700℃超超临界锅炉高温过热器再热器用GH984G新材料焊接工艺研究

超超临界机组锅炉高温材料的选择和应用根据现今全球超超临界机组中百万千瓦级的动态发展情况，分析已有的机组参数。

超超临界锅炉用耐高温材料与其参数是紧密联系在一起的，研究并开发应用超超临界锅炉的高效性能、方便加工和经济性新型材料，是未来发展的主要方向。

标签：超超临界锅炉；高温材料；选择及应用在国民经济稳定持续增长的大背景中，人们不断的增加电力需求和国家实施节能减排的政策，建设容量大、效率快、参数高及节能好的机组是我国电力的发展趋势。

提高锅炉的蒸汽压力、温度以及其他参数都能有效提高发电厂的发电效率，其中温度的影响效果最明显。

现今国际上超超临界机组的参数为初压力24.1-31MPa，其主蒸汽/再热蒸汽的温度是580℃-600℃/580℃-610℃，用USC作表示。

而其使用金属材料的耐高压、耐高温与焊接问题是如何提高蒸汽参数这个问题中所存在的首要技术难题。

1 高温材料的选择开发具有更好耐高温性的耐热钢是发展高效超超临界火力发电机组的关键技术，让他们适用在更高的温度范围。

现今全球在管道及锅炉的用钢发展可大致分为两方向：（1）发展铁素体耐热钢，马氏体、贝氏体及珠光体耐热钢都被统称作铁素体耐热钢；（2）发展奥氏体耐热钢。

全球先进国家所研制推广以及普通采用新的耐热钢种有三大类：a.新型细晶强韧化铁素体耐热钢；b.新型细晶奥氏体耐热钢；c.高铬镍奥氏体钢。

2 高温材料的应用在过热器以及再热器的用钢方面，不仅需要满足蠕变的强度，还必须满足蒸汽侧抗氧化的性能以及向火侧抗腐蚀与冲刷的性能。

所有的铁素体钢几乎不能用在蒸汽温度高于565℃的过热器或者再热器中，这里使用奥氏体钢在需要耐高温的部件上。

这里对几种高温材料进行详细描述。

2.1 T91/P91T91具有良好的力学性能，其结构及性能具有较好的稳定性，焊接与工艺性能优良，具备较高的持久与抗氧化性。

和TP304H作对比，T91的导热系数相对较高、热膨胀系数相对更低、持久强度中的等强温度相对较好以及等应力温度相对更高，并分别到达625℃及607℃。

700℃等级超超临界汽轮机用材探讨彭建强【摘要】By combining domestic and international advanced research data of materials for ultra -super critical steam turbine , this paper provides the candidate materials as well as research and development focus of material tech -nology in China for 700℃class steam turbine .%综合国内外先进超超临界汽轮机材料方面的研究资料，给出我国700℃等级汽轮机用候选材料及材料技术的研发重点。

【期刊名称】《大型铸锻件》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】9页(P1-8,38)【关键词】700℃等级超超临界汽轮机;材料;持久强度【作者】彭建强【作者单位】哈尔滨汽轮机机厂有限责任公司，黑龙江150046【正文语种】中文【中图分类】TG132.2+2高温材料是先进超超临界机组的重要基础，只有明确合适的高温材料，才能更快、更好地实现先进超超临界机组的建造和运行。

本文综合近年来国内外先进超超临界汽轮机材料方面的研究成果，分析了国内外700℃等级超超临界汽轮机用材及其相关技术的研发情况，给出了我国700℃等级汽轮机用候选材料及材料技术的研发重点。

1.1 高中压转子材料研究(1)欧洲欧洲在700℃超超临界汽轮机转子材料研发上主要采用现有成熟合金的技术路线，在AD700项目中选择IN625、IN617、Nimonic263等作为高中压转子材料，并已采用IN625和IN617合金成功制造出了全尺寸转子锻件。

与此同时，也通过优化成分和调整热处理等工艺参数对现有合金进行了改进，比如IN718、DT706、DT750等合金，以满足700℃以上超超临界汽轮机高中压转子的要求。

