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1、安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,1,电站锅炉安全保障科技体系重（热）点研究项目 （综述部分）,报告人：窦文宇 中国特种设备检测研究院 2010-7-15,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,2,目 录 一、国内需求分析 二、国内外相关研究现状 三、目前我国重（热）点研究项目,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,3,一、国内需求分析,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,4,一、国内需求分析,技术发展,需要基础理论和数据,新材料 新失效机理,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,5,一、国内需求分析,社会经济发展,需要长周期安全运行,安全保障科技体系重热点研究项目综
2、述窦文宇,6,一、国内需求分析,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,7,一、国内需求分析,现阶段我国锅炉安全面临的问题 许多材料的基础数据没有充分掌握就开始大规模使用（SC、USC用钢）； 有关节能减排和资源综合利用的锅炉新技术引发的安全问题没有被引起重视（高温氯腐蚀、冷凝腐蚀、低NOx技术引发的高温腐蚀） ； 检测监测手段不够先进，可靠性不高（炉管壁温监测、不拆保温层检测）； 还没有形成适合我国国情的、系统的锅炉安全评价和寿命评估技术（没有规范、标准）； 前瞻性的研究不足（更高参数锅炉用钢）。,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,8,一、国内需求分析,无论是锅炉安全保障科技体系建
3、立的需要，还是解决我国现阶段锅炉安全面临问题的需要：迫切需要开展多学科交叉的、手段多样的、以解决目前锅炉安全存在的突出性、共性、机理性、关键性和紧迫性的技术难题为目标的、同时具有前瞻性一系列研究。,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,9,二、国内外相关研究现状,根据锅炉安全保障科技体系的需要，一个全面的锅炉安全检测与评价研究手段与能力应当包括： 材料研究提供基础数据 检测监测与评价研究提供手段 仿真研究补充、丰富手段,手段间的互相验证 寿命评估、管理与延寿技术研究集成应用研究,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,10,二、国内外相关研究现状,国外研究现状 材料方面 研究围绕蠕变、疲
4、劳、腐蚀（高低温、蒸汽侧）、磨损 研究手段现场试验+实验室试验（制样+现场取样）,最真实 最可靠 花费大 不灵活,花费小 时间少 较灵活 易对比,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,11,二、国内外相关研究现状,国外研究现状 材料方面,高温腐蚀现场挂炉 + 实验室 （气相腐蚀、合成灰腐蚀）,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,12,二、国内外相关研究现状,国外研究现状 材料方面,蒸汽侧氧化现场挂炉+现场割管+实验室模拟,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,13,二、国内外相关研究现状,国外研究现状 材料方面,低温腐蚀酸中浸泡实验（误差较大，但便对比）+现场试验 检测监测与安全
5、评价方面 失效样品库注重失效样品的收集、分析、分类和保存（APTECH） 部件样品库安全评价与检测仪器研究需要（定制+现场取样） 检测监测仪器开发针对锅炉典型结构和典型缺陷（应力应变测试、水冷壁垢量、氧化皮测量）,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,14,二、国内外相关研究现状,国外研究现状 数值仿真方面,引进大型商用仿真软件（ANSYS、CFX、FLUENT、PHONIX、FLOWMASTER） 在商用软件基础上，结合自己的试验成果，开发拥有自主知识产权的专用软件（ABB ALSTOM、FW、APTECH）,寿命评估方面 注重材料基础研究、失效分析、检测监测手段、安全评价方法、数值仿真
6、方法等能力的整合 注重现场实际,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,15,二、国内外相关研究现状,国内研究现状,许多关于材料尤其是新型耐热钢的基础数据我们并没有掌握 通常依赖国外的标准规范或试验结果，受制于人 已有实验室专业过于单一，学科交叉性不够，专业覆盖面不广 实验室研究对象与内容与现场实际脱离，甚至落后于实践 研究手段单一，没有成体系 研究分散，缺乏有效的交流平台，数据共享程度低 数据的获取方式以及获得方法不统一,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,16,三、目前我国重（热）点研究项目,建立电站锅炉长周期运行安全保障技术体系,延长电站锅炉计划检修周期,降低电站锅炉事故停机率,
