我国汽轮机产品的新进展与发展方向

史进渊，阳 虹，张宏涛，方 宇，李 军，王宝来

(1． 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司， 上海 200240； 2． 上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂， 上海 200240； 3． 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司， 哈尔滨 150046； 4． 东方电气集团东方汽轮机有限公司， 四川德阳 618000； 5． 西安交通大学 能源与动力工程学院， 西安 710049； 6．杭州汽轮机股份有限公司， 杭州 310015)

汽轮机是一种将高温高压蒸汽的热能转换为机械功的旋转式动力机械，应用广泛。从1883年瑞典工程师拉瓦尔(Laval)创造出第1台功率为3.7 kW(即5 马力)的轴流单级冲动式汽轮机起，国外汽轮机发展历史已有138 a[1]。而国内汽轮机发展历史已有66 a，1955年我国制造出第1台6 MW汽轮机[2]。进入21世纪，我国汽轮机产品快速发展[3]。基于我国能源结构特点，汽轮机是21世纪乃至更长时期内我国能源高效转换和洁净利用系统的核心动力装备。过去10年，在国家政策引导和市场需求推动下，通过产学研用合作，我国汽轮机在高参数、大容量、高效率等方面取得了一系列新进展[4]。我国火电、核电和工业汽轮机均有新的发展，提升了高参数火电汽轮机、大功率核电汽轮机以及高效率工业汽轮机的自主化设计、国产化制造和批量化生产的能力。笔者回顾总结了过去10年我国汽轮机产品的重要进展，对于确定下一步我国汽轮机发展方向具有重要意义。

1 国外汽轮机技术的研究进展

1.1 国外700 ℃汽轮机

1998年，欧盟启动了为期17 a的“Thermie AD700计划(1998-2014)”[4]。“Thermie AD700计划”的目标是研制下一代超超临界机组，使其进汽参数达到37.5 MPa/700 ℃/700 ℃，发电效率达到52%～55%。其中汽轮机采用二次再热，由超高压缸、高压缸、中压缸和低压缸组成。由于面临镍基合金大型铸锻件制造和焊接等技术难题，欧盟700 ℃汽轮机研制工作尚未完成。美国能源部于2000年启动了Vision21计划[4]，该计划的目标是15 a后(即2025年)汽轮机的进汽参数达到35 MPa/760 ℃/760 ℃。日本推出“凉爽地球-能源创新技术计划”[4]，开展700 ℃等级先进超超临界压力发电(A-USC)技术研究。

1.2 国外1 720 MW和1 650 MW级核电汽轮机

芬兰奥基陆托(Olkiluoto)3号机组是2005年开工建设的世界上第1台EPR(Evolutionary Power Reactors)第三代核电机组，核电汽轮机由西门子公司制造[4]，其额定功率为1 720 MW，采用单轴四缸六排汽，转速为1 500 r/min，为反动式汽轮机。作为最早开工的EPR第三代核电首堆，该机组原计划在2009年初投运，至2019年底拖期已经超过11 a。

法国弗拉芒维尔(Flamanville)3号机组是法国唯一在建的EPR第三代核电机组，是世界上第2台EPR第三代核电机组，于2007年12月开工建设。核电汽轮机由ALSTOM供货[4]，其额定功率为1 650 MW，采用Arabelle技术的单轴四缸六排汽，转速1 500 r/min，为冲动式汽轮机。该机组原计划在2012年5月投运，到2019年底尚未投入运行，拖期已经超过7 a。

2 高参数火电汽轮机

2.1 在役台数

采用600 ℃一次再热超超临界汽轮机、610～620 ℃一次再热超超临界汽轮机和610～620 ℃二次再热超超临界汽轮机已经成为火电机组降低供电煤耗率的重要技术途径。截至2019年底，我国生产的600 ℃超超临界一次再热90台1 000 MW级汽轮机和108台660 MW汽轮机、610～620 ℃超超临界一次再热31台1 000 MW级汽轮机和61台660 MW汽轮机、610～620 ℃超超临界二次再热9台1 000 MW级汽轮机和6台660 MW汽轮机先后投入运行。通过投运高参数火电汽轮机、改造在役汽轮机通流部分及关停小型火电机组，我国火电机组供电煤耗率有所下降，2019年全国火电机组供电煤耗率为307 g/(kW·h)，较2010年(333 g/(kW·h))降低了26 g/(kW·h)。

