近日，东方电气集团所属东方汽轮机自主研制的国内首台20万千瓦光热汽轮机从四川德阳发运。该光热汽轮机将应用于国内单体规模最大塔式光热项目——中广核德令哈100万千瓦光热储一体化项目。

中广核德令哈二期1号机20万千瓦光热汽轮机组。该机组是中广核太阳能德令哈100万千瓦光伏光热项目重要部分，该电站由80万千瓦光伏和20万千瓦光热组成，其中光热部分采用塔式二元熔盐聚光储热发电技术，采用单塔设计，储能发电采用6h储热时长。

作为光热储一体化项目的核心设备，此次发运的汽轮机机组型式为超高压、双缸、一次中间再热、下排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，高压模块采用筒型缸结构，中低压转子采用国内首次应用于光热发电领域的焊接技术，具有高经济性、高灵活性、高可靠性等优点。

常规汽轮机和光热汽轮机到底有何区别？

火电机组单机容量越大，发电效率越高。因此，目前国际上主要火电大国均在考虑建造更大容量和更高参数的超超临界机组。制约机组最大容量的因素有很多。首先是材料上的制约，其次是锅炉容量的制约，同时机组容量还要受到汽轮机容量的制约。

1884年英国工程师帕森斯设计制造了第一台单级反动式汽轮机，虽然那时的汽轮机与现代汽轮机相比结构非常简单，但是推动了汽轮机在世界范围内的应用，被广泛应用在电站、航海和大型工业中。

在上个世纪60年代，世界工业发达的国家生产的汽轮机已经达到50万-60万千瓦等级水平。1972年瑞士ABB公司制造的130万千瓦双轴全速汽轮机在美国投入运行，1974年西德制造的130万千瓦单轴半速饱和蒸汽参数汽轮机投入运行；1982年世界上最大的120万千瓦单轴全速汽轮机在前苏联投入运行，世界各国都在研究大容量、高参数汽轮机的研究和开发，主要原因是大容量汽轮机可以降低单位功率投资成本。

我国首台1350MW火力发电燃煤机组坐落于安徽省淮北平山电厂二期工程。该工程的二次再热超超临界煤电机组采用国际首创的双轴、高低位汽轮发电机组布局，大大减少管道投资、压力损失及热损失，从而提升热效率及机组性价比。

目前光热发电基本类型为槽式技术、塔式技术、菲涅尔式和蝶式四种，其中槽式与塔式是光热发电的主流。

光热发电汽轮机因其能量来源的不稳定性与传统火电用汽轮机有多方面的不同，对设计和工艺制造能力的要求也要远高于传统汽轮机。

目前大多数光热电站没能实现全天24小时持续发电，对于常规的光热电站，汽轮机一般在每天早晨开始启动运转，到晚间无热源时关停或通过其它燃料补燃进行低负荷运转。

为此，光热汽轮机需满足每天至少一次的频繁启动要求，并尽可能地缩短每次启动的时间。

从经济性角度考虑，启动越快则可以在有限发电小时数内更快速达到额定发电功率，获得更多发电量，这是实现电站收益最大化的一个关键影响因素。

但启动越快则将对汽轮机内外各部件产生较大温差，由此导致的机械应力也随之增大。

另外对于所有的光热电站，其都将受到不稳定光照资源的影响，特别是对于无储热的光热电站，太阳能辐照强度的瞬时变化直接影响到蒸汽的各项参数，汽轮机需要适应这种频繁的工质参数变化。

这都需要汽轮机机组各部件拥有较好的耐疲劳性，这就需要对制造材料进行优化选择，对各组成部件进行优化工艺处理。

整体来看，合格的光热发电汽轮机应满足的总体要求是：热启动迅速、可靠性高、效率高、满足每天至少启动一次的启动频率、满足至少30年的使用寿命。

光热汽轮机要具备市场竞争力，其效率、可靠性和价格是重要的考量指标。

光热汽轮机的设计制造对于材料的选择，制造的工艺都比传统汽轮机要更高一些。因为其要适应光照资源导致的较多的负荷变化、启停次数和启停速度的要求。