中国科学院金属研究所和宝钢特钢公司在700℃超超临界机组用GH984G锅炉管方面取得重要进展周兰章;郭建亭【期刊名称】《中国材料进展》【年(卷),期】2015(34)4【摘要】700℃超超临界燃煤发电机组可大幅度提高燃料的热效率，这对我国降低煤耗、节省能源、环境保护意义重大。

欧盟、美困、日本等发达国家和我国都先后将700℃超超临界机组列入重大开发项目，其关键技术之一是过热器、再热器、管道等高温管材。

欧美日正在研发的700℃超超临界机组用镍基高温合金管材有IN740、CCA617、N263、H230、H282等，但尚待定型。

【总页数】2页(P331-332)【关键词】超超临界机组;中国科学院金属研究所;锅炉管;镍基高温合金;特钢;宝钢;燃煤发电机组;节省能源【作者】周兰章;郭建亭【作者单位】中国科学院金属研究所【正文语种】中文【中图分类】TG142.71【相关文献】1.中国科学院与美国Synopsys公司共建实验室/中国科学技术大学获国际火灾科学大会举办权/中国科学院在强场物理研究方面取得重要进展 [J],2.白春礼副院长当选亚太材料学会副主席/中国科技大学在量子通信实验领域取得重要进展/大连化学物理研究所在分子反应动力学领域取得重要进展/化学研究所有机纳米粒子的光学特异性研究取得重要进展/大气物理研究所获IT业国际大奖/广州地球化学研究所项目获省科学技术奖一等奖 [J],3.生态环境中心"高效样品前处理技术研究"获"CAIA"奖一等奖/高能物理研究所发现一新共振态/固体物理研究所在"KDP"材料研究中取得重要成果/昆明植物研究所抗SARS化合物X-61研究取得新进展/周口店遗址附近发现"田园洞人"化石/兰州化学物理研究所离子液体研究水平达到了新的高度/兰州化学物理研究所在微生物研究领域获突破/上海分院封松林、徐军获第四届上海市自然科学牡丹奖/物理研究所全固态高功率宽调谐蓝光源的研制获重要进展/物理研究所提出一种新的量子点形成机制/物理研究所在SiC单晶生长方面取得重大进展/成 [J],4.宝钢特钢首批小口径700℃超超临界电站高压锅炉用合金管面市 [J], ;5.中国科学院微生物研究所在阿维菌素高产菌株构建方面取得重要进展 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

700℃超超临界火力发电机组高温压力管道用材研究进展赵远;岳庚新【摘要】介绍了美国、日本及欧洲等国家700℃超超临界火力发电机组及压力管道高温用材的开发现状,并对目前国际上700℃超超临界火力发电机组较有竞争力的几种镍基合金候选材料进行了对比分析.结合我国在相关领域的研究情况,分析了目前我国700℃超超临界火力发电机组研究中存在的问题.指出Inconel 740H镍基合金的持久强度和抗腐蚀性能最好,但其焊接接头的高温长时性能研究尚不成熟,电站高温合金材料的选择和研发尚未完全解决,该问题仍将是世界各国的研究重点.%In this article, it introduced 700℃ ultra-supercritical coal-fired power unit of USA, Japan and Europe and other countries, as well as the development status of high temperature pressure pipe material. It also conducted comparative analysis for several competitive nickel-based alloys materials of 700 ℃ ultra-supercritical coal-fired power unit. Combined with research situation in the relevant field, it analyzed the existing problems in 700 ℃ ultra-supercritical coal-fired power unit in China. It pointed that the enduring strength and corrosion resistance of Inconel 740H nickel-based alloy are the best, but the high temperature long time performance research of its welded joint is immature, the selection, research and development of power station high temperature alloy material has not yet been completely solved, the problem will continue to be a research focus in various countries in the world.【期刊名称】《焊管》【年(卷),期】2016(039)009【总页数】5页(P26-29,33)【关键词】管道;700℃超超临界;A-USC;高温合金材料【作者】赵远;岳庚新【作者单位】天津诚信达金属检测技术有限公司, 天津 300384;天津诚信达金属检测技术有限公司, 天津 300384【正文语种】中文【中图分类】TG113.2随着国民经济的迅速发展，社会生活对电力的需求越来越大，而现代科技水平对绿色能源的开发远不能满足日益增长的能源需求。

