CN109210807A - 塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏 - Google Patents

塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏 Download PDF

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殷亚宁
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张义堃
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Abstract

一种塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏。在塔式光热发电中吸热器应用SolarSalt熔盐作为热载体，其出口设计温度为565℃，此时不锈钢和镍基合金是吸热器管屏的主要材质，它们在与传热介质接触时稳定的性能对电厂的寿命非常重要。一种塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其组成包括：集箱本体（1）、集箱管接头（2）和再热器受热面管屏（3），集箱本体与一组集箱管接头的端部连接，集箱管接头的另一端与一组所述的再热器受热面管屏连接，其中集箱管接头与再热器受热面管屏采用V型坡口进行焊接。本发明应用于太阳能塔式光热发电领域。

Description

塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏
技术领域：
本发明涉及一种塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏。
背景技术：
随着可再生能源比例的逐步提升，太阳能热发电越来越引起人们的关注。从光热发电技术上来看，性能优异的集热载体能够提高太阳能的利用率，减少设备运行过程中的危险性，降低生产成本，提高集热载体的温度是提高其热效率的最有效途径，也是光热发电技术未来核心的研究和发展方向。目前国内外太阳能热发电站使用的熔融盐主要是 SolarSalt熔盐 (40％KNO3+60%NaNO3)，其分解温度为593℃。
在塔式光热发电中吸热器应用SolarSalt熔盐作为热载体，其出口设计温度为565℃，此时不锈钢和镍基合金是吸热器管屏的主要材质，它们在与传热介质接触时稳定的性能对电厂的寿命非常重要。吸热器管束暴露在极其恶劣的工作环境下，其表面接受非常高的太阳光辐射能，而其管内与熔盐相接触，必须考虑由于疲劳及热应力等引起的应力腐蚀。现有国外的塔式熔盐电站吸热器管屏多采用316H不锈钢及800H等易引起腐蚀问题及机械性问题。
基于上述背景条件，发明出了一种应用于更高温熔盐640℃塔式光热发电熔盐吸热器的管屏。
发明内容：
本发明的目的是提供一种塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其组成包括：集箱本体、集箱管接头和吸热器管屏，所述的集箱本体与一组所述的集箱管接头的端部连接，所述的集箱管接头的另一端与一组所述的吸热器管屏连接，其中所述的集箱管接头与所述的吸热器管屏采用V型坡口进行焊接。
所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的集箱本体材质为Sanicro25大口径管，所述的集箱管接头材质为Sanicro25小口径管，所述的再热器受热面管屏材质为Sanicro25，其中所述的Sanicro25材料为金相组织为奥氏体。
所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的屈服强度大于等于310MPa，抗拉强度大于等于655MPa，伸长率大于等于40%。
所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5—23.5份的铬，23.5—26.5份的镍，2.0—4.0份的钨，1.0—2.0份的钴，2.5—3.5份的铜。
所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5份的铬，23.5份的镍，2.0份的钨，1.0份的钴，2.5份的铜。
所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5—23.5份的铬，26.5份的镍，4.0份的钨，2.0份的钴，3.5份的铜。
所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：22.0份的铬，25.0份的镍，3.0份的钨，1.5份的钴，3.0份的铜。
本发明的有益效果：
1.本发明混合熔融盐（53％KNO3+7％NaNO3+40％NaNO2)通过加入一定比例添加剂的方法，可以降低混合熔融盐的熔点，也会提高材料的分解温度，使混合盐的分解温度提高到660℃以上。应用这种混合熔融盐作为塔式熔盐吸热器的热载体，可以提高熔盐吸热器出口设计温度至640℃。
2.本发明Sanicro25材料的金相组织为奥氏体，Sanicro25材料化学成分中的Ni和Cr元素都有极强的抗硝酸盐腐蚀特性。其在640℃许用应力为大于等于110MPa，为了保证应用混合熔融盐设计温度640℃下吸热器的管屏的安全性和降低其制造难度，用Sanicro25代替熔盐吸热器传统材质316H不锈钢及800H材料制造熔盐吸热器管屏，同时用Sanicro25来制造熔盐吸热器集箱以及集箱管接头，高性能的Sanicro25材料既能有效保证吸热器管屏的强度，又能满足新型材料管屏在640℃熔盐温度下安全可靠地运行。
附图说明：
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是附图1的局部放大图。
图中：1、集箱本体，2、集箱管接头，3、吸热器管屏。
具体实施方式：
实施例1：
一种塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其组成包括：集箱本体1、集箱管接头2和吸热器管屏3，所述的集箱本体与一组所述的集箱管接头的端部连接，所述的集箱管接头的另一端与所述一组所述的吸热器管屏连接，其中所述的集箱管接头与所述的吸热器管屏采用V型坡口进行焊接。
实施例2：
根据实施例1所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的集箱本体材质为Sanicro25大口径管，所述的集箱管接头材质为Sanicro25小口径管，所述的吸热器管屏材质为Sanicro25，其中所述的Sanicro25材料为金相组织为奥氏体。
实施例3：
根据实施例1或2所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的屈服强度大于等于310MPa，抗拉强度大于等于655MPa，伸长率大于等于40%。
实施例4：
根据实施例1或2或3所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5—23.5份的铬，23.5—26.5份的镍，2.0—4.0份的钨，1.0—2.0份的钴，2.5—3.5份的铜。
实施例5：
根据实施例1或2或3所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5份的铬，23.5份的镍，2.0份的钨，1.0份的钴，2.5份的铜。
实施例6：
根据实施例1或2或3或4或5所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其特征是：所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5—23.5份的铬，26.5份的镍，4.0份的钨，2.0份的钴，3.5份的铜。
实施例7：
根据实施例1或2或3或4或5或6所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：22.0份的铬，25.0份的镍，3.0份的钨，1.5份的钴，3.0份的铜。
实施例8：
表1 Sanicro25主要化学成分（%）
Cr Ni W Co Cu
21.5~23.5 23.5~26.5 2.0~4.0 1.0~2.0 2.5~3.5
表2 Sanicro25主要力学性能
屈服强度Rp0.2 抗拉强度Rm 伸长率A%
≥310 MPa ≥655MPa ≥40

