Con el objetivo propuesto de pico de carbono y neutralidad de carbono, se ha determinado la dirección del futuro desarrollo de la transición energética de China. Las nuevas fuentes de energía reemplazarán gradualmente al carbón, reduciendo así las emisiones de dióxido de carbono y logrando la transición de China de alto contenido de carbono a bajo contenido de carbono.
El acero inoxidable es nuestra industria emergente estratégica y la industria de fabricación de equipos que mejora el material de alta gama, es la implementación de la estrategia nacional de carbono dual, el material clave de transformación de la estructura energética, está recibiendo cada vez más atención.
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(1) La aplicación del acero inoxidable en la generación de energía
1. Generación de energía hidroeléctrica
El impulsor de la turbina hidráulica está hecho de acero inoxidable y se aplica en forma de fundición en la etapa inicial.
Debido al desarrollo de la turbina de gran capacidad y alta dirección de caída, para mejorar el rendimiento del impulsor, se adoptaron productos forjados y el tipo de acero se transfirió del tipo Cr13 temprano al acero 00Cr13Ni5Mo con buena soldabilidad.
Además, 0Cr18Ni9N(304N) y 2205 Las placas compuestas de acero inoxidable dúplex se han utilizado con éxito para algunos componentes resistentes a la corrosión y al desgaste en centrales hidroeléctricas.
2. Generación de energía térmica
El problema importante de la generación de energía térmica es mejorar la eficiencia térmica.
Para mejorar la eficiencia térmica de las calderas de las centrales térmicas, la dirección de desarrollo inevitable es el equipo a gran escala y las condiciones de vapor a alta temperatura y alta presión.
En la actualidad se han industrializado las calderas subcríticas y súper intermedias. Con el aumento de la presión y la temperatura, el material original del tubo de acero del sobrecalentador ya no puede cumplir con los requisitos, y el acero inoxidable austenítico con buena resistencia a altas temperaturas, como 321 y acero inoxidable 316, se utiliza en su lugar.
(1) Serie de acero inoxidable resistente al calor tipo Cr12, 304, 310 para unidades de energía térmica ultrasupercríticas.
(2) Álabes de turbina con tipo Cr13, lCr12Ni3Mo2Nb, 17-4PH; Vástago, válvula de corredera, manguito con infiltración de N 1Cr13; Muelle con 3Cr13, 4Cr13; CF8C y así sucesivamente; Rotor X12Cr MoWVNb N10.1.1.
(3) Resorte de presión constante del generador con 17-7PH.
(4) La superficie auto-nano mejora la resistencia a la oxidación del acero inoxidable 1Cr17.
3. Generación de energía nuclear
La planta de energía nuclear involucra una amplia gama de materiales, que incluyen principalmente combustible nuclear, moderador de neutrones, control de reacción nuclear y materiales de reflexión, refrigerante del reactor y materiales de la estructura del reactor. Entre ellos, el acero inoxidable se utiliza principalmente como material de estructura del reactor.
El material de revestimiento de combustible nuclear de las plantas de energía nuclear, la carcasa de presión de los reactores nucleares, los componentes internos del reactor, el tubo de transferencia de calor del generador de vapor, etc., son todos materiales estructurales clave.
El acero y las aleaciones de níquel se han convertido en el objetivo de la selección de materiales estructurales para las plantas de energía nuclear debido a la tecnología de producción madura y las fuentes amplias.
De acuerdo con la introducción, el consumo de capacidad de generación de energía de 1 millón de kilovatios de plantas de energía nuclear más de 50000 toneladas de acero, el recipiente a presión del cuerpo del reactor, componente de pila, mecanismo de accionamiento de barra de control, equipo, componentes, partes de la clave del sistema de circuito partes como acero y aleación de níquel, su número llega a miles de toneladas, en términos de reactor de agua a presión y reactor de agua en ebullición, equipos y componentes en contacto con el circuito primario de refrigerante, Más del 90% están hechos de acero y níquel aleación, y el acero inoxidable representa el 80-90% de la aleación de acero y níquel
4. Generación de energía mareomotriz
Se están desarrollando muchos dispositivos para aprovechar la energía undimotriz y mareomotriz. Algunos de los prototipos utilizan acero inoxidable, que tiene una larga trayectoria en entornos de agua de mar en la industria del petróleo y el gas. Transferir conocimientos a esta nueva energía será aún más importante.
Las aleaciones bifásicas y súper bifásicas combinan fuerza con resistencia a la corrosión y es probable que desempeñen un papel importante en este duro entorno de servicio.
(1) Acero inoxidable resistente a la corrosión del agua de mar, acero inoxidable de alta resistencia para la generación de energía undimotriz.
(2) Acero inoxidable de alta resistencia 06 Cr17Ni7Ti0.8Al2 y 00Cr13Ni8Mo2Al para el rodillo de control y la pista de la presa marina de generación de energía mareomotriz.
(3) Serie de acero inoxidable resistente a la cavitación por agua de mar abrasiva.
5. Generación de energía solar
El acero inoxidable es un material natural para aplicaciones de energía solar, incluidos calentadores de agua solares, sustratos para paneles fotovoltaicos (PV) de película delgada para piscinas, paneles de soporte y conectores para paneles de luz de cristal y espejos de gran superficie para sistemas de captación de luz solar.
(1) Acero inoxidable para la placa de recolección de generación de energía de luz solar, tanque de almacenamiento, placa inferior de panal amorfo, una placa plisada del intercambiador de calor, etc.
(2) generación de energía solar térmica con una resistencia a la corrosión media de intercambio de calor, bajo coeficiente de permeabilidad al hidrógeno con acero inoxidable económico.
(3) absorción directa de energía solar del acero inoxidable amorfo.
