通常又将新蒸汽压力高于27.0兆帕或新蒸汽温度或/和再热蒸汽温度大于或等于580℃的汽轮机称为超超临界压力汽轮机。图1和图2为典型的1000兆瓦超超临界压力汽轮机的外形和结构图。

图1　上海汽轮机厂1000兆瓦超超临界压力汽轮机外形图

图2　上海汽轮机厂1000兆瓦超超临界压力汽轮机结构图

采用超临界蒸汽参数后，汽轮机通流部分中的理想焓降增加，蒸汽流量减少，排汽损失相应地降低，有利于降低汽轮机热耗率；但由于蒸汽密度增加，流量减少，调节级及高压级叶片高度降低致使汽轮机级的效率下降；另外，还会导致排汽端湿汽损失、高压汽封漏汽损失及给水泵耗功增加等，因此采用超临界蒸汽参数对汽轮机热耗率亦有一些负面影响。为此，在采用超临界蒸汽参数时应尽可能地提高新蒸汽与再热蒸汽温度并相应地提高机组容量。超临界汽轮机的新蒸汽和再热蒸汽温度选用范围为538～566℃，机组容量一般在500～600兆瓦以上，新蒸汽压力在16.6～31.0兆帕及新蒸汽与再热蒸汽温度在538～600℃范围时，新蒸汽压力每提高1兆帕，汽轮机热耗率下降0.18%～0.29%。一般当新蒸汽和再热蒸汽温度为538℃时，新蒸汽压力从16.5兆帕提高到24.0兆帕，汽轮机热耗率下降约2.0%，如果再将新蒸汽、再热蒸汽温度提高到590℃，汽轮机热耗率还可下降约2.5%，若采用二次中间再热，汽轮机热耗率还可下降约2%。

当汽轮机输出功率、新蒸汽及再热蒸汽温度、排汽压力等与亚临界压力汽轮机相同时，采用超临界参数可以提高汽轮发电机组热效率，但高压部件壁厚的增加或采用耐热合金钢将导致造价提高。

超临界压力汽轮机与亚临界压力汽轮机相比，在热应力及蒸汽品质控制、蒸汽氧化和汽轮机固体颗粒冲蚀等方面具有特殊的运行要求。

新蒸汽压力的提高导致主蒸汽管道、导汽管、主汽阀、高压调节阀喷嘴组、高压内外汽缸等承压部件的壁厚增加，金属材料内部温度场和应力场的不均匀性增加，直接影响了汽轮机组启停及调峰运行的灵活性。为此高压内、外缸采用高窄波形法兰，内缸采用圆筒形汽缸或内、外缸均采用圆筒形更显示其必要性。

蒸汽密度提高，使汽轮机径向动静间隙不均匀性变化导致转子自激振动的敏感性增加，由此引起的振动现象称蒸汽激振。

当新蒸汽温度高于480℃、压力大于8.5兆帕时，就可看到锅炉管道和蒸汽导管的剥落氧化物对汽轮机喷嘴造成的冲蚀，当压力达到超临界值时，这种冲蚀是必然的。为此可在锅炉管壁、喷嘴和叶片上采用涂层，也可用加大动、静叶间隙的方法减轻其影响。