2.2 技术特点

2010—2019年，我国火电汽轮机的典型技术特点如下：

(1) 从2012年我国起步1 000 MW级二次再热超超临界汽轮机的研发工作[5-6]，主蒸汽温度由600 ℃提高到615 ℃，再热蒸汽温度由600 ℃提高到620 ℃和630 ℃，主蒸汽压力由25 MPa提高到一次再热机组的28 MPa和二次再热机组的35 MPa。

(2) 列为国家“十二五”节能减排国家重大科技支撑计划项目的国电泰州发电有限公司(以下简称泰州)二期工程3号机组是全球首台超超临界二次再热1 000 MW汽轮机，已在2015年9月25日投产，其进汽参数为31 MPa/600 ℃/610 ℃/610 ℃，采用单轴五缸四排汽。2018年我国超超临界1 000 MW机组年运行加权的供电煤耗率为282.81 g/(kW·h)，其中华能莱芜发电有限公司(以下简称莱芜)进汽参数为31 MPa/600 ℃/620 ℃/620 ℃的1 000 MW机组煤耗的全年供电煤耗率最低，达到270.1 g/(kW·h)。

(3) 全球单轴功率最大的28 MPa/600 ℃/620 ℃超超临界一次再热1 240 MW汽轮机采用五缸六排汽，已于2020年7月7日在广东华厦阳西电厂(以下简称阳西)投运。

(4) 全球最大的热电联供机组是进汽参数为28 MPa/600 ℃/620 ℃的1 000 MW湿冷一次再热超超临界汽轮机，于2018年6月22日在天津国投津能发电有限公司(以下简称北疆)投入运行。这2台国产机组日产30万吨淡化的海水，纯凝工况下煤耗率降至263.3 g/(kW·h)，兼顾供应1 000 t/h采暖用汽和1 400 t/h工业用汽，全年平均热效率提高到65.6%。

(5) 自主设计制造出参数最高、容量系列完整的超超临界一次再热660～1 100 MW直接空冷和间接空冷汽轮机。

我班的小思远，淘气自我约束力差，时常惹麻烦。当他又出现小毛病时，我会毫不客气的对他批评，指出不足之处，并鼓励他做一个有上进心的孩子。有一次他在劳动中默默地把劳动工具收拾好，摆放好。看到他做的这些，我心里很感动。摸着他的小脑袋在班级大力表扬他的主人翁意识，号召其他孩子向他学习。这孩子一下子找到了自信，上课腰板挺得直直的，听得特别认真。批评与表扬中他明白什么事可为，什么事不可为，培养了孩子辨别是非的能力。为孩子的成长奠定良好的基础。

(6) 全球首台双机回热超超临界一次再热、单轴四缸四排汽1 000 MW汽轮机以及抽汽背压小汽轮机于2018年11月9日在广东陆丰甲湖湾电厂(以下简称甲湖湾)成功投运。

(7) 全球首台高低位布置的超超临界二次再热1 350 MW双轴汽轮机于2020年12月16日在安徽淮北平山电厂并网发电。安装该汽轮机的安徽淮北平山电厂二期(以下简称平山)在2015年被国家能源局列为国家煤电示范工程，于2018年3月30日开工建设。该汽轮机采用七缸六排汽，进汽参数为32.5 MPa/610 ℃/630 ℃/623 ℃，为高低位双轴布置。其中1个单流超高压缸和1个单流高压缸为高位布置，2个双流中压缸和3个双流低压缸低位布置在传统的汽轮机平台上，可以减少主蒸汽管道、一次再热蒸汽管道和一次冷再热蒸汽管道的长度。与常规超超临界一次再热1 000 MW机组相比，该汽轮机设计热耗率下降约453 kJ/(kW·h)。