7、以安全等级分类、寿命评估和风险评估为技术核心,以基础理论研究成果为指导,以监测、检测、检验预警为技术手段,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,17,三、目前我国重（热）点研究项目,研究内容,共性研究,材料性能研究,技术方法研究,失效机理分析研究,关键技术研究,预警预防关键技术研究,检测、监测装置研发,安全评估和寿命预测关键技术,工程示范,形成技术标准,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,18,三、目前我国重（热）点研究项目,材料性能研究,（1）典型耐热材料的基础性能进行全面收集、归纳和整理； （2）试验； （3）典型耐热材料显微组织、力学性能演变和寿命损耗之间的依存关系； （4）提
8、出超临界、超超临界电站锅炉承压部件典型耐热金属材料性能综合评价方法。,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,19,三、目前我国重（热）点研究项目,材料性能研究,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,20,三、目前我国重（热）点研究项目,材料性能研究,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,21,三、目前我国重（热）点研究项目,材料性能研究,P91长时蠕变断裂曲线,运行二年母材金相照片500,运行三年母材金相照片 500,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,22,三、目前我国重（热）点研究项目,失效机理分析研究,（1）收集电厂运行不同时间或发生爆管的过热器、再热器、水冷壁、省煤器
9、管管段进行失效分析研究； （2）对运行不同时间发生爆管的管段在试验室进行加速老化模拟试验，提出环境行为控制的失效模型， （3）根据失效模式调研、试验研究和分析，编制锅炉管失效分析专家系统软件； （4）从材料研究的角度分析失效类型，找出其宏观、微观基本特征，给出失效典型图谱；,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,23,三、目前我国重（热）点研究项目,失效机理分析研究,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,24,三、目前我国重（热）点研究项目,失效机理分析研究,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,25,三、目前我国重（热）点研究项目,失效机理分析研究,安全保障科技体系重热点研究项目
10、综述窦文宇,26,三、目前我国重（热）点研究项目,失效机理分析研究,氢腐蚀,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,27,三、目前我国重（热）点研究项目,失效机理分析研究,水冷壁高温腐蚀,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,28,三、目前我国重（热）点研究项目,预警预防技术研究,（1）电站锅炉炉膛出口烟气流速与温度偏差成因与削减技术的研究； （2）炉内温度与热负荷分布特性的研究； （3）膜式水冷壁鳍片管温度场数值研究； （4）基于工质侧流动传热数值分析和特征参数测量的电站锅炉水冷壁失效预警方法。,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,29,三、目前我国重（热）点研究项目,预警预防技
11、术研究,并联回路流量叠加原理 串联回路压降叠加原理,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,30,三、目前我国重（热）点研究项目,快速高效检测监测装置研制,（1）带保温层管道腐蚀电磁导波检测装置； （2）水冷壁管腐蚀多通道低频涡流检测装置； （3）过（再）热器管内氧化皮厚度检测装置； （4）奥氏体管内氧化物堆积检测装置； （5）过热器和再热器管高可靠性寿命在线监测装置； （6）基于图像的电站锅炉主蒸汽管道蠕变在线监测装置。,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,31,三、目前我国重（热）点研究项目,安全评价与寿命评估技术研究,（1）电站锅炉热交换管故障模式、后果分析（FMEA）评价技术； （2）电站锅炉水冷壁、省煤器、过热器和再热器的爆管泄漏的故障发生概率、故障后果的分析研究； （3）电站锅炉水冷壁、省煤器、过热器和再热器的爆管泄漏的安全等级分类方法； （4）不同失效模式下常用的寿命评估方法； （5）寿命评估的流程。,安全保障科技体系重热点研究项目综述窦文宇,32,谢 谢！,