Стартовая >> Архив >> Генерация >> Эксплуатация электростанций, работающих при сверхкритических параметрах

Исследования для использования суперкритических параметров пара - Эксплуатация электростанций, работающих при сверхкритических параметрах

Оглавление
Эксплуатация электростанций, работающих при сверхкритических параметрах
Исследования для использования суперкритических параметров пара
Применение суперкритических параметров пара на промышленных энергоблоках
Особенности новейших угольных энергоблоков ТЭС
Разработка ПГУ с КСД

Исследования, проведенные EPDC для использования суперкритических параметров пара. К работе над суперкритическими параметрами EPDC приступила в 1980 г. История ее научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в этом направлении разделена на две фазы. Первая выполнена до 1994 г., а вторая с 1994 по 2000 г. Эти работы осуществлялись при сотрудничестве с производителями материалов, котлов и турбин и получили с середины их проведения поддержку от правительства.
Фаза 1 состояла из двух этапов. На первом проводились испытания ферритных сталей при параметрах пара 31,4 МПа, 593/593/593°С, на втором - аустенитных сталей при 34,3 МПа, 649/649/649°С. Стали ферритного класса уже применялись в оборудовании со сверхкритическими параметрами пара. Для приспособления к суперкритическим параметрам они были улучшены, а их прочность повышена. Иными словами, на этапе 1 разработка шла по пути эволюции технологии сверхкритических параметров пара.

Рис. 3. Графики зависимости толщины оксидной пленки на внутренней поверхности труб от времени воздействия на них пара при температуре 600°С:
• - данные экспериментов и измерений на действующем оборудовании;          предполагаемая кривая; 1 - нержавеющая
сталь группы 18-8 с обработкой дробеструйкой; 2 - нержавеющая сталь группы 18-8 без обработки дробеструйкой; 3 - сталь 9Cr; 4 - сталь 2 1/3Cr1Mo

На этапе 2 были проверены материалы для наиболее тяжелых в мире условий и параметров пара. Испытания проводились в основном на классических аустенитных сталях, отличающихся прочностью и стойкостью при высокой температуре.
На каждом этапе фазы 1 проводили испытания элементов котлов для определения характеристик материалов и испытания деталей турбин из новых материалов, приведенных в табл. 1, на специально изготовленной модельной турбине. В заключение проводились демонстрационные испытания энергоустановки мощностью 50 МВт.
При испытаниях на этапах 1 и 2 фазы 1 по материалам для котлов получены положительные результаты по коррозионной стойкости, устойчивости к окислению в паровой среде и длительной механической прочности. Аустенитные материалы для турбин, испытанные на этапе 2, наоборот, оказались практически негодными к применению из- за большого коэффициента линейного расширения, малой теплопроводности, быстрого исчерпания срока службы вследствие малоцикловой усталости при пуске-останове и нерентабельности.
Испытания фазы 2 были организованы непосредственно для создания технологии с суперкритическими параметрами (30 МПа, 630/630°С), которая может быть реализована в короткие сроки за счет применения ферритных материалов, экономические и эксплуатационные достоинства которых до этого были подтверждены. Были проведены длительные испытания выбранных для котлов новых материалов (см. табл. 2) и испытания на вращающихся роторах материалов, выбранных для турбин (табл. 3, 4).

Таблица 2
Материалы деталей котлов, исследованные в фазе 2


Деталь: марка стали

Основной компонент

Фирма-изготовитель

Трубы экономайзера:

 

 

WT780C

0,8Cr0,5MoCu

Nippon Steel Co

TEMPALOY HT780

0,6 Cr 0,3MoCu

NKK

Трубы настенных экранов:

 

 

NF1H

1,25Cr1MoVNb

Nippon Steel Co

HCMV3

1,25Cr1MoV

Sumitomo Metal Industries, Ltd.

TEMPALOY F-2W

2Cr0,5MoWVTi

NKK

Трубы пароперегревателя:

 

 

ферритные стали:

 

 

NF616

9Cr0,5Mo1,8WVNb

Nippon Steel Co

HCM12A

12Cr0,4Mo2WCuVNb

Sumitomo Metal Industries, Ltd.

TEMPALOY F-12M

12Cr0,7Mo0,7WCuVNb

NKK

SAVE12

11Cr3WCoVNbTa

Sumitomo Metal Industries, Ltd.

NF12

11Cr2,6WMoCoVNb

Nippon Steel Co

аустенитные стали:

 

 

SUPER304H

18Cr9Ni3CuNbN

Sumitomo Metal Industries, Ltd.

TEMPALOY AA-1

18Cr10Ni3CuNbTiN

NKK

NF709

20Cr25NiMoNbTiN

Nippon Steel Co

SAVE25

23Cr19Ni3,5Cu1,5WNbN

Sumitomo Metal Industries, Ltd.

Коллекторы/главный паропровод:

 

 

NF616

9Cr0,5Mo1,8WVNb

Nippon Steel Co

HCM12A

11Cr0,4Mo2WCuVNb

Sumitomo Metal Industries, Ltd.

TEMPALOY F-12M

12Cr0,7Mo0,7WCuVNb

NKK

NF12

11Cr2,6WMoCoVNb

Nippon Steel Co

Таблица 3
Химический состав сталей (в процентах), используемых для изготовления лопаток


Сталь

С

Si

Mn

Ni

Cr

Mo

V

Nb

W

N

Co

B

Re

Марка «С»

0,11

0,04

0,51

0,5

11,02

0,15

0,19

0,08

2,61

0,029

2,89

0,014

-

Марка «D»

0,11

0,05

0,5

0,6

10,5

0,10

0,2

0,10

2,5

0,03

1,0

0,01

0,2

Таблица 4
Материалы, рассматривавшиеся для применения на необогреваемых статорных деталях


Деталь

Материал

Фланцы на главных паропроводах:
корпуса
болты
гайки

Высокопрочная кованая сталь 9Cr Сплав на основе никеля То же

Фланцы клапанов на главных паропроводах:
корпуса
болты
гайки

Новая кованая сталь 12Cr Сплав на основе никеля Сталь 19Cr12Ni3W

Корпуса:
корпуса
болты

Высокопрочная кованая сталь 9Cr Высокопрочная кованая сталь 12Cr

Стопорные клапаны: корпуса штоки клапанов

Новая кованая сталь 12Cr Сталь 40Ni13CrTiMoFe(Bal.)

Испытания подтвердили, что материалы, подобранные для турбин и котлов, имеют удовлетворительные свойства и годятся для применения в условиях суперкритических параметров пара.



 
« Эксплуатация генераторов   Электрогидравлический динамический генератор »
электрические сети