《新一代超超临界机组关键材料基础研究》

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1.本项目属火力发电与金属材料科学技术交叉研究领域。重点围绕我国决策发展700℃等级先进超超临界发电(A-USC)技术所需的材料技术支撑开展研究,为我国下一代火力发电技术的发展奠定基础。

2.主要科技内容:

1)国外700℃等级A-USC研究计划跟踪

对欧洲、日本、美国的700℃等级A-USC技术研发项目进行了跟踪,对其技术特点、关键技术、工程应用前景,特别是新材料的开发、评定和应用、关键部件的选材、示范工程的规划和建设进展进行了调研、分析、总结,比较各项目中的优势和存在的问题及对我国借鉴意义。

对Inconel 740、617、263等三种关键镍基合金的研究进展进行系统调研,对这些材料在700℃机组中的应用可行性进行了分析。

2)国内开发700℃等级先进超超临界发电技术研究的材料基础调研

对国内高温合金研究和生产能力以及锅炉管、厚壁无缝钢管、大型铸、锻件铸等部件生产企业的生产能力、电站材料应用研究基础进行全面调研,掌握我国700℃等级A-USC技术研发的国内材料开发、生产和应用研究基础及存在的问题。

3)700℃机组候选镍基合金基础性能初步研究

在国内首次对Inconel 740、617、263、783、718、625等六种700℃机组候选高温合金进行了较系统的试验研究。对这些合金的理化性能、微观组织与结构进行了研究,分析了材料的强化机理。通过最长10000小时高温长时时效试验,研究了合金在高温服役过程中微观组织结构、各种力学性能参数的变化规律,重点研究显著影响力学性能特别是韧性的相析出序列及机制,分析了对高温部件服役安全的影响。为将来关键部件的筛选和国产试制将提供一定的借鉴意义。

4)国内开发700℃发电技术研究的必要性和可行性分析

对国内开展700℃等级A-USC火电技术研究开发的可行性和必要性进行了论证分析,提出了我国A-USC技术研究开发特别是高温材料选择和研究的方案,提出了有别于国外研究计划的、应重点关注的材料技术问题和规避的技术风险。

3.技术经济指标:

1)是国内迄今对700℃先进超超临界发电技术最为系统和深入的跟踪研究,对其国外研究项目技术特点、发展前景特别是材料研究进行了对比分析,对其选材方案中存在的问题进行分析;

2)对700℃发电机组六种关键部件候选高温合金的服役性能进行了研究,其中组织和性能稳定性试验达到10000小时。

3)论证了我国700℃发电技术研究的必要性和可行性,提出了我国A-USC技术研究开发特别是高温材料选择和研究的方案,提出了有别于国外研究计划的、应重点关注的材料技术问题和规避的技术风险。

4)发表学术论文10篇,国际学术会议邀请报告一次,与德国大机组协会VGB技术交流一次,形成技术研究报告13份。

4.促进行业科技进步作用及应用推广情况

是国内目前对700℃等级发电技术最为系统和深入的跟踪研究和关键材料预研究,对电力行业以及国家层面决策研究开发700℃等级发电技术起到了技术支撑作用,并为科技部、能源局立项开展我国700℃先进超超临界发电技术研究提供建议和支持,参与制定能源局新能源振兴规划,对促进我国火力发电行业未来的技术发展做出了贡献。

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