Le chercheur principal Ken Armijo vérifie la détérioration d'une vanne de sel fondu due à la corrosion à la boucle d'essai de sel fondu des laboratoires nationaux de Sandia.

Blindage d’une valve contre le sel fondu

Les ingénieurs du laboratoire national de Sandia travaillent à la conception de centrales solaires de nouvelle génération qui captent l’énergie solaire en chauffant et en liquéfiant le sel chloré, qui est ensuite stocké et transféré vers une centrale électrique où il est utilisé pour créer de l’électricité. L’un des aspects du projet consiste à fabriquer des vannes capables de contrôler en toute sécurité et de manière fiable l’écoulement du sel fondu corrosif, qui peut atteindre des températures supérieures à 1400 ° F (750 ° C).

Même s’il est extrêmement corrosif, le sel fondu est le liquide préféré pour fournir et stocker l’énergie liquide car il conserve sa viscosité, par opposition à l’eau, qui se transforme en vapeur à des températures aussi élevées. Le sel fondu maintient également une température plus constante lorsqu’il circule dans toute la centrale pour collecter et fournir de l’énergie.

Un autre défi dans la construction de meilleures vannes est la variation continue des températures, des pressions et des débits pendant les opérations, sans parler des températures extérieures qui plongent extrêmement bas en hiver. Le gel et le dégel des vannes en raison des conditions météorologiques les font se dilater et se contracter, ce qui peut affaiblir la vanne. Les vannes doivent également maintenir un transfert de chaleur et un débit de fluide constants, malgré les changements de températures extérieures et de tempo de fonctionnement.

Le chercheur principal Ken Armijo vérifie la détérioration d’une vanne de sel fondu due à la corrosion à la boucle d’essai de sel fondu des laboratoires nationaux de Sandia.Randy Montoya

L’objectif global du projet est d’avoir une conception d’usine réalisable qui réduira l’énergie solaire à cinq cents le kilowattheure. Pour ce faire, les ingénieurs doivent concevoir des vannes pour supporter des températures beaucoup plus élevées que les centrales solaires au sel fondu actuelles. En cas de succès, les vannes repensées pourraient être utilisées pour le transfert d’énergie dans les centrales nucléaires et les usines pétrochimiques.

Les vannes à sel fondu actuelles sont constituées de matériaux coûteux à base de chrome sensibles à la corrosion parce que les matériaux à base de nickel plus résistants à la corrosion et à haute teneur en nickel ne sont pas assez solides aux températures prévues. Les ingénieurs de Sandia essaieront de développer des matériaux de base moins coûteux pour la vanne. Ils prévoient de revêtir la vanne d’un composite durable et résistant à la corrosion. Cela devrait le rendre plus durable et réduire les coûts de fabrication.

L’équipe Sandia ajoute également des formes et des garnitures à l’intérieur de la tuyauterie de la vanne pour amortir les surtensions et les impulsions créées lorsque le sel fondu passe à travers; ils dissipent également la chaleur pour éviter d’endommager la valve. L’équipe a également reformulé les matériaux d’emballage pour créer une méthode modulaire à changement rapide pour remplacer les joints à soufflet, qui peuvent être détruits s’ils sont activés en présence de sel congelé.

Les laboratoires nationaux de Sandia essaient de renforcer l'efficacité des systèmes de concentration d'énergie solaire et la mise à niveau des vannes pour des températures plus élevées est une partie essentielle du projet.  Une mauvaise gestion de la gestion thermique du sel fondu peut endommager les soufflets de la vanne ou endommager la garniture, ce qui peut entraîner une défaillance de la vanne.Les laboratoires nationaux de Sandia essaient de renforcer l’efficacité des systèmes de concentration d’énergie solaire et la mise à niveau des vannes pour des températures plus élevées est une partie essentielle du projet. Une mauvaise gestion de la gestion thermique du sel fondu peut endommager les soufflets de la vanne ou endommager la garniture, ce qui peut entraîner une défaillance de la vanne.Ken Armijo

La congélation du sel en raison des températures hivernales peut exercer une contrainte mécanique sur les tiges de soupapes, les joints et les capots. L’équipe a donc ajouté un composant de transfert de chaleur dans la vanne qui transporte la chaleur à travers la tige de la vanne jusqu’à la zone de garnissage. Cela maintient la température interne de la vanne stable et réduit les coûts de maintenance.

La vanne avancée sera également dotée de joints, de joints et de garnitures innovants qui réduiront davantage la maintenance. De plus, il pourrait également être équipé de capteurs de pression et de débit, ce qui réduirait le coût de leur ajout ultérieur.

Le nouveau design sera potentiellement en ligne d’ici 2030, aidant pour abaisser le coût nivelé de l’électricité solaire – le coût de la centrale divisé par sa production d’énergie à vie – qui est devenu de plus en plus compétitif pour que les développeurs remportent des projets solaires.

Articles similaires

Commencez à saisir votre recherche ci-dessus et pressez Entrée pour rechercher. ESC pour annuler.

Retour en haut