燃煤发电是我国主要的发电方式,提高燃煤发电效率是节约煤炭资源,减少CO₂排放的关键。在不断加大超高参数蒸汽发电材料研发和装置建设投入的同时,开发新型高效的发电动力循环也成为提高燃煤发电效率的重要技术途径之一。超临界二氧化碳（Supercritical CO₂,S-CO₂）布雷顿循环在中高温（620⁶50℃）条件下具有循环效率高,透平等关键设备体积小,对金属腐蚀性弱等突出优势,应用于燃煤发电具有广阔的发展前景。本文将S-CO₂动力循环与清洁高效的循环流化床燃烧技术相结合,构型设计S-CO₂循环燃煤流化床锅炉,并进行热力学分析。构建了适用于CFB锅炉独特宽温区分布（920℃¹20℃）和炉型构架的600 MW“一次再热+两级压缩+中间冷却”的S-CO₂燃煤发电循环,通过布置两级多回程空气预热器和5%抽流烟气冷却器,解决了排烟温度高的问题,实现了锅炉烟气热量全温区吸收。分析了锅炉一次加热出口参数、再热出口参数、再压缩分流比、锅炉余热利用抽流比以及预冷器进口压力等关键因素对循环效率的影响规律,获得600 MW S-CO₂循环燃煤流化床发电系统总体布置及主要参数。基于上述发电系统参数,完成S-CO₂循环燃煤流化床锅炉热力设计。通过炉内全场及各部件热平衡构建及其结构和尺寸设计,获得了S-CO₂循环燃煤流化床锅炉炉型结构、受热面排布及热量分布特点。与传统蒸汽CFB锅炉对比,S-CO₂循环燃煤流化床锅炉高温区工质受热面积显著增加,占比超过40%,80%的工质吸热在高温区完成。分析了床温,过量空气系数,锅炉负荷以及煤种对锅炉热量分布和锅炉效率的影响,外置换热器能够有效提高锅炉性能稳定性。针对S-CO₂高温区受热面显著增大的特点,结合循环流化床锅炉流场特性,完成S-CO₂循环燃煤流化床锅炉构型和受热面排布设计。在炉膛中设置屏式受热面、双面加热的中隔墙、增设外置换热器等措施以增大高温区受热面排布量。使用数值模拟手段,排布炉膛受热面,细化锅炉炉膛结构和尺寸,完善S-CO₂三腔室炉膛锅炉的构型设计方案,还提出了回形炉膛和双环形炉膛燃煤流化床锅炉构型方案。建立?分析模型,对上述S-CO₂燃煤流化床发电系统进行可用能效率分析和评价。系统84.08%的?损失来源于锅炉,锅炉91.02%的?损失发生在炉膛;对于相近发电量的锅炉而言,S-CO₂锅炉的?效率高于蒸汽锅炉的?效率,循环流化床锅炉的传热?效率比煤粉锅炉的传热?效率高,但其燃烧?效率比煤粉锅炉的燃烧?效率低;提高锅炉的主、再热工质温度可以提高锅炉的传热?效率。