
为保证Gemasolar太阳能发电厂顺利地发电,就需要一种特殊的耐高温管材输送液态硝酸盐
185hm2土地上的2650块110m2的镀银镜将太阳光汇聚到140m高的盐塔顶端的太阳能接收器处,中央接收器所获得的热能传导到在盐塔内部循环的液态硝酸盐中。冷池中液态硝酸盐的温度为290℃,经泵输送到中央接收器之后被加热到565℃。这些炙热的液态硝酸盐被送入热交换器中,把吸收的热传递给热交换器中的水,使水变成水蒸气,从而驱动涡轮机发电。剩余的温度接近565℃的液态硝酸盐存放在热池中,并在阴天的时候被送入到热交换器中。热池中存储的液态硝酸盐的可发电时间为15h,盐池的存储能力最高可达750MWh。若按额定功率19.9MW计算,这家发电厂可以为27500户家庭提供电力。
这套太阳能发电设备之所以有如此强大的发电能力,主要是因为有能够承受高温液态硝酸盐的管材。这些管材需要经受大幅度的温差升降变化。冷池中的液态硝酸盐温度为290℃,盐塔顶端收集器内液态硝酸盐的温度被提高到了565℃。在存储能量的热池中,液态硝酸盐的温度才会略有下降。只有这样,这些液态硝酸盐才能在热交换器中把高温传导到水中,产生温度高达540℃的水蒸气。而这一温度才能使蒸汽涡轮机发挥出最高的工作效率。
设备制造厂Sener公司努力寻找能够承受这种负载的薄壁管材。管材供应商需证明:这些管材在太阳能设备使用寿命内能够无故障、可靠地工作。最后,镍-铬合金的不锈钢管材征服了Sener公司。
这种管材能够承受的最高温度高达982℃,其坚固程度远远超过了平均水平,镍-铬合金中添加的其他金属元素大大地提高了不锈钢的强度和刚性,无需采取其他硬化技术措施。这些金属元素使得镍-铬合金能够抵抗多种多样的腐蚀,避免了氧化和渗碳等高温效应,其很高的耐热化学性能保证了它长久的使用寿命和维护保养周期。
Sener公司在中央接收器的制造中一共使用了15km长的Fine Tubes镍-铬无缝钢管,在热交换器中使用的这种无缝钢管长度达300km。
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