超超临界直流锅炉高温再热器改造分析研究探讨发布时间：2022-08-18T03:09:11.709Z 来源：《当代电力文化》2022年第7期作者：喻远清[导读] ：以新昌电厂超超临界机组DG2060/26.15-Ⅱ2型直流锅炉高温再热器为研究对象，喻远清国家电投江西电力工程有限公司南昌分公司江西南昌 330117摘要：以新昌电厂超超临界机组DG2060/26.15-Ⅱ2型直流锅炉高温再热器为研究对象，新昌电厂#2锅炉高温再热器发生过多次泄漏问题，对机组长期安全、稳定、经济运行带来一定的影响，本次针对锅炉高温再热器受热面泄漏部位进行分析，查找原因，并提出相应改造方案，解决#2锅炉泄漏问题，提高机组运行可靠性。

关键词：锅炉；高温再热器；泄漏；改造1 前言新昌电厂位于南昌市新建区樵舍镇，装设二台东方锅炉（集团）股份有限公司2×700MW 超超临界参数燃煤汽轮发电机组，锅炉为DG2060/26.15-Ⅱ2 型复合变压运行的超超临界本生直流锅炉，一次再热、单炉膛、尾部双烟道结构，采用烟气挡板调节再热汽温，固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、平衡通风、露天布置、前后墙对冲燃烧。

高温过热器布置在水平烟道，横向节距228.6mm，纵向节距70mm。

横向共布置96排，纵向20排，10根管子绕。

2 高温再热器泄漏情况及原因分析新昌电厂自2018年至今近四年，锅炉高温再热器共发生过四次泄漏。

从上述的四次高温过热器泄漏的共性原因分析发现均为滑动块焊缝处存在缺陷。

机组在运行过程中，高温再热器管滑动副Ⅰ型滑块不断的受相邻管L型滑块碰撞、碰磨、挤压，在滑块焊缝处产生损伤，长期高温条件下运行产生裂纹，导致管道泄漏，同时在现场检修中没有可靠的无损检测方法能快速全面检查滑块焊缝处裂纹缺陷。

3 高温再热器改造3.1 高温再热器改造材质选择新昌电厂高温再热器原设计管材壁温根据壁温计算结果，进口段TP347HFG材质壁温为592℃，远低于该材质的最高使用温度，同时强度计算材料的壁厚裕度也较大。

700℃高效超超临界火力发电技术发展的概述徐炯;周一工【摘要】论述了700℃高效超超临界技术的发展状况,700℃高效超超临界技术在高效超超临界火力发电中的应用具有巨大的节能减排效益及市场前景,是极具竞争力的新一代装备.欧洲、日本和美国的高效超超临界计划均已大规模开展,并且取得了丰硕的成果.结合我国的国情,电力行业仍然以燃煤发电为主,并且具有丰富的超超临界机组设计运行经验,这些都使得我国发展高效超超临界技术具有更为重要的战略意义.同时,分析了我国发展700℃超高温技术的瓶颈,提出了合理的发展建议.【期刊名称】《上海电气技术》【年(卷),期】2012(005)002【总页数】5页(P50-54)【关键词】700℃高效超超临界;镍基耐热合金;奥氏体钢【作者】徐炯;周一工【作者单位】上海电气电站集团,上海201199;上海电气电站集团,上海201199【正文语种】中文【中图分类】TK229.2随着全球温室效应的日益加剧以及煤炭等化石燃料的日渐紧缺，如何进一步提高燃煤电站效率，减少二氧化碳（CO2）排放成为全社会越来越关注且亟待解决的问题。

火力发电行业目前面临两方面的压力，一方面市场竞争的加剧需要降低发电成本，提高发电效率；另一方面社会对全球环境问题日益关注，要求电厂降低二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、CO2 等的排放，满足环保要求。

发展洁净煤发电技术是解决这些问题的关键，主要可以通过两个方法得以实现：其一是开发利用新的高效发电技术，如整体煤气化联合循环（Integrated Gasification Combined Cycle，IGCC）发电等；其二是基于常规的发电系统，提高机组的蒸汽参数，使机组达到超超临界（Ultra Supercritical，USC），发展高经济性、高效率的高参数大容量机组，到目前为止超超临界机组在国际上已相当普及。

