Какую температуру выдерживает цсп: размер листов, вес, теплопроводность и другие технические характеристики материала, цены, применение в строительстве и отзывы о ЦСП

ЦСП: технические характеристики

Содержание

• Технология производства ЦСП
• Технические характеристики

Среди плитных и листовых материалов, используемых для отделки и сооружения перегородок и различных дизайнерских элементов, нельзя обойти стороной цементно-стружечную плиту или ЦСП. Конечно, по своей популярности она уступает гипсокартону, но, как показывает практика, и ей в современном мире находится место. Чаще всего плита ЦСП используется строителями в качестве опалубки. Она ровная, с хорошей прочностью, плюс – с ее помощью собрать опалубку гораздо быстрее, чем из досок.

Многие могут усомниться в том, что применение ЦСП целесообразно для сооружения опалубки. Ведь ее может заменить, к примеру, металл или фанера, к тому же бывшие в употреблении. Наверное, оно так и есть, но плита толщиною 24-26 мм выдерживает достаточно серьезные нагрузки. К тому же, если устанавливать несъемную опалубку с использованием цементно-стружечного материала, то, по сути, получится уже готовый отделанный фундамент или другой конструктивный элемент здания. И это во многих ситуация большой плюс.

К тому же необходимо учитывать и то, в каких условиях будет эксплуатироваться отделываемое помещение. К примеру, если это спортзал, то ни о каком гипсокартоне речь идти не может. Просто он ударов мяча не выдержит. А плиты ЦСП выдержат. Их можно использовать для обвязки и обшивки каркасных домов. Лучше этого материала для данного значения сегодня не найти. Плюсом является и возможность не только красить цементно-стружечный материал, но и использовать его, как финишную отделку. Благо производители сегодня предлагают огромный ассортимент с оформление под разные материалы, как показано на фото выше.

Технология производства ЦСП

Из самого названия становится понятным, что основными компонентами этого материала являются цемент (65%) и древесная стружка (24%). Все это смешивается с водой (8,5%), и в полученную смесь добавляются различные добавки, улучшающие технические характеристики плиты (2,5%).

В процесс производства ЦСП плиты используются два вида стружечного материала. Отличаются они по размерам: мелкая и средняя. Сама плита имеет трехслойную структуру, так вот во второй слой засыпается стружка средней величины, а в первый и третий мелкая. Сам производственный процесс проходит в следующей последовательности.

• Производится смешивание стружки с гидратационными добавками.
• В полученную смесь добавляется цемент марки М500.
• Заливается вода.
• Раствор тщательно перемешивается до получения однородной массы.
• В форму заливается первый слой с мелкой стружкой.
• Второй слой со средних размеров стружкой.
• И третий слой.
• Производится прессование.
• После чего полуготовый материал подвергается нагреву до +90С в течение восьми часов.
• Далее в течение 13-15 дней он сушится в естественных условиях.
• После чего, в зависимости от партии, его или шлифуют, или просто складируют.

Технические характеристики

То, что это прочный материал, понятно, потому что в его состав входит цементный компонент. Но он и влагостойкий за счет использования гидратационных компонентов. Плюс, плиты ЦСП обладают великолепной несущей способность, что не скажешь о ГКЛ или фанере. Но многое будет зависеть от параметров плиты.

Что касается ширины, то она стандартная – 1,2 м. А вот толщина и длина – размеры, которые варьируются в достаточно большом диапазоне. Что касается длины, то производитель может ее нарезать под любой размер, если партия заказа будет большой. Но есть и стандартные величины: 2,7; 3,0; 3,2 и 3,6 м.

Что касается толщины, то и здесь достаточно приличный диапазон: от 8 до 40 мм. Соответственно и вес изделия будет расти с ростом толщины. К примеру, плита длиною 2,7 м и толщиною 8 мм весит 35 кг. При толщине 40 мм вес вырастит до 176 кг.

При длине ЦСП 3,2 м и толщине 8 мм, ее масса будет равна 41 кг. При той же длине и толщине 24 мм, вес составит 124 кг.

В конструкции плит ЦСП нет скругленных кромок и нет фасок. Кромки прямые и четко обрезанные, так что проблем со стыковой панелей и подгонкой быть не должно. Их не надо обрабатывать перед отделкой антисептическими составами, потому что в процессе изготовления антисептик добавляется в сырьевой раствор.

Остальные технические характеристики по ГОСТ:

• Выдерживает большие минусовые температуры. При этом процесс размораживания может происходить до 50 раз. После чего прочность плит снижается всего лишь на 10%.
• Погрешности по внешней плоскости составляет 0,8 мм.
• Разность длин диагоналей может составлять 0,2%. Это практически не более 5 мм на длину 2,7 м.
• Погрешность толщины (допускаемая) не более 0,8 мм. Это для нешлифованного материала, для шлифованного 0,3 мм.
• Водопоглощение составляет 16%, при этом за сутки при высокой влажности плита не должна увеличиваться в размере более чем 2%.
• Выдерживаемые нагрузки на растяжение – 0,4 МПа, на изгиб 9-12 МПа в зависимости от толщины изделия. Чем толще, тем меньше выдерживает нагрузки на изгиб.

