清洁能源研究院M型煤粉锅炉专利获美国授权

日前，华能清洁能源研究院在700℃技术研发中形成的“适合于超高汽温蒸汽参数的M型煤粉锅炉”（英文名：M-type pulverized coal boiler suitablefor ultrahigh steam temperature）专利获得美国国家专利证书，标志着该技术已正式得到美国专利授权（专利号US 8,904,790 B2）。

　　700℃先进超超临界燃煤发电技术，是指主蒸汽压力超过35兆帕，主蒸汽温度超过700℃的新一代先进发电技术，是清能院主要研发的关键技术之一。清能院主要承担了国家能源局项目“700℃超超临界燃煤发电关键设备研发及应用示范”子课题“关键部件验证试验平台建立及运行”，以及华能集团科研项目“700℃超超临界燃煤电站锅炉机组紧凑布置方案研究”、“700℃关键部件验证试验平台建立与运行研究”。

　　经过全体科研人员的共同努力，清能院课题组在试验平台建设和材料研究方面，已完成700℃试验验证平台技术设计和施工设计，协调推动相关单位完成了各种高温镍基材料的试验研究，掌握了目前国内外有望应用于700℃机组的主要材料的相关技术特性，正在协同相关单位开展镍基关键部件的研制，平台建设的各项工作正有序进行。

　　在700℃系统优化方面，课题组创新性地提出了适合于超高汽温蒸汽参数的“M”型布置和倒置布置的燃煤锅炉结构形式，开展了700℃先进超超临界机组的系统方案设计及优化研究。目前，“M”型布置和倒置布置的锅炉结构形式均已获得我国发明专利授权，其中，“M”型布置炉型已经获得美国国家专利授权，而倒置布置炉型申请也已被美国国家专利局受理。

　　采用“M”型布置炉型的主要优点包括：一是通过M型结构尾部三烟道布置形式，将炉膛出口的高温烟气通过下行烟道引至较低标高处，使高温过热器和高温再热器布置在较低高度位置成为可能，从而可大大减少与汽轮机之间的高温蒸汽管道的长度，从而显著降低锅炉机组的制造成本，同时降低管道的沿程阻力和散热损失、提高了机组效率，使机组采用超高汽温蒸汽参数（如蒸汽温度大于700℃）成为可能，也便于采用超高汽温蒸汽参数和较高汽温（如蒸汽温度600℃）的机组采用蒸汽二次再热系统。二是由于设置炉膛出口高温下行烟道，其中、上部烟道内未布置受热面，可以维持高温烟气温度，因此，在炉膛内未燃尽的煤粉可以在炉膛出口下行烟道内进一步燃烧，燃尽性好，未完全燃烧热损失小。三是在炉膛内旋转流动的烟气，通过炉膛以及炉膛出口下行烟道的充分发展，气流更加均匀稳定，受热面吸热均匀，受热面及其内工质的温度偏差小。四是受热面主要布置在上行烟道中，烟气中的粉尘在重力作用下流速减慢或者向下沉降，因此对受热面的磨损降低。