1-夏威喜-苏州热工研究院有限公司-超超临界机组高温受热面服役安全保障技术与应用（7月18日 西安）.pdf

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1、超超临界机组高温受热面服役安全保障技术与应用汇报人：夏咸喜参加单位：苏州热工研究院有限公司西安热工研究院有限公司国家能源集团新能源技术研究院有限公司哈尔滨锅炉厂有限责任公司国家能源集团江苏电力有限公司上海明华电力科技有限公司汇报提纲项目背景与总体思路1主要技术内容与创新点2主要技术指标与先进性3知识产权与第三方评价4成果应用与效益5项目背景302004006008001000中国美国日本欧盟国内外火电机组概况300500MW600MW级1000MW级由于各国能源结构差异，中国超超临界机组装机容量远远高于国外，T22/23、Super304H、HR3C、T91/92等耐热钢大量应用于机组受热面，

2、受热面材料的多元化增加了金属监督难度，推高了非停发生概率。（台）本项目研究对象项目背景4机组非停华电华能国家能源大唐 国电投 其他合计（次/年）不完全统计值过热器爆管786482837523405再热器爆管8573951029336484水冷壁泄漏321635314215171省煤器泄漏2817262332/126每年因受热面问题导致非停的损失大到无法估量，因此，受热面完整性对机组长期安全经济运行至关重要！针对高温受热系统蠕变、腐蚀等失效问题，开展损伤与破坏机制、老化规律、先进监检测技术、精准寿命评估方法、改性延寿新工艺/新技术等研究，形成全寿命安全保障技术，具有技术领先性。3.33%6.67

3、%7.78%10%10%14.44%21.11%26.67%短时过热 焊接不良 疲劳失效 长时过热 腐蚀/腐蚀疲劳 设计/制造缺陷 壁厚减薄 其他 水冷壁 省煤器51.11%14.44%4.44%30%再热器 过热器 奥氏体钢 912Cr%钢24.49%31.63%16.33%27.55%碳钢 低合金钢 2016YFC0801900 国家重点研发计划“电站锅炉安全服役风险防控关键技术研究”，“典型材料和焊接接头的高温损伤机理及早期诊断关键技术研究”2项课题以及200余项横向项目总体思路5项目技术内容与主要创新点6明机理建立了受热面老化规律分析及损伤评定方法体系研发了受热面老化状态与结构完整性先

4、进监检测系统降风险建平台建立了高温受热面快速寿命预测模型及寿命管理平台 阐明了高温受热面材料复杂载荷耦合作用下的老化机理，建立了基于失效物理的材料微观组织损伤特征参量，实现受热面材料损伤水平的快速准确评价。开发了高温受热面氧化物和壁温实时在线监测系统，创制了受热面材料性能无损检测成套装置，对高温受热面材料损伤的在线监控和无损评价技术做出贡献。建立了基于断裂力学和机器学习模型的快速蠕变寿命预测方法，提出了表面强化等改性延寿新工艺/新方法，搭建了高温受热面材料寿命管理平台，实现了高温受热面寿命管理的智能化与安全事故预防的主动化。创新点1-建立了失效分析案例数据库7腐蚀疲劳开裂长时过热短时过热奥氏体

5、钢老化马氏体钢老化珠光体钢球化3.33%6.67%7.78%10%10%14.44%21.11%26.67%短时过热 焊接不良 疲劳失效 长时过热 腐蚀/腐蚀疲劳 设计/制造缺陷 壁厚减薄 其他 失效分析方法及应用过热过烧偏析脱碳热裂纹热冲击受热面失效案例统计典型失效模式分析创新点1-揭示了奥氏体钢析出相对冲击功影响规律8奥氏体耐热钢HR3C热老化规律研究HR3C钢热老化微观组织结构演化过程及模型HR3C钢服役过程中析出相典型三种形貌HR3C钢冲击功下降问题基于晶体塑性有限元对HR3C冲击功下降研究热老化过程中析出相占比研究HR3C钢三种析出相尺寸变化及I型熟化公式tDt33371.204.1

6、37创新点1-阐明了马氏体钢服役过程中强化机制9板条宽度位错密度强化机制讨论与分析T92钢典型结构演化服役过程性能变化02000040000600008000010203040506070 Strength mechanism/%Service time/h P llP强化机制Gr.92析出相020000400006000080000100000200300400500600700800900 Strength/MPaService Time/h Tensile strength at room temperature Yield strength at room temperature Te