1. 對閥門的常規要求

1.1 應用于熔鹽工況的閥門，必須符合以下各項要求：

? 必須采用金屬閥(fa)座。對接觸介(jie)質的密封件應使用特殊石墨。

? 開(kai)關閥(fa)(fa)必須符合(he)ISO 5208/API 598/EN 13344-1 Rate-A標準；控制閥(fa)(fa)必須符合(he)FCI 70-2 Class V標準。

? 為(wei)實現可(ke)靠密封，推薦(jian)采用對接焊(han)連接。? 填(tian)料泄漏率必(bi)須符合ISO 15848Rate-A標(biao)準。

? 閥門必須能在(zai)不拆卸執行(xing)器的情況(kuang)下，在(zai)線(xian)進(jin)行(xing)維(wei)護和填料(liao)更換。

? 需配(pei)置加熱(re)保溫系統(tong)，以便裝置妥善運行。

? 閥(fa)門(men)必須能(neng)承受CSP固有的(de)熱(re)循環。

? 填料(liao)和(he)密封墊材質必須和(he)閥(fa)門相匹配。

1.2 閥門還必須符合相關電站的特定要求，例如：

? 必須(xu)能承受(shou)地震荷(he)載。

? 噪音和(he)振(zhen)動必須控制在可以接受的范圍(wei)內。

? 電(dian)氣設備必須適配現場條件。

? 閥門(men)的最低使(shi)用壽命必須符合(he)項目和設施(shi)的要求。

? 閥門必(bi)須能承受2萬(wan)至2萬(wan)五千次(ci)熱循環(huan)。

? 填料(liao)和密封墊的選型必須滿足業(ye)主提出的技術規范。

? 必(bi)須與指定(ding)的管(guan)道(dao)壁厚相(xiang)匹配(pei)。

? 閥門必須能在一定溫度(du)范圍內正常(chang)控(kong)制熔鹽(yan)流動。

? 閥門材質必須和混合(he)鹽及相關構件材質相適配(pei)。

? 必須保證足夠厚度的保溫層。

? 優化能耗(hao)水平，確保符合電伴熱系統（EHT）的(de)要求。

? 閥門必(bi)須接受嚴格(ge)測(ce)試，操作人員必(bi)須接受全方(fang)面(mian)的(de)培訓。

? 必須提前(qian)準(zhun)備好零(ling)配件(jian)和(he)專用維護工具(ju)。

2. 設計時(shi)需考量(liang)的因素(su)

2.1 三偏心蝶閥（TOBV）

? TOBV的設(she)計必須遵循ASM EB16.34，API 609 和ASME第八(ba)卷第一冊（Sec VIII Div.1）等行(xing)業標(biao)準。

? 必須(xu)按(an)照要求采用對接焊連接和金屬-金屬密封，并(bing)且有效地和加熱系統整合，以便(bian)防止(zhi)熔(rong)鹽凝固。

? 內置緊固件(jian)必須能(neng)承受(shou)熱(re)紊流，且(qie)性能(neng)不受(shou)影響。閥頸/導(dao)桿(gan)的設(she)計必須和電(dian)伴熱(re)系統（EHT）適配。

? 接口密封(feng)元件、閥(fa)桿填料和(he)密封(feng)圈必須能防止鹽和(he)石墨相接觸。

? 溫度傳感(gan)器必須安排在最不能獲得有(you)效加(jia)熱的區(qu)域(yu)，例如填料、底部墊片(pian)和閥(fa)體內的流道等區(qu)域(yu)。

? 閥體填料(liao)函延(yan)長段(duan)的(de)設計，必須以熱力(li)學有限元分析為基礎，并充分考慮到現場條件、保溫(wen)層容納空間和供熱的(de)情況(kuang)。

2.2 截止（控制）閥（GCV）

? GCV 的設(she)計同樣應遵循A S M EB16.34，API 623，ASME 第(di)八卷第(di)一冊(ce)等行業標準。

? 設(she)計應優先考慮防止填料(liao)(liao)區(qu)域接觸到熱熔鹽流，并將填料(liao)(liao)函區(qu)域的溫度維持在(zai)允許范圍之內。

