Wysoko wydajne szwane rurki stalowe: Krytyczne komponenty we współczesnych systemach energii słonecznej

Sektor energii odnawialnej, zwłaszcza przemysł słoneczny, nadal szybko się rozwija. Wśród krytycznych komponentów umożliwiających ten wzrost są wysokiej jakości bezproblemowe stalowe rury, które zapewniają istotną funkcjonalność w systemach energii słonecznej. W tym artykule analizowano szczególne zalety, zastosowania i techniczne specyfikacje płynnych stalowych rur w instalacjach słonecznych.

Techniczne zalety płynnych rur w aplikacjach słonecznych

Bezszwowe rurki stalowe różnią się zasadniczo od ich spawanych odpowiedników (ERW, LSAW), nie mając szwu podłużnego, który zapewnia kilka krytycznych korzyści wydajności w systemach energii słonecznej:

• Zatrzymanie ciśnienia doskonałego : jednorodna struktura pozwala na jednolity rozkład naprężeń, krytyczny w wysokiej temperaturze układu termicznego słonecznego

• Ulepszona integralność mechaniczna : Brak szwów spoin eliminuje potencjalne punkty awarii w ramach cyklicznych termicznych

• Konsekwentna grubość ściany : krytyczne dla precyzyjnych obliczeń transferu termicznego w zastosowaniach skoncentrowanej energii słonecznej (CSP)

• Poprawiona odporność na korozję : brak stref dotkniętych ciepłem, które mogą stać się miejscami inicjacyjnymi korozji

Kluczowe zastosowania w infrastrukturze energii słonecznej

Systemy płynu do transferu ciepła (HTF) w roślinach CSP

Skoncentrowane elektrownie słoneczne wykorzystują płynne rury wyprodukowane do specyfikacji klasy B ASTM A106 klasy B lub ASTM A53 dla ich systemów krążenia płynów przenoszenia ciepła. Rury te zwykle działają w temperaturach przekraczających 400 ° C, jednocześnie zawierając wyspecjalizowane płyny termiczne pod ciśnieniem.

Wymagania techniczne obejmują:

• Odporność na temperaturę: -29 ° C do +550 ° C

• Oceny ciśnienia: do 100 barów (1450 psi)

• Tolerancje wymiarowe: na ISO 4200 lub API 5L

• Certyfikacja materiałowa: EN 10204 3.1 lub 3.2

Systemy magazynowania energii cieplnej

Stopone zbiorniki do przechowywania soli, coraz bardziej powszechne w słonecznych roślinach termicznych, wykorzystują wyspecjalizowane płynne rurki do transportu płynów. Systemy te wymagają rur zdolnych do wytrzymania ekstremalnych fluktuacji temperatury i wysoce korozyjnych środowisk. Specyfikacje często odnoszą się do kodu rurowego ASME B31.1 i mogą wymagać zgodności z NACE MR0175 w celu wyboru materiałów.

Struktury wsporcze panelu słonecznego

Bezproblemowe rury produkowane w specyfikacji EN 10210 lub ASTM A500 zapewniają wsparcie strukturalne dla tablic paneli fotowoltaicznych. Zastosowania te wymagają doskonałej stabilności wymiarowej i precyzyjnych tolerancji, aby zapewnić prawidłowe wyrównanie powierzchni zbierania słonecznego.

Specyfikacje materialne i standardy

Bezszwowe stalowe rury do zastosowań słonecznych muszą być zgodne z rygorystycznymi standardami branżowymi:

• Zastosowania stali węglowej : ASTM A106, ASTM A53, API 5L, ISO 3183

• Zastosowania ze stali nierdzewnej : ASTM A312, ASTM A789, ASTM A790

• Stal stopowa do usługi o wysokiej temperaturze : ASTM A335 (P11, P22, P91)

• Systemy jakości : ISO 9001, API Q1

Zaawansowane zabiegi powierzchniowe i powłoki

Współczesne instalacje słoneczne często określają dodatkowe obróbki powierzchniowe rur bezproblemowych w celu zwiększenia wydajności i żywotności:

• Selektywne powłoki absorberskie dla zwiększonej wydajności termicznej

• Antyrefleksyjne leczenie rur odbiorczych

• Farby i powłoki odporne na wysoką temperaturę (do 750 ° C)

• Specjalistyczne wewnętrzne zabiegi powierzchniowe w celu zmniejszenia zanieczyszczenia i skalowania

Przyszłe osiągnięcia w technologii rur płynnych do zastosowań słonecznych

W miarę rozwoju sektora energii słonecznej kilka pojawiających się trendów wpływa na płynne specyfikacje rur:

• Wyższa zdolność temperatury dla systemów CSP nowej generacji działających powyżej 600 ° C

• Zaawansowane stopy z ulepszoną odpornością na pełzanie na dłuższą żywotność

• Zintegrowane systemy monitorowania z wykorzystaniem technologii światłowodowej osadzonych w ścianach rurowych

• Zmniejszona grubość ściany z zwiększonymi stosunkami wytrzymałości do masy

Wniosek

Bezproblemowe rurki stalowe stanowią krytyczną technologię umożliwiającą dla branży energii słonecznej. Ich unikalna kombinacja integralności mechanicznej, zdolności ograniczania ciśnienia i wydajności cieplnej sprawia, że ​​są one niezbędne w nowoczesnych instalacjach słonecznych. W miarę postępu technologii słonecznej w kierunku wyższych temperatur roboczych i większej wydajności, rola wysokowydajnych rur płynnych będzie się rozwijać, wspierając globalne przejście do energii odnawialnej.

Zrozumienie konkretnych wymagań technicznych i zastosowań płynnych rur w systemach słonecznych pozwala projektantom i inżynierom optymalizację wydajności, niezawodności i żywotności usług w tych coraz ważniejszych instalacjach energii odnawialnej.