提高机组参数成为常规燃煤电站增效减排的重要途径，也是燃煤发电技术创新和产业升级换代的主要方向[1]。

700℃超超临界火电机组锅炉合金进展程世长刘正东包汉生钢铁研究总院摘要：本文概述了目前世界各国正在进行的700℃参数超超临界火电机组锅炉合金的进展，用于700℃壁温大口径管和用于750℃小口径管的特点和性能，选材的取舍和难点。

前言目前我国一次能源结构中煤炭占主导地位，是世界上最大的煤炭生产国和消费国，这种结构今后几十年不会有大的变化，2010年我国消费原煤31.8亿吨，其中火电用煤超过50%。

预计2020年全国发电装机容量将由现在约9.5亿千瓦发展到17亿千瓦，煤电装机容量超过10亿千瓦。

我国已经承诺2020年单位GDP的二氧化碳排放比2005年下降40～45%，因此，火电机组提高参数以提高热效率、降低气体排放量是关键问题。

2010年7月国家能源局就决定启动700℃先进超超临界火力发电机组的研制。

欧洲于1998年1月启动“AD700”计划，目标是建立37.5MPa/705℃/700℃（1998-2014）示范电站，机组热效率超过50%。

美国的目标是开发37.9MPa/732℃/760℃（2001-2015）机组，热效率超过50%。

日本于2008年8月启动A-USC（先进的超超临界压力发电）项目，35MPa/700℃/720℃，热效率48～50%（2008-2015）。

蒸汽参数与电厂热效率、发电煤耗的关系列于表1。

我国火电机组经历了20年的国产化过程，已经成熟地生产600℃参数的超超临界机组，并大量投入运行。

20年来机组设计水平极大提高，制造能力很强，钢厂的设备先进，工艺稳定，技术水平一流，为开发700℃机组奠定了基础。

1 700℃壁温锅炉合金的进展世界各主要国家都对700℃使用的锅炉合金开展了大量的研究，欧洲重点开展了Inconel 617和Nimonic 263合金的研制，美国开展了Inconel 617、Haynes 230和Inconel 740H合金的研制，日本开展了HR6W、SAVE25、HR35、18-30-3、Inconel 617、Haynes 230、Nimonic 263合金的研制，瑞典开展了Sanicro 25合金的研制。

700℃，锅炉主再热汽温的下一个目标700℃级别超超临界发电技术所谓的700℃级别超超临界发电技术是指主蒸汽温度和再热蒸汽温度达到700℃及以上的高参数超超临界燃煤发电技术。

参考其他国际的研究计划，蒸汽温度达到700℃以上水平，那么其主蒸汽压力也相应的会达到 36MPa 左右。

随着超超临界机组蒸汽参数的提高，其热效率也响应增大。

根据热力循环分析得知，在超超临界范围内，锅炉主蒸汽温度每增加10 ℃ ，可使其热耗率降低大约0.25 个百分点；锅炉主蒸汽压力每增加1MPa，其热耗率可相应降低大概0.3 个百分点；再热蒸汽温度每提高10℃，可使机组热耗率减少 0.2个百分点左右。

目前，郎肯循环蒸汽动力机组的效率随蒸汽参数的提高而不断上升，如表 1-1 所示。

亚临界机组效率比常规超临界机组效率低 2 个百分点，而常规超临界机组效率比超超临界机组效率还要低 4 个百分点.通过计算估测，容量为 600MW 级别的700℃先进超超临界锅炉发一度电煤耗约210g，比容量为600MW 级别的600℃水平的超超临界机组减少 25g 左右标准煤。

1 国外研究现状700℃超超临界燃煤发电技术的推进会全方位促进燃煤发电设备的设计和制造能力，进一步推动能源电力产业的经济性发展。

为此，欧盟、日本和美国均采取由政府组织电力用户、毛坯和原材料供应商及设备制造公司联合开发的方式，制定了长期的700℃超超临界发电技术和设备产业的发展计划，使超超临界机组参数不停留于现状，而是奔着更高参数的技术路径发展。

目前，世界上研发700℃超超临界燃煤发电技术的主要路线有以下三个：欧洲 AD700 的 17 年规划(1998-2014)；美国的AD760 的15 年计划(2001-2015)；日本的 A-USC 的 9 年计划(2008-2016)。