? 配置HT延長(chang)閥蓋的特制填料系統，也是設計時應(ying)關注(zhu)的重點：

i. 如果最高溫(wen)度(du)達到400℃ ，必須采用Garlock 1200 PBI，GarlockThermaPUR 4122和(he)鋅環等材料。

ii. 如果最高溫(wen)度達到600℃，有必要采用(yong)Garlock Quickset 9001和(he)Garlock 1303 FEP填料。

3. 驗證和確認

3.1 熱力學有限元分析

熱力學有限元分(fen)析(xi)對于閥(fa)(fa)門(men)設計的(de)驗證非常重要(yao)。對于冷鹽(yan)工況(kuang)的(de)閥(fa)(fa)門(men)而言，它有助(zhu)于識別并(bing)減少低溫(wen)區域。對于熱鹽(yan)工況(kuang)的(de)閥(fa)(fa)門(men)，它能(neng)幫助(zhu)分(fen)析(xi)填料劣化情況(kuang)和熱載荷。瞬態(tai)熱結構分(fen)析(xi)能(neng)幫助(zhu)判(pan)斷閥(fa)(fa)門(men)是否遭受(shou)熱沖擊，并(bing)判(pan)斷其(qi)疲勞(lao)壽命和蠕變(bian)壽命，確保閥(fa)(fa)門(men)在聚光太陽能(neng)發電站的(de)工況(kuang)中可靠(kao)運行。

3.2 現場確認

在模擬的(de)聚光太陽(yang)能(neng)發電（CSP）工(gong)況中測試(shi)閥(fa)門(men)，包括進行熱(re)循環和密封性(xing)能(neng)測試(shi)，能(neng)深入(ru)了(le)解閥(fa)門(men)在實際(ji)應(ying)用(yong)中的(de)性(xing)能(neng)表(biao)現。和相關專業機構合作，進行閥(fa)門(men)性(xing)能(neng)現場確認，有(you)助于確保設計的(de)整體完好性(xing)和運行效率。

4. 聚光太陽能發電站（CSP plant）的節能和熱損失有效的加熱和熱能管理對于CSP而言非常關鍵。重點包括：

? 選擇管狀或陶瓷基加熱(re)器，有利于優化能耗和縮小加熱(re)器尺寸。

? 冷鹽管道中的閥門(men)被加熱(re)至鹽的熔點以上(shang)， 以防止結冰。閥門(men)外表面采(cai)用保(bao)溫設計。

? 采用形狀與被加熱部件表面契合的加熱器，并精確計算(suan)傳感器的安裝位置，可以(yi)降低熱損失。

? 找到能耗和幾何外形(xing)之(zhi)間的平衡點，就能實現運行效(xiao)率的最(zui)大(da)化、降(jiang)低成本，并且提高可持(chi)續性(xing)。

5. 發展和未來展望

與熔鹽相關的(de)技術進(jin)步，推動著閥門行業不斷(duan)產生各種高(gao)價值的(de)發明創造，尤其是在CSP發電應用(yong)領域。技術的(de)進(jin)步需要閥門承受(shou)更極端的(de)溫度，腐(fu)蝕性(xing)工(gong)況(kuang)，和各種苛(ke)刻的(de)工(gong)藝條件。

關鍵技術包(bao)括：

? 熔鹽快速反應(ying)堆（MSFR）

? 氟鹽(yan)冷卻高溫堆（FHR）

? 液態氟化釷(tu)反(fan)應堆（LFTR）

? 一體化熔鹽(yan)堆結合硫化物循(xun)環(huan)工藝（HyS IMSR）

? 第三代聚光太陽能發電(dian)（Gen-3 CSP）

? 甲烷(wan)熱解

? 重組

? 脫鹽

每項(xiang)技術都要用(yong)到專門(men)設計的閥門(men)，以便在高(gao)溫和腐蝕(shi)環境中保持經久耐用(yong)，保障安全和運行效率。

聚光太(tai)陽能發電(dian)（CSP）的(de)(de)市場注定會出現大幅度(du)增長(chang)，市場價值(zhi)預計(ji)將(jiang)從2023年(nian)的(de)(de)283億美(mei)元，飆升到2034年(nian)的(de)(de)5523億美(mei)元。年(nian)度(du)綜(zong)合增長(chang)率（CAGR）將(jiang)達34.6%。2022年(nian)的(de)(de)發電(dian)產(chan)能為6602兆(zhao)瓦，預計(ji)在2023至2030期(qi)間，將(jiang)以5.6%的(de)(de)年(nian)度(du)綜(zong)合增長(chang)率連續增長(chang)。促成增長(chang)的(de)(de)因素，既(ji)有政(zheng)府對(dui)可再(zai)生能源的(de)(de)激勵計(ji)劃，也有全球對(dui)太(tai)陽能發電(dian)基(ji)礎設施(shi)的(de)(de)投資(zi)熱潮(chao)。

總之，不斷(duan)擴(kuo)大的CSP市(shi)場給(gei)閥門行業(ye)提供了(le)重(zhong)大商機，引導后者開發(fa)和(he)創造(zao)各種滿足苛刻要求的閥門產品(pin)，使產品(pin)能成功應(ying)用(yong)(yong)于先進的熔鹽(yan)發(fa)電技術。通過(guo)投(tou)資開發(fa)新材料(liao)，改進設計和(he)采(cai)用(yong)(yong)智(zhi)能技術，閥門行業(ye)有望在未來可持(chi)續發(fa)展的能源領域扮演(yan)重(zhong)要角色。