我国能源结构以煤为主，油、气资源长期依赖进口，再加上近年来对电力设备需求的持续增
长，促使汽轮机蒸汽参数不断提高，以适应社会生产要求。超临界和超超临界汽轮机在运用过程中
体现的高效、节能、环保适应了发展需要，也遵循可持续发展规律，发展前景十分广阔。随着汽轮
机技术发展，蒸汽参数的提高对汽轮机关键部件结构的要求也不断提高。文章介绍了超临界和超超
临界的基本概念，以及汽轮机的结构和技术发展，剖析了发展创新中的超临界和超超临界技术对高
温合金材料发展需求。
汽轮机
汽轮机的发展’
汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸气的热能
转化为机械功的旋转机械，又称蒸汽透平，是现代 火力发电厂中应用最广泛的原动机，在国民生产生
活中发挥着巨大作用。 汽轮机的发展最早可以追溯到公元ｌ世纪亚历山
大时期。汽轮机在世界范围内的应用源于１８８２年瑞
典工程师拉瓦尔设计制造的第一台单级冲动式汽轮
机和１８８４年英国工程师帕森斯设计制造的第一台单 级反动式汽轮机。随后，工业发达国家开始不断提
高汽轮机蒸汽参数以及等级水平。２０世纪６０年代，
汽轮机已经达￣ＪＪｓｏｏ～６００ Ｍｗ等级水平。１９８２年世界
上最大的１２００ Ｍｗ单轴全速汽轮机在前苏联投人运
作者单位：北京科技大学材料科学与工程学院，北京１０００８３
■２６ ２０１４年第５期 行，压力２４ ＭＰａ，蒸汽温度５４０℃。之后，世界各国
都在朝着研究与开发大容量、高参数汽轮机的方向
发展。而中国的汽轮机发展起步相对较晚，１９５５年 上海汽轮机厂制造出第一台６ Ｍｗ汽轮机，２０世纪７０
年代末国产机组占到总容量７０％。另外，南于中同
汽轮机研究水平较低，因而不得不借助国外汽轮机
技术促进中国汽轮机的发展，例如２０世纪８０年代从 美国西屋公司引进了３００ Ｍｗ和６００ Ｍｗ亚临界汽轮
机的全套设计和制造技术，于１９８６年成功制造了中
国第一台６００ Ｍｗ汽轮机。
结构与分类
第３６卷第２期 ２００７年６月 热力透平 ＴＨＥＲＭＡＬ Ｔｔ￣ＢＩｂＥ Ｖｏ１．３６Ｎ ０．２ Ｊｕｎｅ ２００７
６ ００ＭＷ等级超临界汽轮机的设计开发 顾德明，黄庆华，梁友贵 （上海汽轮机有限公司，上海２００２４０） 摘要： 分析了６００ＭＷ等级超临界汽轮机的结构特点，阐述了机组的滑销系统和启动特点等，总结了超临 界汽轮机的总体特点，并对改进和创新的一系列机组进行了论述。本文的研究表明，该等级汽轮机的整体性 能已达到国际先进水平。 关键词： 超临界汽轮机；系列化设计；结构特点 中图分类号：ＴＫ２６３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—５５４９（２００７）Ｏ２—０Ｏ７９一Ｏ５ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ６００ＭＷ Ｃｌａｓｓ Ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ Ｔｕｒｂｉｎｅ ＧＵ Ｄｅ—ｍｉｎｇ，ＨＵＡＮＧ Ｑｉｎｇ—ｈｕａ，ＬＩＡＮＧ Ｙｏｕ—ｇｕｉ ｆＳｈａｎｇ『Ｉａｊ丁ｕｒｂｊｒＩｅ ｃｏ．Ｌｔｄ．。Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０。Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ６００ＭＷ ｃｌａｓｓ ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｕｒｂｉｎｅ－ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｉｔｓ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｔａｒｔ－ｕｐ ｆｅａｔｕｒｅ ｅｔｃ．ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｉｔｓ ｇｅｎｅｒａｌ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｓｅ ｒｉｅｓ ｏｆ ａｄｖａｎｃｅｄ ｕｎｉｔｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｕｎｉｔｓ ｈａｖｅ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ—ｃｌａｓｓ ｌｅｖｅ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｕｒｂｉｎｅ；ｓｅｒｉｅｓ ｄｅｓｉｇｎ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ０ 前言 据报道，我国设计生产的亚临界机组单电煤 耗约３５０￣３６０克标准煤；我国引进的超临界机组 的单电煤耗约３１０～３２０克标准煤。按每年运行 ７５００小时计算，一台６００ＭＷ超临界机组比同容 量的亚临界机组节省标准煤１８万吨／年——按照 中国１９９０年每吨标准煤ＣＯ 排放量２．１３吨计 算Ｌ１］，每年可减排ＣＯ２约３８万吨。因此，采用超 临界参数可以提高机组的经济性，节省国家能源， 并减轻环保负担。 