Claims (7)

1.一种塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其组成包括：集箱本体、集箱管接头和再热器受热面管屏，其特征是：所述的集箱本体与一组所述的集箱管接头的端部连接，所述的集箱管接头的另一端与一组所述的吸热器管屏连接，其中所述的集箱管接头与所述的吸热器管屏采用V型坡口进行焊接。
2.根据权利要求1所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其特征是：所述的集箱本体材质为Sanicro25大口径管，所述的集箱管接头材质为Sanicro25小口径管，所述的吸热器管屏材质为Sanicro25，其中所述的Sanicro25材料为金相组织为奥氏体。
3.根据权利要求2所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其特征是：所述的Sanicro25材料的屈服强度大于等于310MPa，抗拉强度大于等于655MPa，伸长率大于等于40%。
4.根据权利要求3所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其特征是：所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5—23.5份的铬，23.5—26.5份的镍，2.0—4.0份的钨，1.0—2.0份的钴，2.5—3.5份的铜。
5.根据权利要求3所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其特征是：所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5份的铬，23.5份的镍，2.0份的钨，1.0份的钴，2.5份的铜。
6.根据权利要求3所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其特征是：所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：21.5—23.5份的铬，26.5份的镍，4.0份的钨，2.0份的钴，3.5份的铜。
7.根据权利要求3所述的塔式光热发电高温熔盐（640℃）吸热器管屏，其特征是：所述的Sanicro25材料的化学成分原料的重量份数比：22.0份的铬，25.0份的镍，3.0份的钨，1.5份的钴，3.0份的铜。
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