在可再灵活力规模，聚光太阳能发电（CSP）可谓是撑捏型本领，因为它能最大规则将太阳光能升沉为电能。关于聚光太阳能发电站而言，决定其运行成果和可靠性的要道设立之一白丝 自慰，即是本领先进的熔盐措置阀门。熔盐既是传热流体（HTF）又是热能储存（TES）材料。本文旨在深化探讨此类阀门在遐想中需要考量的因素，靠近的挑战和可能的翻新。

1. 热能储存（TES）和熔盐的专揽

在聚光太阳能发电站中，热能储存是最要道的工艺步调。它的功能是将一天中峰值日照时辰裕如的热能储存起来，并在无日照的时辰里用于发电。这么就不错使聚光太阳能发电站在夜间或阴天也能发电，普及了它的可靠性和成果。

熔盐既是传热流体（HTF），又是热能储存材料。它不错高效地储存和传递热能，因此罕见适用于这么的场面。此外，熔盐还能被用作冷却剂。某些情况下，也能用作核电站的燃料，和高温熔盐电板中的电解液。

2. 为何使用盐类夹杂物？

简便盐需要多量热能才会融解，而且比夹杂盐更容易降解。为了普及盐的热性能，需要将硝酸盐、碳酸盐、氟化物和氯化物等盐类，按照特定比例夹杂在全部。这么的夹杂物熔点较低，沸点较高，蒸气压较低，而且热褂讪性较好。（确定见表一）

3. 槽式和塔式聚光太阳能发电

聚光太阳能发电站（CSP）的遐想频繁分为两种类型：槽式和塔式。大多数第二代CSP王人会选定硝酸盐夹杂物算作工艺介质，其具体要素频繁是60%硝酸钠和40%硝酸钾。这种夹杂物的熔点是221℃，在238℃运转晶体化。在CSP的工艺经由中，盐被聚光塔或抛物槽加热（>400℃），并储存在热槽中，温度保捏在500℃驾驭。冷盐（

4. 上风和挑战

◎ CSP选定的熔盐具有多种上风，包括热褂讪性高，密度高，不可燃，蒸气压低，因此运行成果和安全性王人较高。

◎ 然则挑战也相通存在，包括盐的结晶表象会给泵和阀门等设立带来严重风险，同期也可能会导致运营资本飞腾。

◎ 由于本领局限性，CS P 比其它动力发电的资本更高一些， 热能储存（TES）成果约莫是90%，但是电能升沉率仅为50%。

5. 用于CSP发电站的几种阀门类型

CSP发电站会用到多少种类型的阀门来限度蒸汽和空气。但是在熔盐工况下，截止（限度）阀和三偏心蝶阀相比受有趣，因为它们的结构遐想额外，能有用地限度熔盐流的流动，同期确保安装高效运行。以下是几种适用于CSP发电站的阀门类型：