(8) 全球首台全高位布置超超临界一次再热660 MW汽轮机于2020年12月23日在陕西国华锦界能源有限责任公司(以下简称锦界)投产。该汽轮机为直接空冷汽轮机，进汽参数为28 MPa/600 ℃/620 ℃，采用三缸两排汽和整机高位布置，高压缸、中压缸和低压缸均布置在65 m汽轮机运转平台上，减少了四大管道长度。汽轮机基础采用弹簧隔振基础，取消了排汽装置，排汽缸与空冷岛直接连接。该汽轮机全高位布置，为700 ℃汽轮机镍基合金高温蒸汽管道的设计提供了工程经验。

(9) 全球最长轴系、超低背压的超超临界二次再热1 000 MW汽轮机于2020年11月11日在大唐东营发电公司(以下简称东营)投运。该汽轮机为全球首台单轴六缸六排汽的汽轮机，设计背压为2.9 kPa，排汽体积流量大幅增加。若采用常规的五缸四排汽方案，则背压为4.5 kPa时末级叶片已处于阻塞状态，需增大排汽面积。为了匹配2.9 kPa的超低背压，采用具有3个低压缸的六排汽方案，旨在更好地利用超低背压。与五缸四排汽方案相比，该方案的热耗率可降低44 kJ/(kW·h)左右。该汽轮机采用1个超高压缸、1个高压缸、1个中压缸和3个低压缸的串联布置方式，汽轮机组轴系全长59.50 m，总质量约为456.99 t。国际运行经验表明，单轴汽轮机的汽缸数目不应超过5[7]，因此单轴六缸汽轮机的设计和使用面临很大困难。我国单轴六缸六排汽汽轮机的研制和应用已突破了国际上单轴汽轮机汽缸数目的上限。

(10) 全球首台常规布置630 ℃超超临界二次再热1 000 MW汽轮机预计于2021年在大唐郓城发电有限公司(以下简称大唐郓城)并网发电。该汽轮机进汽参数为35 MPa/615 ℃/630 ℃/630 ℃，采用单轴五缸四排汽和低背压(4.0～4.1 kPa)技术，末级叶片叶高为1 450 mm。

3 1 000～1 755 MW核电汽轮机

到2019年6月底，我国有47台核电汽轮机投入运行，居世界第三；有11台核电汽轮机在安装，居世界第一[8]。

3.1 东汽1 000 MW级核电汽轮机

由东方电气集团东方汽轮机有限公司(以下简称东汽)生产的1 000 MW级核电汽轮机为半转速、单轴、冲动式汽轮机，采用高中压合缸、2个双流低压缸的三缸四排汽结构[9]。其中，高中压模块为合缸结构，高压通流部分有9级，中压通流部分有4级，高中压13级动叶片都是自带冠的叉形叶根。高中压转子为焊接转子，采用4段3焊缝。低压模块有2个低压缸，低压通流部分有2×2×5=20级，采用双流对称布置，低压排汽面积为74.2 m2。低压转子为焊接转子，采用10段9焊缝，2根低压转子可以互换。东汽生产的大功率核电汽轮机还有“华龙一号”第三代核电技术压水堆核电站1 160 MW(福建福清核电有限公司(以下简称福清)5号和6号)与1 200 MW(宁德5号和6号)半速核电汽轮机，以及CAP1400第三代核电技术压水堆核电站1 500 MW半速核电汽轮机。其中,“华龙一号”配套汽轮机采用三缸四排汽；CAP1400第三代核电技术压水堆核电站配套汽轮机采用四缸六排汽，高中压模块同样采用高中压合缸结构，低压模块采用东汽全新研发的1 828 mm末级长叶片，配套6段5焊缝结构的空心焊接转子，单根低压转子长达13 m，质量为283 t。

