在600℃超超临界燃煤发电技术的基础上,高参数、高效率、低排放的700℃超超临界发电技术将成为我国未来火力发电的主要技术。但随着参数提高,锅炉炉内燃烧与锅内水动力耦合传热研究的缺失,无法有效解决锅炉实际运行中的受热面超温爆管问题。本文通过水冷壁热负荷和工质吸热量这两个变量建立炉内燃烧与锅内水动力耦合传热计算模型,得到无偏差情况下大炉膛区传热管壁面温度分布,700℃超超临界最大壁温626℃,火焰中心偏移3m时壁面温度达到652℃;在主燃烧区,高温烟气加强了对流换热,燃烧传热在耦合模型起主导作用,在大炉膛区的上部和下部,水动力传热特性对耦合模型影响更大。本文搭建了小试装置,选择超临界二氧化碳进行在镍基合金Inconel617传热管中的换热特性研究,并与传热关联式进行对比分析,发现新型镍基合金的换热特性较普通不锈钢材料提升约4%,并且换热特性随压力和质量流量的增大而有所改善,在8MPa附近达到最大值,与二氧化碳临界区的物性变化规律一致;同时发现物性变化对传热关联式影响很大;搭建了国内首台700℃、35MPa超超临界燃烧与水动力耦合试验台,初步模拟了实际炉膛受热面传热试验,试验发现为了保证炉膛内煤粉的完全燃烧,应保证炉膛中上部烟气温度维持在1100℃左右,试验获得了水冷壁壁面温度分布和试验台操作运行经验,为将来700℃超超临界技术的试验与理论结合工作打下良好的基础。