• 闸阀：大型管谈中，熔盐不错不受阀门窒碍地流动，最大规则地缩短流动阻力。

• 蝶阀：结构紧凑，允洽在大型管谈中限度流体，尤其是在空间有限的场面。

• 截止阀：不错精准限度熔盐流速，这关于优化热传递罕见迫切。

• 止回阀：不错驻防逆流，确保熔盐只可按照遐想的场合流动。

• 限度阀：设立有执行器，不错精准限度流速、压力和温度。

• 泄压阀（压力安全阀）：压力突出设定值时自动泄压，驻防系通超压，保险安全。

• 热扩张阀：不错承受熔盐的热胀冷缩，因此能保管系统的举座完满性。

6. 对阀门的成例要求

6.1 专揽于熔盐工况的阀门，必须适合以下各项要求：

• 必须选定金属阀座。对战役介质的密封件应使用额外石墨。

• 开关阀必须适合ISO 5208/API 598/EN 13344-1 Rate-A圭表；限度阀必须适合FCI 70-2 Class V圭表。

• 为兑现可靠密封，推选选定对接焊连络。

• 填料知道率必须适合ISO 15848Rate-A圭表。

• 阀门必须能在不拆卸执行器的情况下，在线进行真贵和填料更换。

• 需设立加热保温系统，以便安装妥善运行。

• 阀门必须能承受CSP固有的热轮回。

• 填料和密封垫材质必须和阀门相匹配。

6.2 阀门还必须适合意象电站的特定要求，举例：

• 必须能承受地震荷载。

• 杂音和振动必须限度在不错领受的范畴内。

• 电气设立必须适配现场条款。

• 阀门的最低使用寿命必须适合神态和设施的要求。

• 阀门必须能承受2万至2万五千次热轮回。

• 填料和密封垫的选型必须动听业主建议的本领范例。

• 必须与指定的管谈壁厚相匹配。

• 阀门必须能在一定温度范畴内往往限度熔盐流动。

• 阀门材质必须和夹杂盐及意象构件材质相适配。

• 必须保证满盈厚度的保温层。

• 优化能耗水平，确保适合电伴热系统（EHT）的要求。

• 阀门必须领受严格测试，操作主谈主员必须领受全方面的培训。

• 必须提前准备好零配件和专用真贵器具。

7. 遐想时需考量的因素

7.1 三偏心蝶阀（TOBV）

• TOBV的遐想必须罢免ASM EB16.34，API 609 和ASME第八卷第一本（Sec VIII Div.1）等行业圭表。

• 必须按照要求选定对接焊连络和金属-金属密封，何况有用地和加热系统整合，以便驻防熔盐凝固。

• 内置紧固件必须能承受热紊流，且性能不受影响。阀颈/导杆的遐想必须和电伴热系统（EHT）适配。

• 接口密封元件、阀杆填料和密封圈必须能驻防盐和石墨相战役。

• 温度传感器必须安排在最不成赢得有用加热的区域，举例填料、底部垫片和阀体内的流谈等区域。

• 阀体填料函蔓延段的遐想，必须以热力学有限元分析为基础，并充分磋商到现场条款、保温层容纳空间和供热的情况。

7.2 截止（限度）阀（GCV）

• GCV 的遐想相通应罢免A S M EB16.34，API 623，ASME 第八卷第一本等行业圭表。

• 遐想应优先磋商驻防填料区域战役到热熔盐流，并将填料函区域的温度保管在允许范畴之内。

• 设立HT蔓延阀盖的特制填料系统，亦然遐想时应怜惜的重心：

i. 如若最高温度达到400℃ ，必须选定Garlock 1200 PBI，GarlockThermaPUR 4122和锌环等材料。

ii. 如若最高温度达到600℃，有必要选定Garlock Quickset 9001和Garlock 1303 FEP填料。

8. 考证和说明

8.1 热力学有限元分析

热力学有限元分析关于阀门遐想的考证罕见迫切。关于冷盐工况的阀门而言，它有助于识别并减少低温区域。关于热盐工况的阀门，它能匡助分析填料劣化情况和热载荷。瞬态热结构分析能匡助判断阀门是否遇到热冲击，并判断其倦怠寿命和蠕变寿命，确保阀门在聚光太阳能发电站的工况中可靠运行。

8.2 现场说明

在模拟的聚光太阳能发电（CSP）工况中测试阀门，包括进行热轮回和密封性能测试，能深化了解阀门在本色专揽中的性能施展。和意象专科机构互助，进行阀门性能现场说明，有助于确保遐想的举座完满性和运行成果。

9. 聚光太阳能发电站（CSP plant）的节能和热亏蚀有用的加热和热能措置关于CSP而言罕见要道。重心包括：

• 选拔管状或陶瓷基加热器，成心于优化能耗和收缩加热器尺寸。

• 冷盐管谈中的阀门被加热至盐的熔点以上， 以驻防结冰。阀门外名义选定保温遐想。

• 选定体式与被加热部件名义契合的加热器，并精准狡计传感器的安装位置，不错缩短热亏蚀。

• 找到能耗和几何外形之间的均衡点，就能兑现运行成果的最大化、缩短资本，何况普及可捏续性。

10. 发展和将来意象

与熔盐意象的本领跳跃，股东着阀门行业不停产生各式高价值的发明创造，尤其是在CSP发电专揽规模。本领的跳跃需要阀门承受更极点的温度，腐蚀性工况，和各式薄情的工艺条款。

要道本领包括：

• 熔盐快速反映堆（MSFR）

• 氟盐冷却高温堆（FHR）

• 液态氟化钍反映堆（LFTR）

• 一体化熔盐堆诱导硫化物轮回工艺（HyS IMSR）

• 第三代聚光太阳能发电（Gen-3 CSP）

• 甲烷热解

• 重组

• 脱盐

每项本领王人要用到有意遐想的阀门，以便在高和蔼腐蚀环境中保捏耐久耐用，保险安全和运行成果。

聚光太阳能发电（CSP）的商场注定会出现大幅度增长，商场价值意象将从2023年的283亿好意思元，飙升到2034年的5523亿好意思元。年度笼统增长率（CAGR）将达34.6%。2022年的发电产能为6602兆瓦，意象在2023至2030时间，将以5.6%的年度笼统增长率连气儿增长。促成增长的因素，既有政府对可再灵活力的激发策画，也有宇宙对太阳能发电基础设施的投资飞扬。

总之，不停扩大的CSP商场给阀门行业提供了要紧商机，指点后者拓荒和创造各式动听薄情要求的阀门居品，使居品能告捷专揽于先进的熔盐发电本领。通过投资拓荒新材料，改良遐想和选定智能本领，阀门行业有望在将来可捏续发展的动力规模饰演迫切脚色。

作家简介

Krishna Kumar Viswanathan是好意思国福斯公司（Flowserve）蝶阀居品宇宙工程司理，在新址品拓荒、阀门遐想、驱动系统遐想、隔断阀和限度阀测试及评估等规模领有15年责任教化。包括三偏心和双偏心蝶阀、截止限度阀和执行器在内，无论是反转式依然线性限度阀，他王人积蓄了丰富的专科学问。他领有机械工程专科的工程学士（B.E.）学位。

Vignesh Murugan是好意思国福斯公司阀门业绩部的蝶阀居品工程师白丝 自慰，在阀门遐想规模领有5年责任教化，擅长三偏心阀门、闸阀、截止阀和止回阀的遐想。他领有机械工程专科的工程学士（B.E.）学位。