由东汽生产的广东岭东核电有限公司(以下简称岭澳)3号和4号、福建宁德核电有限公司(以下简称宁德)1号～4号、辽宁红沿河核电有限公司(以下简称红沿河)1号～4号、方家山核电站1号和2号以及福清1号～4号等CPR1000压水堆核电站1 000 MW半速核电汽轮机已经投入运行。“华龙一号”全球首堆示范项目的福清5号机组已于2021年1月30日投运。

3.2 上汽1 000 MW级核电汽轮机

由上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂(以下简称上汽)生产的1 000 MW级核电汽轮机为半转速、单轴、反动式汽轮机，采用1个双流高压缸、2个双流低压缸的三缸四排汽结构[10]。其中，高压通流部分有2×14=28级。高压转子为整锻转子，低压转子为套装转子。低压模块有2个低压缸，低压通流部分有2×2×10=40级，采用双流非对称布置。低压排汽面积为80 m2。高压汽缸与低压汽缸均采用双层缸结构。

由上汽生产的阳江核电有限公司(以下简称阳江)1号～4号以及广西防城港核电有限公司(以下简称防城港)1号和2号等CPR1000压水堆核电站1 000 MW级半速核电汽轮机已经投入运行。上汽生产的1 000 MW级核电汽轮机还有“华龙一号”第三代核电技术压水堆核电站1 187 MW半速核电汽轮机(防城港3号和4号)与巴基斯坦K2和K3“华龙一号”1 000 MW级半速核电汽轮机。

3.3 哈汽1 000 MW级核电汽轮机

由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(以下简称哈汽)生产的1 000 MW级核电汽轮机为半转速、单轴、反动式汽轮机，采用1个双流高压缸、3个双流低压缸的四缸六排汽结构[11]。其中，高压通流部分有2×10=20级。高压转子为整锻转子，低压转子采用无中心孔整锻转子。低压通流部分有3×2×10=60级，低压叶片采用全三维设计、反动式叶片、整体围带和枞树型叶根，低压排汽面积为106.2 m2。高压汽缸采用外缸与隔板套(内缸)双层缸结构，低压汽缸采用三层缸结构(低压外缸、低压内缸和低压蒸汽室)。

由哈汽生产的中核集团三门核电有限公司(以下简称三门)1号和2号、山东核电有限公司1号和2号AP1000第三代核电技术压水堆核电站的1 250 MW半速核电汽轮机以及江苏田湾核电有限公司(以下简称田湾)VVER-1000(Vodo-Vodynaoi Energetichesky Reactor-1000)压水堆核电站1 125 MW(3号和4号)半速核电汽轮机已经投入运行。哈汽生产的1 000 MW级核电汽轮机还有海南核电有限公司二期压水堆核电站“华龙一号”1 197 MW半速核电汽轮机。

3.4 第三代和第四代核电汽轮机

由东汽生产的世界上在役单机容量最大的汽轮机于2018年在台山核电合营有限公司(以下简称台山)投入商业运行。台山1号机组是世界上首台实现并网发电的EPR第三代核电机组，汽轮机单机容量为1 755 MW，采用四缸六排汽，转速1 500 r/min，为冲动式汽轮机，末级叶高为1 430 mm。台山1号机组于2009年开工建设，2号机组于2010年开工建设。台山1号、2号机组分别是继2005年开工的芬兰奥基陆托3号机组、2007年开工的法国弗拉芒维尔3号机组后，全球第三和第四台开工建设的EPR第三代核电机组。在2018年6月29日，台山核电1号1 755 MW汽轮机首次并网发电成功，于2018年12月13日投入运行。

