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目前超临界堆的主要难点在于:
1、反应堆压力容器制造。以百万kW级的反应堆为例,在250大气压下工作,其压力容器的高度~13m,筒体段外径4m,壁厚~35cm,目前只有俄罗斯、韩国、日本能制造,需考虑合作生产或外购。
2、需研制堆内构件热绝缘材料。
3、需研制设备密封材料,解决三漏(水、汽、油)问题。
4、需进行包覆颗粒燃料的制备试验、耐腐蚀试验、水力试验、堆内考验、零功率试验等。
5、需开展安全性分析、稳定性分析和控制等。
中国超超临界火电技术发展
火电厂超超临界机组和超临界机组指的是锅炉内工质的压力。锅炉内的工质都是水,水的临界参数是:22.064MPa、373.99℃[2] ;在这个压力和温度时,水和蒸汽的密度是相同的,就叫水的临界点,炉内工质压力低于这个压力就叫亚临界锅炉,大于这个压力就是超临界锅炉,炉内蒸汽温度不低于593℃或蒸汽压力不低于31 MPa被称为超超临界。
从国际及国内已建成及在建的超临界或超超临界机组的参数选择情况来说,只要锅炉参数在临界点以上,都是超临界机组。但对超临界和超超临界机组并无严格的界限,只是参数高了多少的一个问题,目前国内及国际上一般认为只要主蒸汽温度达到或超过600℃,就认为是超超临界机组。
超临界、超超临界火电机组具有显著的节能和改善环境的效果,超超临界机组与超临界机组相比,热效率要提高1.2%,一年就可节约6000吨优质煤。未来火电建设将主要是发展高效率高参数的超临界(SC)和超超临界(USC)火电机组,它们在发达国家已得到广泛的研究和应用。
中国华能集团公司、中国电力投资集团公司、哈尔滨锅炉厂、东方汽轮机有限公司、国家电站燃烧工程技术研究中心……23家单位的100多名研究人员通力合作,首次提出了我国发展超超临界火电机组的技术选型方案,完成了3种不同型式100万千瓦超超临界锅炉、汽轮机的设计开发、制造软件包研制和材料加工性能研究,自主设计了超超临界电站,自主调试成功了100万千瓦和60万千瓦机组,申请了17项国家技术专利,形成了我国完整的超超临界电站开发基础。
2008年1月8日,中共中央、国务院隆重举行国家科学技术奖励大会,由中国华能集团公司承接,联合有关设计、制造、应用单位共同研发和应用的超超临界燃煤发电技术获得2007年度国家科学技术进步一等奖。
该技术的节能环保示范作用十分显著,作为示范工程的华能玉环电厂项目,于2007年11月全部建成投产,成为世界上超超临界百万千瓦级容量最大的火电厂。工程应用了大量该课题的研究成果,2台100万千瓦超超临界发电机组(参数26.25MPa、600℃/600℃)是当今国际上参数最高、容量最大、同比效率最高的超超临界机组,经实际运行,效率高达45.4%,供电煤耗283.2克/千瓦时,比2006年全国平均供电煤耗366克/千瓦时低82.8克/千瓦时,大幅节约了煤炭资源,每年可少排放二氧化碳50多万吨、二氧化硫2800多吨、氮氧化物约2000吨,具有国际先进的能耗和环保水平,企业经济效益和社会环境效益前景巨大。
现在发电供热用煤占全国煤炭生产总量的50%左右,而且污染物排放量也很大。据统计,全国二氧化硫的排放量中,90%是由煤电产生的。百万千瓦超超临界机组的研发和应用对实现我国火电结构调整、节能降耗,建设资源节约型、环境友好型社会,电力工业可持续发展具有重要意义。
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