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超（超）臨界機組關鍵高溫設備完整性與壽命評估技術

成果的背景及主要用途：作為國家中長期科學技術發展的 11 個重點領域之首的能源領域，發展高效潔凈超(超)臨界燃煤發電機組是實現節能減排的重要途徑，而蒸汽溫度和壓力的提高使得高溫管道等設備的服役環境更加惡劣，特別在最薄弱的焊接接頭部位，頻繁的早期失效事故引起的機組非計劃停運往往造成巨大的經濟損失，甚至導致嚴重的人員傷亡。因此，對設備進行科學準確的評估與預測，避免突發性的早期失效，是保證機組安全運行的關鍵。技術原理與工藝流程簡介：該項目在國家自然科學基金委、天津市科委及電力行業的大力支持下，針對超(超)臨界機組關鍵高溫設備，探明了耐熱鋼焊接細晶區 IV 型開裂、焊縫內部埋藏裂紋、插套焊接頭振動疲勞開裂等典型早期失效的產生機理，并提出了耐熱鋼焊接工藝、現場局部熱處理規范、插套焊焊接工藝與焊趾熔修用焊接材料等相應的延壽技術；開發了在役高溫設備實時老化性能的微創測試技術與設備，建立了基于蠕變損傷累積的剩余壽命評估技術；揭示了殘余應力和拘束水平對蠕變裂紋擴展行為的影響機制，建立了定量考慮這兩者影響的高溫缺陷壽命預測模型，豐富了高溫壽命評估方法。與國內外同類技術相比，該項目提出的壽命預測模型的精度大大提高，延壽技術更科學、全面、有效。技術水平及專利與獲獎情況：經專家鑒定，達到了國際先進水平。該項目共申請國家發明專利 11 項（已授權 4 項）、獲軟件著作權 3 項；發表論文 31 篇，其中 SCI 論文 12 篇，EI 論文 9 篇，并多次在國內外學術會議上做大會報告。應用前景分析及效益預測：該項目推動了我國超(超)臨界機組高溫部件壽命評估與延壽技術的發展，解決了超(超)臨界機組目前面臨的早期失效難題，不僅可保證機組的安裝質量，而 83天津大學科技成果選編且減少了不必要的返修，減少機組因非計劃停運和檢修周期超期帶來的巨大發電損失，對機組的安全經濟運行具有重要意義。應用領域：新技術技術轉化條件：近三年來，該項目開發的壽命評估軟件與延壽技術在全國 10 個省市的 16 個電廠得到應用，經濟效益達 2.3 億元，取得了顯著的社會經濟效益。合作方式及條件：根據具體情況面議

天津大學 2021-04-11

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