华能山东石岛湾核电有限公司(以下简称石岛湾)核电站是我国第四代核电技术首个高温气冷堆示范工程。该核电站汽轮机的进汽参数为13.24 MPa/566 ℃，额定功率为211.9 MW，转速为3 000 r/min，额定背压为4.5 kPa。汽轮机由1个单流高压缸和1个双流低压缸组成，高压缸有21级，低压缸有2×7=14级，末级叶高为1 050 mm。由于高压缸的排汽仍为过热蒸汽，汽轮机没有配置汽水分离再热器(MSR)。该汽轮机于2017年4月完成安装工作,预计2021年并网发电。

4 工业汽轮机

根据用途，工业汽轮机可以分为工业驱动用汽轮机和工业发电用汽轮机。

4.1 工业驱动用汽轮机

近几年来，我国工业驱动用汽轮机技术发展迅速，已应用于化工、冶金、电站给水泵和核电等领域，形成了一系列新产品，典型产品见表1。杭州汽轮机股份有限公司(以下简称杭汽)研制的全球最大150万t/a超大型乙烯装置用90 MW工业汽轮机(乙烯三机)，于2020年1月2日在恒力石化(大连)有限公司(以下简称恒力石化)投运。

4.2 工业发电用汽轮机

工业发电用汽轮机发展的技术特点体现在一次再热技术在小功率汽轮机上应用和参数提高2个方面。2011年之前，我国100 MW以下汽轮机均采用非再热型式，2012年东汽在我国首次推出65 MW一次再热机型，该型号汽轮机热耗率可降低7%，为小功率汽轮机采用再热型式提供了工程实践经验。在此基础上，陆续研制出25～135 MW一系列再热汽轮机。与没有再热的25 MW汽轮机相比，进汽参数为6.3 MPa/445 ℃/425 ℃的25 MW湿冷一次再热垃圾发电用汽轮机的热耗率下降370 kJ/(kW·h)。进汽参数为13.2 MPa/566 ℃/566 ℃的30～50 MW湿冷一次再热发电用汽轮机的热耗率比非再热50 MW机组约低10%。这些工业发电用汽轮机广泛应用于钢厂余热利用、垃圾发电和太阳能光热发电等领域，有效提高了发电效率及能源利用率，典型产品见表2。

表1 典型工业驱动用汽轮机新产品

表2 典型工业发电用再热汽轮机新产品

5 汽轮机参数与功率

新型大容量电站汽轮机主要包括火电湿冷一次再热超超临界汽轮机、火电湿冷二次再热超超临界汽轮机、火电空冷超超临界汽轮机与核电汽轮机。2010年以来，我国大功率电站汽轮机的参数与功率有所提高，创造了多项全球第一，按照投入运行或并网发电的时间顺序，图1给出国内外汽轮机功率的

图1 国内外汽轮机功率的增长示意图

增长趋势。表3给出了典型汽轮机的参数和功率。其中,田集指的是淮沪电力有限公司田集第二发电厂;万州指的是重庆神华万州电厂;安源指的是华能安源发电有限责任公司;农六师指的是新疆农六师煤电有限公司;哈密指的是国电哈密煤电开发有限公司;托克托指的是大唐国际托克托发电有限责任公司;宁东指的是国华宁东发电有限公司;赵石畔指的是陕能赵石畔煤电有限公司雷龙湾电厂;横山指的是陕西横山发电有限责任公司;鸳鸯湖指的是神华国能宁夏鸳鸯湖发电有限公司。我国火电汽轮机单轴最大功率达到1 240 MW，双轴最大功率达到1 350 MW，而核电汽轮机最大功率达到1 755 MW。

表3 典型电站汽轮机的参数和功率

6 末级长叶片

采用更长末级叶片是降低末级排汽损失、增加末级排汽面积、提高末级出力和做功能力的重要技术手段，可以减少大功率汽轮机的低压缸数量，从而降低汽轮机造价。空冷660 MW超超临界汽轮机采用叶高为863 mm、910 mm和1 100 mm的末级叶片，可采用1个低压缸。

