《科学画报》
开博时间：2016-07-01 14:43:00由中国科学社于1933年8月创刊，距今已有80年的历史。《科学画报》在80年的办刊历程中，形成了通俗生动、图文并茂地介绍最新科技知识，形式多样地普及科学技术的特点，对提高广大群众的科学水平，启发青年爱好科学、投身科学事业起了很大的作用，当今的不少著名学者、教授、科学家，青少年时代都曾受到它的熏陶和启发。
“超超临界+二次再热”的汽轮发电机
2020-12-07 21:43:00目前，世界各国的发电主力是火力发电、水力发电和核能发电。其中，火力发电量占总发电量的70%以上，占据了大量的份额。
不过，火力发电行业今天也面临一些困境。随着全球温室效应的加剧，社会对环境问题日益关注，要求电厂降低二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳等的排放，以满足严格的环保要求。此外，煤炭等化石燃料的日渐紧缺，也使进一步提高燃煤发电效率成为电厂亟待解决的问题。
解决这些问题的关键是发展洁净煤发电技术，主要有两个思路：一是开发利用新的高效发电技术，如整体煤气化联合循环发电等;二是基于常规发电系统，提高机组的蒸汽参数，即机组的超超临界化。
什么是超超临界
临界是指由某一种状态或物理量转变为另一种状态或物理量的最低转化条件。从物理意义上讲，水的状态只有超临界和亚临界之分，而超超临界一般是应用在火电领域的概念。
超超临界发电技术的发展至今已有半个多世纪的历史。从20世纪50年代起，英国、德国和日本就开始了对超超临界发电技术的开发和研究。
超超临界与超临界的划分界限尚无国际统一的标准。我国“国家高技术研究发展计划”(“863”计划)项目“超超临界燃煤发电技术”中，将超超临界参数定义为蒸汽压力≥25兆帕，蒸汽温度≥580℃。
超超临界发电具有最高的效率和最低的建设成本，具有最优性价比。因此，进一步提高参数和经济性、降低价格性能比和单位能量的排放是现今火电汽轮机的发展方向。
如何二次再热
二次再热即汽轮机超高压缸排汽经过两次在锅炉重新提高蒸汽温度，再送回汽轮机做功的一种技术。简单地说，就是超超临界蒸汽经过两次“回炉”，让电厂效率更高、能耗更低、指标更优。二次再热技术被认为是当今提高火电发电效率的主要手段之一。
二次再热技术主要包括二次再热系统设计优化技术、二次再热锅炉技术、二次再热汽轮机技术和二次再热运行控制技术等。
经过不断的积累和发展，我国目前已掌握了完整的二次再热发电技术。目前，我国投运的二次再热机组无论是在容量、蒸汽参数，还是在机组效率等方面，均处于世界领先水平。
百万千瓦级二次再热超超临界汽轮机
由上海电气电站集团自主设计、制造的世界首台百万千瓦超超临界二次再热发电机组，已于2015年应用于国电泰州电厂二期工程项目。该机组被国家能源局列为国家二次再热燃煤发电示范项目，攻克了多项汽轮机技术难题，实现了多项技术创新，发电效率高于47.9%。
二次再热超超临界1000兆瓦等级汽轮机产品在热经济性、安全可靠性、运行维护的便捷性等多方面均具有明显优势，总体性能达到了世界一流的先进水平。其特点包括：
(1)小直径、多级数的布置，使机组具有较高的效率。
(2)圆筒型高压缸的独特结构，使机组可承受更高的蒸汽压力和温度。
(3)汽轮机内置应力/温度控制，一键启动，5分钟即可从0转速达到额定转速，运行灵活。
(4)机组可靠性高，12年才需要进行一次大修，维护方便。
我国从1992年开始兴建超临界机组，直到21世纪初才开始引进超临界/超超临界技术。国内各汽轮机主机厂通过不同的合作方式引进、消化并吸收国外技术，逐步实现了超超临界机组的国产化。目前，我国已是世界上1000兆瓦超超临界机组发展最快、数量最多、容量最大和运行性能最先进的国家。
文/姚晨辉
本文来自《科学画报》