(1) 欧盟的 AD700 规划研发动态早在 1998 年 1 月，欧洲联盟已部署了AD700 超超临界发电技术研究计划，其目标是建造35MPa/700℃/720℃、50 万千瓦级别的示范电厂，并采用提高给水焓、锅炉余热利用、改善管路阻力特性、降低背压等技术方法，将机组效率提高到50%以上。

700℃超超临界机组锅炉过热器选材分析王崇斌;诸育枫;王煜;徐若雨;秦升;朱更【摘要】介绍了700℃超超临界机组锅炉过热器候选新材料Sanicr025更高强度奥氏体钢小口径管、HR6W铁镍基合金小口径管、617mod镍基合金小口径管、740H镍基合金小口径管等材料性能,分析了Su-per304H、TP310HCbN、Sanicro25、HR6W、617mod、740H管子制造700℃超超临界机组锅炉过热器的适用温度范围,提出了700℃超超临界机组锅炉过热器选材建议.【期刊名称】《发电设备》【年(卷),期】2016(030)003【总页数】5页(P168-172)【关键词】超超临界机组;过热器;材料性能【作者】王崇斌;诸育枫;王煜;徐若雨;秦升;朱更【作者单位】上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245;上海锅炉厂有限公司,上海200245【正文语种】中文【中图分类】TK225材料技术我国在一次能源结构中以煤为主要能源，燃煤发电给环境带来巨大的压力。

为了节约能源，减少CO2排放，大容量、高参数的超超临界机组成为了电站锅炉发展的必然趋势。

与600 ℃超超临界机组相比，700 ℃超超临界机组效率提高至50%以上，每千瓦时供电煤耗降低近70 g，CO2排放减少14%[1-2]。

从世界各国先进超超临界发电计划的实施情况来看，700 ℃火电机组在可行性研究和产品设计上均已基本成熟，其开发的瓶颈在于高温段材料的选用，尤其是锅炉材料的选用。

由于700 ℃超超临界机组锅炉过热器内的蒸汽压力升高到36.5 MPa，蒸汽温度升高到700 ℃，而600 ℃超超临界机组锅炉过热器常用的高强度奥氏体钢不能满足700 ℃超超临界机组锅炉过热器的强度要求，所以必须开发更高强度的新材料小口径管[3-4]。

700℃等级超超临界燃煤锅炉用金属材料应用分析张涛;卫志刚;田力男;田峰;陈浩【摘要】近年来，世界各国开始着力研发先进超超临界（A-USC）燃煤发电技术，A-USC锅炉设计参数显著提高，其设计温度和压力已经分别达到700℃和35 MPa，对金属材料的高温强度、抗氧化性、抗腐蚀性及焊接性能等提出较高的要求。

针对世界各国相继开展的A-USC机组研究项目，本文介绍了各国重点研究的700℃等级A-USC锅炉过（再）热器及高温蒸汽管道可采用的Inconel617、Haynes230、Inconel617B、Nimonic263及Inconel740等镍基高温合金的组织结构、性能及国内外研究进展，并对上述各部件选用镍基合金提出建议，供相关材料研究人员参考。

%Different countries began to research advanced ultra-supercritical(A-USC) power generation technology in recent years. The design temperature and pressure of A-USC boiler had improved to 700℃ and 35 MPa. In the meantime, the high temperature strength, oxidation-resistance, corrosion-resistance and weld-ability of metal materials should be improved. To the A-USC unit research programs of main countries, the paper presented the microstructure, the mechanical properties and the researching progress of main materials which were used to fabricate superheater and main steam pipe. These Ni-based high temperature alloys contained Inconel617, Haynes230, Inconel617B, Nimonic263 andInconel740. In the last, some suggestions were mentioned to select Ni-base alloy for researchers and users.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P20-25)【关键词】700℃等级超超临界燃煤锅炉;过热器;再热器;高温蒸汽管道;镍基高温合金;蠕变强度;持久强度;抗氧化性【作者】张涛;卫志刚;田力男;田峰;陈浩【作者单位】内蒙古电力科学研究院，呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020;内蒙古电力科学研究院，呼和浩特 010020【正文语种】中文【中图分类】TM621.25近十多年来，世界各国相继开始研发700℃等级超超临界（A-USC）燃煤发电技术。