我国汽轮机长叶片设计体系建立在理论计算及大量试验研究的基础上，通过工程验证，形成了气动热力设计方法、强度与振动设计准则及软件、制造安装工艺规范、质量控制规范和实物试验验证规范。在气动、强度和材料学科的带动下，我国自主研制出具有国际先进水平的超长末级叶片和低压模块，典型末级长叶片的叶高见表4。国内低压长叶片按照避开50 Hz湿冷系列、50 Hz空冷系列及核电半速25 Hz系列开发，均采用成熟和先进的长叶片开发技术以及适用相应标准的材料。

表4 典型汽轮机末级长叶片的叶高

7 汽轮机发展方向

7.1 发电效率50%以上机组的汽轮机

7.1.1 650 ℃汽轮机

汽轮机的进汽参数初步确定为35 MPa/630 ℃/650 ℃/650 ℃，为二次再热1 000 MW汽轮机。已有订货的二次再热630 ℃汽轮机，其机组发电效率达到50%的前提是采用低背压(4.0～4.1 kPa)技术。二次再热650 ℃汽轮机机组发电效率达到50%时设计为常规背压4.9 kPa。由于650 ℃汽轮机的进汽参数较高，在相同背压下，其热耗率较630 ℃汽轮机更低，机组发电效率超过50%。

工作温度为650 ℃的超高压内缸、高压内缸、中压内缸、超高压阀壳、高压阀壳和中压阀壳等大型铸件材料拟采用镍基合金或马氏体耐热钢。超高压转子、高压转子和中压转子拟采用焊接转子结构，高温段拟采用镍基合金，非高温段采用9%～12%Cr钢。

7.1.2 700 ℃汽轮机

700 ℃汽轮机的进汽参数初步拟定为35～38 MPa/700 ℃/720 ℃，为一次再热或二次再热700～1 000 MW汽轮机。机组发电效率为52%～55%，采用深海海水冷却的超低背压机组发电效率可达55%，内陆地区采用冷却塔方式冷却的机组发电效率可达52%。700 ℃汽轮机的超高压转子、高压转子和中压转子均采用焊接转子结构，高温段采用镍基合金，大型铸件也采用镍基合金。

降低镍基合金高温管道费用是决定700 ℃汽轮机能否产业化的关键因素之一。技术经济性分析表明，700 ℃汽轮机示范工程中采用一次再热、三缸两排汽的700 MW汽轮机以及全高位布置可以大幅度降低镍基材料的消耗，提高700 ℃汽轮机的性价比。整台汽轮机组全高位布置可以大幅度减少主蒸汽管道和一次再热蒸汽管道的长度，降低其成本，与在役超超临界机组相比，考虑参数提高、高位布置管道使压损减少以及双机回热系统等因素，汽轮机的热耗率降幅超过5%。

7.2 1 900～2 200 MW核电汽轮机

7.2.1 CAP1700半速核电汽轮机(1 900 MW)

CAP1700半速核电汽轮机的主蒸汽参数为5.52～5.92 MPa/270～274.7 ℃，主蒸汽湿度为0.36%～0.45%，额定功率为1 900 MW，转速为1 500 r/min，主蒸汽质量流量为10 037～10 260 t/h，背压为3～7 kPa。总体方案为单轴四缸六排汽或单轴五缸八排汽。采用焊接转子或整锻转子，根据背压的不同，采用1 710～2 100 mm末级长叶片。

7.2.2 CAP1900半速核电汽轮机(2 100～2 200 MW)

CAP1900半速核电汽轮机的主蒸汽参数为5.52～5.92 MPa/270～274.7 ℃，主蒸汽湿度为0.36%～0.45%，额定功率为 2 100～2 200 MW，转速为1 500 r/min，主蒸汽质量流量为11 094～11 880 t/h，背压为3～7 kPa。总体方案为单轴四缸六排汽或单轴五缸八排汽。采用焊接转子或整锻转子，根据背压的不同，采用2 200～2 300 mm末级长叶片。

