提高镍基合金可靠性 助力高效发电技术实用化

日本新能源·产业技术综合开发机构（NEDO）近日宣布，为了实现高效率煤炭火力发电技术中先进超超临界压力火力发电（A-USC）的实用化，开始着手进行以提高耐700℃级高温蒸汽的镍基合金可靠性为目的的技术开发，新日铁住金等参与其中。作为新一代火力发电等技术开发的一环，对其中的关键原材料进行开发，以提高发电效率。

提高发电效率可采用提高蒸汽轮机中蒸汽温度的方法。传统上超超临界压力火力发电（USC）的极限温度为630℃左右，需要对作为以700℃以上为目标的A-USC所需原材料——镍基合金的可靠性进行确认。基本的系统结构应与现有的类似，关键之处是耐热。据称，通过将蒸汽温度提高至700℃，可将目前最新USC的高位发热量基准送电端效率由40%提升至46%。

新日铁住金已完成了镍成分超过50%的合金的开发，但未用于发电等领域，因而有必要对镍基合金在高温条件下长期使用的状态进行确认。镍基合金材料将主要用于锅炉的热交换装置、配管、蒸汽轮机等部位。

在本次研究开发中，假定在长期高温环境下使用，通过长时间的蠕变疲劳试验，调查镍基合金的变形状态等。为了提高材料的可靠性，将进行多次试验，对使用大口径管蠕变试验装置的实际设备大小的配管进行应力分析，并对应用于蒸汽轮机高温部位使用镍基合金而进行的异种材料接合部位进行牢固性评价等。

NEDO确定了本次研究的合作方，除新日铁住金外，还有东芝、IHI、电力中央研究所、发电设备技术检查协会、富士电机、三菱日立电力系统等。