(4) alta tasa de absorción de calor, menos energía térmica reflejada, tratamiento de superficie negra de acero inoxidable.
(5) El calentador de agua solar utiliza AISI304, 444, aceros inoxidables Cr17Mo2Ti y B445J1M.
(6) Acero inoxidable AISI304 para película flexible de electrodo solar y sustrato flexible de batería.
6. MEquipo de generación de energía de fluidos magnéticos
(1) 00Cr26 Mol, 0Cr27 para el ánodo del canal de generación de energía de tríos magnéticos alimentados con carbón, acero inoxidable resistente al calor 02Cr27.5Al6.5RE para China.
(2) Acero inoxidable y acero Fe-Cr-Al para materiales de pared fría de generación de energía MHD.
(3) Marco de azufre magnético superconductor, rotor generador de fluido magnético, equipo de transmisión para acero inoxidable no magnético de temperatura ultrabaja.
7. Energía geotérmica
(1) Resistencia al sulfuro, intercambiador de calor de agua geotérmica de alta temperatura con iones de cloruro y acero inoxidable económico Mo.
(2) La resistencia a la corrosión es débil, intercambiador de calor de agua geotérmica de alta temperatura con acero inoxidable 0Cr13, lCr13.
(3) Acero inoxidable martensítico 0 Cr13 Ni5 Mo para el rotor de la turbina de la central geotérmica.
8. Generación de energía residual
(1) Serie de acero inoxidable y acero inoxidable resistente a la abrasión para generación de energía de incineración de residuos.
(2) acero resistente al calor de acero inoxidable para la generación de energía en masa de la planta.
(3) Tubería de sobrecalentamiento de caldera de generación de energía residual de alta eficiencia 0Cr25 Ni20, 0Cr25 Ni20Nb0.4N, 0Cr22Ni25 Mo1.5Nb0.15N, 0Cr 25Ni13Mo1W, etc.
9. Celdas de combustible
(1) Acero inoxidable Cr22Al 10 resistente al calor para celdas de combustible de carbonato fundido.
(2) Súper acero inoxidable para separadores de celdas de combustible de electrolito polimérico.
(3) Acero inoxidable tratado por tecnología de película para celdas de combustible sólido.
(4) XlNi Cr MoCu25.20.5, XlNi Cr Ni MoCu25.20.7, X2 Cr Ni Mn MoN 25.18.6.5 super acero inoxidable para placas de celdas de combustible bipolares de membrana de intercambio de protones.
(5) 500~700℃ Placa de soporte de pila de combustible AISI 430.
(6) Diferentes tipos de acero inoxidable para celdas de combustible criogénicas con polímeros como electrolitos.
(7) Acero inoxidable RMG, 232J3 para pilas de combustible de óxido sólido.
(8) Acero inoxidable ferrítico de tercera generación para biela de pila de combustible.
(9) Acero inoxidable para sustrato de células solares de silicio amorfo.
(10) Material de placa compuesta de 0.3 mm de cobre sin oxígeno/acero inoxidable/tubo de vacío de grado Ni para batería de microbotón.
(2) La aplicación de acero inoxidable en el desarrollo de energía de hidrógeno
El uso de hidrógeno debe comenzar con la producción de hidrógeno porque el hidrógeno rara vez existe en la naturaleza como una sustancia simple, debe producirse mediante procesos industriales y todos los equipos de producción de hidrógeno requieren acero inoxidable.
Según información relevante, Europa invertirá más de 750 mil millones de euros en dióxido de carbono en 2025. De aquí a 2040, la energía de hidrógeno verde (que se basa principalmente en energía libre de emisiones, a saber, eólica, solar (00591) e hidroelectrólisis) aumento de 8.5 millones de toneladas a 30 millones de toneladas.
Grandes cantidades de acero inoxidable y aleaciones de níquel se utilizan en la producción, transporte, almacenamiento y uso de hidrógeno. Los electrolizadores que producen hidrógeno verde requieren mucho acero inoxidable y algunas aleaciones de níquel, como las placas bipolares.
El transporte y almacenamiento de hidrógeno de alta capacidad a larga distancia, como los sistemas de terminales portuarias, los remolques y las estaciones de servicio, contienen algunos componentes de acero inoxidable e incluso de aleación de níquel.
Y desde los equipos de producción de hidrógeno hasta la utilización de energía de hidrógeno se necesita acero inoxidable.
Después de la licuefacción, el hidrógeno debe almacenarse y transportarse por camión, barco, remolque y tubería. Las estaciones de hidrógeno utilizan acero inoxidable y pueden necesitar hidrógeno para obtener energía en el futuro.
El hidrógeno también se utilizará como fuente de energía para plantas de energía de calderas, plantas de energía térmica, automóviles, autobuses, camiones, trenes, barcos, montacargas y otros vehículos. La mayoría de los componentes de los generadores electrolíticos y las celdas de combustible están hechos de acero inoxidable para transportar y almacenar hidrógeno a largas distancias y en grandes volúmenes, como sistemas de terminales portuarias, remolques y estaciones de servicio.
Estas instalaciones y herramientas incluyen algunas piezas de acero inoxidable e incluso de aleación de níquel. En el proceso de uso del hidrógeno, hay componentes fijos de energía, unidades de cogeneración y más aleaciones de acero inoxidable y níquel. En el futuro, las celdas de combustible se usarán más en autobuses, camiones, trenes, barcos y montacargas, y se usarán más placas bipolares, acero inoxidable y ensambles de aleación de níquel.
Conclusión
A medio-largo plazo (los próximos 30 años, hasta 2050), la transición energética es la tónica de The Times.
Está claro que el futuro de la sociedad depende de fuentes de energía nuevas y renovables. También está claro que el acero inoxidable será una parte indispensable de estas tecnologías de producción.
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