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620 ℃高效超超临界机组用FB2钢高温持久过程组织演变分析

2021-08-23秦承鹏李太江李益民

动力工程学报 2021年8期

田 晓,徐 慧,秦承鹏,李太江,李益民

(1. 西安热工研究院有限公司, 西安 710051; 2. 西安益通热工技术服务有限责任公司, 西安 710048)

近5年来,我国大力发展和建设再热蒸汽温度高达620 ℃的高效超超临界机组(简称620 ℃机组)[1-2]。截至2019年底,我国投运、在建和设计的1 000 MW/660 MW等级的620 ℃机组(包括一次再热和二次再热)已超过160台,远超其他国家620 ℃机组的总和[3]。由于620 ℃机组的再热蒸汽温度高达620 ℃,其对材料性能的要求也更高[4]。相对于常规超超临界机组,在上一代改良型Cr质量分数为9%~12%的转子钢基础上,620 ℃机组汽轮机中压转子材料进一步添加了Co元素和微量B元素,并去除W元素,目前620 ℃机组汽轮机中压转子材料普遍采用欧洲COST522计划中开发的FB2钢,且部分汽轮机高压转子也采用FB2钢[5-7]。

汽轮机中压转子长期在高温、高压下高速旋转,承受较高的应力,特别是转子进汽端的服役温度最高,随着火电机组服役时间的延长,在高温和应力作用下汽轮机高中压转子会发生蠕变损伤[8-9],转子材料的微观组织也会老化[10-11],导致材料的力学性能劣化。国内外研究人员对FB2钢的常规力学性能进行了大量试验研究[12-14]。笔者主要研究了FB2钢在620 ℃下持久试样的微观组织、析出相类型及形态随时间的变化,分析了不同持久时间下持久试样的组织老化对其性能的影响,旨在掌握FB2钢长期服役过程中组织和性能的变化规律,从而为620 ℃机组汽轮机转子的运行监督、寿命评估和服役状态评价提供科学指导和技术参考。

1 试验材料和方法

表1 FB2转……

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