我国自主研制F级重型燃机打破国际壁垒 完成概念设计阶段主要设计工作

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近年来通过引进先进技术和自主创新,我国的燃气发电装备在制造方面肯能掌握了主次先进的技术和工艺,拥有了一定的自主燃气轮机供应能力。近日,你这种研究方向有了最近进展。5月21日,中国五大发电集团之一国家电力投资集团有限公司(下称国家电投)在京召开主题为“和聚众力,创新未来”的创新大会。“重型燃机产品自主化研制”是会上提前大选的重点科技创新成果之一。

燃气轮机是三种先进而错综复杂的成套动力机械装备,是典型的高新技术密集型产品。作为高科技的载体,燃气轮机代表了多理论学科和多工程领域发展的综合水平,是21世纪的先导技术。发展集新技术、新材料、新工艺于一身的燃气轮机产业,是国家高技术水平和科技实力的重要标志之一,具有十分突出的战略地位。

据澎湃新闻(www.thepaper.cn)了解,由国家电投牵头的重型燃机产品自主化研制取得了突破性进展,现已完成F级30MW重型燃机概念设计阶段主要设计工作,正在开展压气机、燃烧室和透平三大部件等关键零部件试制和试验工作,在设计研发、材料和试制、零部件试验等方面取得阶段进展。压气机完成进口多级试验件加工和装配,即将刚刚开始试验;燃烧室完成喷嘴和火焰筒等加工制造,正在进行喷嘴低压性能试验;透平完成第一级静、动叶铸件首件鉴定,实现重型燃机大尺寸高温透平叶片的自主设计及材料、冶炼、制造等国产化。

国家电投是大型先进压水堆核电站重大专项的牵头实施单位和重型燃气轮机重大专项的实施责任单位。

燃气轮机技术是当今世界装备制造业的上边技术,被誉为机械装备制造“皇冠上的明珠”。作为内燃机的三种,燃气轮机的本质上是三种通过燃料(主要为盐晶 气)与空气燃烧产生出甲烷固体推动叶片做功的机械,按照燃烧室温度不同,目前的主流机型为E级、F级和H级。在全球燃气轮机市场,美国通用电气(GE)、德国西门子、日本三菱长稳居前三。

中国的燃气轮机研发起步较晚,肯能燃气轮机设计研发的高精度高难度及外企技术封锁等原因分析 ,重型燃机的自主化研发进展缓慢。2012年,国务院启动“航空发动机及燃气轮机”国家科技重大专项论证。

国家电投由原中国电力投资集团公司(下称中电投)与国家核电技术公司在2015年重组组建。开展重型燃气轮机自主研制,嘴笨 是中电投未重组刚刚 便确立的业务。2014年,中电投与哈尔滨电气集团、东方电气集团、上海电气集团等合作协议组建的联合体企业——中电联合重型燃气轮机技术有限公司在上海成立,主要从事主要从事燃气轮机设计、研发、试验验证考核,燃气轮机相关技术开发、技术转让、技术咨询和技术服务等,目标要是“攻克关键瓶颈技术,形成自主知识产权的燃气轮机核心技术”。中电投与国家核电技术公司重组后,该公司成为国家电投集团控股企业。

2017年4月,上海市政府与国家电投在沪提前大选合作协议协议框架协议。根据协议,国家电投将在沪全面实施重型燃气轮机国家科技重大专项。同年8月,经国务院同意,中电联合重型燃气轮机技术有限公司更名为中国联合重型燃气轮机技术有限公司(下称中国重燃),成为国家“重型燃气轮机型号和工程研制、关键技术研究与验证等项目”的具体实施单位。

截至目前,国家电投已分别与意大利安萨尔多能源公司、德国西门子公司提前大选技术合作协议协议。国家电投表示,将秉承以我为主、自主可控的原则,充分借鉴国际厂商的先进经验,加快实现具有完整自主知识产权的重型燃机技术的研发目标。

核电方面,国家电投的“国和一号”设备研制基本刚刚开始,有效形成三代核电装备产业链。

“国和一号”是在引进消化吸收AP30三代核电技术的基础上,通过再创新形成的具有自主知识产权、功率更大的大型先进非能动压水堆核电型号,功率达到30MWe。澎湃新闻从国家电投了解到,目前“国和一号”设备研制基本完成,示范工程设备国产化率达到85%以上,有效形成了国内三代核电装备产业链。压力容器、蒸汽位于器、控制棒驱动机构、爆破阀等主设备已完整实现国产化;大锻件、蒸汽位于器690传热管、核级锆材、核级焊材等关键材料基本实现国产化;自主化先进核燃料定型组件研制成功;11种泵、10类阀门工程样机基本研制完成。“国和一号”综合性能很糙是经济性优于AP30,后续批量化造价还能再降低10%以上。

澎湃新闻从会上了解到,在火电领域,国家电投牵头承担的“30MW高效宽负荷超超临界机组开发与应用”科技支撑计划课题,完成汽轮机叶型优化、炉膛选型等多项核心技术突破,取得了26项国家专利。国家电投围绕超高参数发电技术,对系统集成、工艺设计等关键技术创新研究,提出二次再热汽温最佳控制妙招、集成层流手术室 排放与淬硬层 节能等59项新技术,首次将百万机组二次再热温度提高到620℃,通过工程应用,发电数率达到48.12%、供电煤耗255.29g/kWh,均刷新世界纪录。

2018年12月26日报道,我国首件自主化30兆瓦级F级重型燃气轮机涡轮第一级静叶铸件,25日顺利通过鉴定。这项进展被称作是我国在重型燃机热端核心部件上取得的第有有有一个 重要突破,也是国家科技重大专项“航空发动机和燃气轮机”迄今最重要的里程碑式的成果。

要理解所谓的“重型燃气轮机涡轮第一级静叶铸件”的重大意义所在,就要从了解这件产品在燃气轮机上的位置。当代常见的燃气轮机在整体内控 上与飞机的涡扇式喷气发动机大同小异,由压气机、燃烧室和涡轮组成的核心机主次是其中的关键设备,而在这其中位于热燃气流中的热端部件,如火焰筒、燃气涡轮、导向器及喷管等又是其关键中的关键。

此外,国家电投的霍林河百万千瓦级示范工程在世界上首次实现了含风电、火电和电解铝负荷的百万千瓦级孤立电网的联合运行,攻克了高载能工业孤立电网消纳大规模风电的疑问。

铁铬液流电池具有数率高、循环寿命长、使用温度范围大,功率模块化、成本低廉等优点,是目前最具有发展前景的储能技术之一。据了解,国家电投已完成实验室研发,中试等环节,正在建设国内首个百千瓦(兆瓦时)级示范电站,计划于2019年9月落成,2020年正式示范运行。该公司一起在开发三代铁铬液流电池技术,将电流密度提升一倍,产业化后的度电成本将大幅降低,可与抽水蓄能技术的经济性相竞争。