7.3 全速和半速长叶片

7.3.1 全速1 450～1 550 mm长叶片

全速湿冷钛合金1 450～1 550 mm末级长叶片采用钛合金材料TC4，设计排汽面积为16.17 m2，适用于超超临界二次再热两排汽660 MW汽轮机、参数更高的联合循环汽轮机、低背压四排汽1 000 MW汽轮机以及4.9 kPa常规背压四排汽1 200～1 300 MW汽轮机。国内汽轮机制造企业已经完成1 500～1 550 mm钛合金叶片的气动设计，根据加工制造工艺等要求编制了钛合金长叶片加工制造规范，可实现此类叶片加工制造的规范化。国内已完成1 450 mm钛合金叶片的设计工作、一系列加工工艺试验研究以及实物叶片的加工制造，2019年7月23日完成实物叶片的调频试验工作。1 450 mm钛合金叶片计划应用于大唐郓城或中兴电力蓬莱发电有限公司超超临界二次再热1 000 MW发电机组。

7.3.2 半速2 000～2 300 mm长叶片

2 000～2 100 mm叶片是为CAP1700汽轮机开发的末级长叶片，排汽面积超过29 m2，适用于六排汽2 000～2 200 MW半速核电汽轮机，也适用于四排汽1 000 MW级半速核电汽轮机。目前2 000 mm末级叶片设计开发工作已经完成，计划寻找合适的项目进行模化叶片的实机运行验证。

2 200～2 300 mm叶片是为CAP1900汽轮机开发的末级长叶片，排汽面积超过32 m2，适用于六排汽2 100～2 200 MW半速核电汽轮机。国内正在开展末级长叶片的气动、强度、振动和结构设计工作以及加工制造工艺研究，初步具备实物叶片制造条件，下一步需要开展末级长叶片动频试验验证等研究工作。

开发较大工况变化范围内高性能、具有良好运行灵活性和高可靠性的末级长叶片的技术难度较大。考虑全三维气动性能、流固耦合特性、汽液两相特性、强度振动特性和整圈连接结构阻尼特性等，末级长叶片多学科、多目标优化设计有待深入研究。

8 结 论

(1) 国内汽轮机制造行业在火电汽轮机单轴最大功率1 240 MW、二次再热31 MPa/615 ℃/620 ℃/620 ℃、高参数35 MPa/615 ℃/630 ℃/630 ℃、双轴高低位布置最大功率1 350 MW、双机回热抽汽循环、热电联产28 MPa/600 ℃/620 ℃的1 000 MW、超低背压2.9 kPa的六缸六排汽超长轴系等方面，已经取得了具有国际先进水平的新成就。

(2) 第三代核电技术压水堆核电站采用的1 250 MW半速核电汽轮机和全球功率最大的1 755 MW半速核电汽轮机率先在我国投入运行，第四代核电技术高温气冷堆核电站211 MW汽轮机(进汽参数为13.24 MPa/566 ℃)已经完成电站现场安装工作。

(3) 全球最大150万t/a超大型乙烯装置用90 MW工业驱动用汽轮机已经投运，新研制的一次再热25～135 MW工业发电用汽轮机广泛应用于垃圾发电、太阳能光热发电和钢厂余热发电等领域，提高了发电效率及能源利用率。

(4) 全球现役空冷汽轮机最长末级叶片(长度为1 100 mm)已经投入运行，全速火电汽轮机的钛合金1 450 mm末级长叶片以及半速核电汽轮机的1 710 mm、1 800 mm、1 828 mm和1 905 mm末级长叶片已经完成叶片动频调频试验，其中1 905 mm末级长叶片成为全球已经制造出的最长末级叶片。

(5) 汽轮机产品未来的发展方向主要体现在以下几个方面：发电效率50%以上机组的火电汽轮机、1 900～2 200 MW核电汽轮机、全速1 450～1 550 mm和半速2 000～2300 mm长叶片。

致谢：本文研究工作得到了彭泽瑛、丰镇平、潘家成、李宇峰、侯明军、吴建中和叶兴柱等的大力支持，在此深表谢意。