汽溫度538℃)、超臨界（蒸汽溫度566℃）發展到了超超臨界（蒸汽溫度600℃）。

近年來世界各大電力設備制造廠家紛紛開展了高參數超超臨界汽輪機的研究，即將蒸汽參數在600℃基礎上進一步提高，已達到燃煤機組效率突破50%的目標。為此歐洲開展了“AD700”計劃、日本開展了A-USC研發計劃、我國也建立了700℃研發聯盟。目的是研發蒸汽參數為35MPa/700℃/720℃的高效一次再熱機組或參數為35MPa/700℃/720℃/720℃的高效二次再熱機組。

此類機組最主要特征在于汽輪機蒸汽溫度超過650℃，達到700℃等級，甚至有可能超過750℃等級，在此溫度下汽輪機高溫部件將不能采用鐵基材料，取而代之的是鎳基耐高溫材料。鎳基材料已經在高溫燃機、航空發動機中廣泛應用，但其要廣泛應用于大功率燃煤發電機組主要存在以下困難：

1）????鎳基鑄件或鍛件大型化

大功率燃煤機組汽輪機鑄件或鍛件一般達到或超過20噸，幾何尺寸也較大，這導致鎳基鑄件和鍛件毛坯在工藝上難以實現，而高溫長時性能難以滿足設計要求。為此，各大汽輪機制造廠家紛紛展開研究，提出了各種設計方案，主要設計思想是采用異種材料焊接技術，將鎳基鑄鍛件與鐵基鑄鍛件焊接為一體。

基體完全不同的兩種材料如何焊接，如何保證焊接性能成為難以攻克的世界難題，異種材料焊接也將導致機組成本上升，因焊接不良存在事故隱患。

2）????鎳基材料的應用導致機組成本上升

大型鎳基鑄鍛件成本昂貴，按照目前市場評估一般高于250萬人民幣/噸，如何降低機組成本成為研究的一大重點。為此最典型、直接有效的方式就是減少主蒸汽和再熱蒸汽高溫管道用量。專利CN202100032?U就提出了一種汽輪機布置方法，以便減少高溫管道用量，降低成本。但是該方案將汽輪機整體置于高位，由于汽輪機整體重量較重，必然導致廠房設計難度變大，土建成本上升。

如何降低高參數汽輪機技術難度和風險，降低汽輪機制造成本成為此類機組推廣應用的瓶頸。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種高參數超超臨界汽輪發電機組，用一部鎳基材料汽輪發電機和一部鐵基材料汽輪發電機聯合發電，來自鍋爐高于620℃的蒸汽供鎳基材料汽輪發電機發電，再將鎳基材料汽輪發電機的排汽（低于620℃）送入鐵基材料汽輪發電機發電，從而有效地解決了上述問題。

對于一次再熱機組，其具體技術方案是：

一種高參數超超臨界汽輪發電機組，由兩部相對獨立的汽輪發電機A和B組合構成，所述汽輪發電機A的汽輪機包括高壓缸、中壓缸發電機；所述汽輪發電機B的汽輪機包括高壓缸、中壓缸、低壓缸發電機；所述汽輪發電機A的工作蒸汽來自鍋爐，蒸汽溫度高于620℃，所述汽輪發電機B高壓缸的工作蒸汽來自汽輪發電機A高壓缸的排汽，所述汽輪發電機B中壓缸的工作蒸汽來至汽輪發電機A中壓缸的排汽；所述汽輪發電機A的汽輪機除汽缸的外缸以外，所有動、靜部件用鎳基材料制成；所述汽輪發電機B的汽輪機，所有動、靜部件用鐵基材料制成。

進一步的，所述汽輪發電機A和B按高、低位重疊布置，汽輪發電機A居上，臨近鍋爐的蒸汽出口，以縮短供汽管道的長度，該供汽管道用鎳基材料制成。

進一步的，所述汽輪發電機A高壓缸的排汽通過管道連通汽輪發電機B高壓缸的進汽口，管道上設有排汽閥；所述汽輪發電機A中壓缸的排汽通過管道連通汽輪發電機B中壓缸的進汽口，管道上設有排汽閥；在機組甩負荷后，通過排汽閥將管道內的蒸汽排往再熱器或凝汽器；所述管道用鐵基材料制成。

對于二次再熱機組，其具體技術方案是：