ＳＴＣ（上汽）自从１９９６年全面引进西屋公司 的超临界技术后，经过与西屋公司联合设计，联合 制造，然后自主开发设计、制造和生产，目前已全 面掌握超临界等级机组的技术。ＳＴＣ采用西屋 技术自主设计的超临界６００ＭＷ汽轮机于２００５ 年７月在江苏镇江电厂首次投运成功。 １ 总体介绍 ６００ＭＷ等级超临界机组，是目前ＳＴＣ火电 汽轮机的主力产品之一。截止至２００６年６月，已 经投运的超临界机组已有７台，而已经签订制造 合同的超过了６０台。该等级超临界机组是ＳＴＣ 应用西屋公司技术，在总结亚临界机组成功运行 经验的基础上，对引进超临界汽轮机结构进行了 优化而设计。机组的典型热力参数如下： 主蒸汽进汽压力：２４．２ＭＰａ 主蒸汽进汽温度：５６６℃ 再热蒸汽进汽压力：３。６ＭＰａ 再热蒸汽进汽温度：５６６℃ 末叶片长度：１０５０／９０５ｍｍ。 机组采用积木块设计原则，分一只高中压缸 和两只低压缸（如图１所示）：高中压缸采用西屋 公司的典型合缸结构ＢＢＯ２４４Ｓ，该积木块在世界 收稿日期：２００６—０９—２４ 作者简介：顾德明（１９６４一），男，教授级高级工程师，１９８５年毕业于上海机械学院动力工程系，目前在上海汽轮机有限公司设计研究所从 事汽轮机设计、开发工作，任设计研究所所长。
第４期 ２００７年１２月 热机技术 ・ ７ ・
南京热电厂超临界供热式汽轮机与主厂房设计特点
江苏省电力设计院 邱云峰朱 勇
［内容提要］汽轮机与主厂房布置是火力发电厂主厂房设计的核心部分，该文对南京热电厂供热式汽轮机与主厂 房布置特点进行简要分析。 ［关键词］超临界供热汽轮机布置
０引 言
超临界机组具有较高的电厂效率、较低的煤 耗、较好的运行经济性、较低的污染物排放等优 点，南京热电厂“上大压小”２×６００ＭＷ工程采用 超临界大型抽凝机组供热，电厂热效率高达 ５７ ，已经大大超过了纯凝大型超超Ｉ临界二次中 间再热机组和蒸汽一燃气联合循环发电机组的 效率，年节标煤量高达７４万ｔ，节能效果十分显 著。超临界机组在国内已大量投运或在建，而超 临界燃煤供热机组在国内尚不多见，南京热电厂 场地十分狭小，本文拟对南京热电厂供热式汽轮 机与主厂房布置特点等问题进行探讨，希望能对 同行起到借鉴参考作用。
１ 工程概况及主厂房主要设备
１．１工程概况 南京热电厂是一个具有四十余年光荣历史 的老厂，先后历经了三期建设，共建有６台机组， 现总装机容量为４０５ＭＷ（２×２５ＭＷ＋２×５０ＭＷ ＋１×１３０ＭＷ＋１×１２５ＭＷ）。本期工程拟在拆 除老厂六台机组后腾出的空场地上，建设２× ６００ＭＷ超临界燃煤发电供热机组。受外部条件 制约，本工程的建设场地仅有１６．５ｈｍ。，是目前 国内同等级、同容量电厂占地最小的工程。本工 程一次建成，不考虑再扩建。项目投产时热负荷 达６００ｔ／ｈ。通过本次技改工程的实施，可以大幅 度地提高电厂热效率、实现节约能源、改善环境 的目的。 １．２主厂房主要设备 １．２．１ 锅炉 锅炉为哈尔滨锅炉厂有限责任公司生产的 超临界参数变压运行直流炉，单炉膛、一次再热、 采用前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、露天布置、 固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Ⅱ型锅炉。主 要参数为： ＼负 单位 ＢＭＣＲ 项目＼
汽轮机
科技名词定义
中文名称：
汽轮机
英文名称：
steam turbine
定义：
将蒸汽的热能转换为机械能的叶轮式旋转原动机。
应用学科：
电力（一级学科）；汽轮机、燃气轮机（二级学科）
百科名片
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械。又称蒸汽透平。主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等。还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。
工作原理
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一 系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。
配套设施
汽轮机通常在高温高压及高转速的条件下工作，是一种较为精密的重型机械，一般须与锅炉（或其他蒸汽发生器）、发电机(或其他被驱动机械)以及凝汽器、加热器、泵等组成成套设备，一起协调配合工作。
结构部件 由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽轮机
按蒸汽初压可分为低压蒸汽轮机（蒸汽初压力小于1.47MPa）、中压蒸汽轮机（蒸汽初压为1.96~3.92MPa）、高压蒸汽轮机（蒸汽初压为5.88~9.8MPa）、超高压蒸汽轮机（蒸汽初压为11.77~13.73MPa）、亚临界蒸汽轮机（蒸汽初压为15.69~17.65MPa）、超临界蒸汽轮机（蒸汽初压大于22.16MPa）等，并对分类里面的每种类型的蒸汽轮机都进行了详细说明。
具体分类详见下表1——1。
分类 型 式 说 明
按
热
力
特
性 凝汽式蒸汽轮机 排汽在低于大气压力的真空状态下进入凝汽器凝结成水
抽汽凝汽式蒸汽轮机 排汽压力低于大气压力，从蒸汽轮机中间级中抽出一定压力
的蒸汽作为它用
