目前,我国大容量、高参数的二次再热火力发电机组的发展取得了显著的成就,超超临界二次再热技术是进一步提高发电效率、降低发电煤耗、减轻碳排放和节约资源的切实选择。二次再热机组存在回热加热器中抽汽过热度过大的问题,阻碍了机组发电效率的进一步地提高,研究抽汽过热度过大问题的深层原因与解决方法对促进二次再热技术的发展有重要的意义。本文以某国产1000MW超超临界二次再热机组为例,利用Ebsilon软件对机组进行了仿真建模,具体分为原始机组、外置蒸汽冷却器机组和双机回热机组三种方案。目前二次再热机组普遍采用外置蒸汽冷却器来解决抽汽过热度过大的问题,越来越多的研究表明,双机回热方案在解决二次再热抽汽过热度过大方面具有更好的经济性和实用性,本文提出了一种改进的二次再热双机回热系统的概念与方案,并与原始机组和外置蒸汽冷却器机组对比,分析阐述双机回热系统的主要特点和性能表现。首先,利用热平衡分析方法和(火用)分析方法计算了设计工况下不同机组的发电效率与发电煤耗,得到了锅炉、汽轮机、凝汽器、回热加热器等设备单元的(火用)指标,计算分析了不同机组回热加热器的过热度。结果表明:在设计工况下,双机回热系统各级回热加热器的过热度都得到了降低,节能表现好于外置蒸汽冷却器系统。其次,研究了变工况下三种机组的性能表现,计算对比了发电效率与发电煤耗,进一步分析了汽轮机和回热加热器两大关键设备的(火用)损以及(火用)效率。结果表明:随着负荷的降低,双机回热机组的节能效果逐渐降低,在低负荷时,回热汽轮机的性能明显下降,双机回热机组的节能效果不如外置蒸汽冷却器系统。最后利用枚举法对三种机组的再热压力进行了优化,提高了机组的循环效率。结果表明:由于附加循环的再热作用被削弱,外置蒸汽冷却器和双机回热机组的最佳再热压力均低于原始机组。二次再热双机回热系统的研究更好地解决了现有二次再热技术的关键问题,进一步促进了二次再热技术的革新与发展,为二次再热技术的现实应用提供了一个可行的方向,对我国实现节能减排和绿色发展有着重要的现实意义。