Производители сегодня предлагают два вида цементно-стружечного материала, которые отличаются друг от друга качественными характеристиками. Это ЦСП-1 и ЦСП-2. Первый лучше.

Существует мнение, что плиты этого типа по многим позициям уступают гипсокартону. Не стоит сравнивать эти два материала, у них разное предназначение и разные сферы применения. Вышеописанные примеры это подтверждают. Конечно, у ЦСП есть свои недостатки, о которых поговорим.

• По сравнению с гипсокартоном цементно-стружечные плиты стоят почти в два раза дороже. Но ГКЛ нелья использовать для внешней отделки, да и обшивать им каркасный дом лучше не стоит.
• Вес каждой плиты может привести в ужас, особенно толщиною больше 16 мм. Работать с ними в одиночку не получиться. Под них придется сооружать прочный и надежный каркас. Да и фундамент придется усиливать, если их использовать для обшивки каркасного строения.
• К тому же цементный компонент придает материалу повышенную прочность, так что обрабатывать его затруднительно. Поэтому подрезку надо проводить болгаркой или ручной циркулярной пилой, при этом использовать не простой режущий инструмент, а алмазный.
• О каркасе уже говорилось, но необходимо добавить, что профили под гипсокартон здесь не подойдут, особенно, если речь идет о внешней отделке плитами ЦСП. Здесь необходим стандартный стальной профиль.
• При резке плит выделяется большое количество пыли, так что производить эту операцию надо только на открытом воздухе.

Необходимо отметить, что на рынке недавно появилась плита толщиною 4 мм, что позволяет изменить подход к решению многих задач. К примеру, использовать в качестве элементов каркаса не стальные профили. Работать с таким материалом проще и в плане монтажа, и в плане обработки.

Как видите, у плит ЦСП серьезные технические характеристики. Особенно необходимо отметить их прочность, несравнимую ни с гипсокартоном, ни с фанерой. Да и эстетические качества материала не ниже, чем прочностные. Не зря же мастера рекомендуют ЦСП для установки подоконников или отделки каминов и вентиляционных коробов.

• Состав и пропорции раствора для кладки кирпича

• Как сделать цветной раствор для кирпича

• Размер и вес белого силикатного кирпича

• Кирпич облицовочный силикатный

Цементно-стружечная плита (ЦСП) – характеристики, свойства, применение, монтаж

Цементно-стружечные плиты сравнительно недавно введены в
производство и считаются довольно-таки новым строительным материалом. Тем не
менее, они уже успели завоевать авторитет застройщиков, поскольку являются
удобным материалом для «сухого монтажа» различных конструкций.

Цементно-стружечная плита, ЦСП в сокращении, возможно, станет и вашим выбором.

Производство цементно-стружечных плит

При изготовлении ЦСП цементные составы смешивают с
деревянной стружкой разных фракций, водой и специальными химическими добавками,
например, солями алюминия и жидким
стеклом. В специальных смесителях водные растворы этих добавок, вступая в
реакцию со стружкой, минерализируют ее. После этого добавляются цементные смеси
и вода.

Формирование структуры ЦСП происходит таким образом, что
внутри размещаются более крупные фракции, снаружи – мельче. Цементно-стружечная
масса помещается под пресс, откуда выходит уже готовая монолитная многослойная
плита с гладкой поверхностью. Именно многослойность обеспечивает прочность и
надежность в эксплуатации. ЦСП не требует финишного выравнивания шпаклевкой.
Легкой грунтовки вполне достаточно перед покраской.

Производство цементно-стружечных плит (ЦСП)

Характеристики и свойства цементно-стружечной плиты

Преимущества ЦСП перед другими монтажными материалами

• Во-первых, высокий уровень безопасности экологической,
  пожарной, биологической и химико-физической.

• Во-вторых, свойства этого материала сходны со свойствами
  древесины, поскольку она входит в состав ЦСП. Плита легка в обработке, но на
  много прочнее, не подвержена гниению и не представляет ценности для
  жука-древоточца.

• В-третьих, наличие цемента в структуре плиты способствует
  образованию щелочной среды, не пригодной для развития насекомых и гнилостных
  грибков.

В целом, ЦСП – это экологически чистый, антиканцерогенный, влагостойкий,
пожаробезопасный материал, обладающий, к тому же, отличной звукоизоляцией.

Высокий диапазон температур позволяет применять плиту ЦСП в
различных климатических зонах, как для внутренних, так и для наружных работ, а также для облицовки потолка и укладки на пол. Плита отличается прекрасной расположенностью к обработке.

Помимо достоинств ЦСП имеет и свои недостатки. Прежде всего,
это большой вес (свыше тонны на квадрат) требует дополнительных трудовых
ресурсов, а это не всегда удобно и выгодно. Во время ее распиливания происходит
обильное выделение пыли.

Характеристики и свойства цементно-стружечной плитыЦементно-стружечная плита (ЦСП) — характеристики и свойства

Применение ЦСП и особенности монтажа

Применение цементно-стружечной плиты в процессе строительных
работ достаточно разнообразно. Ее используют при фасадных, отделочных,
утеплительных работах. ЦСП – прекрасное решение при устройстве потолков и
полов, внутренних перегородок помещений, кровли крыш, для изготовления
подоконников.

Цементно-стружечная плита замечательно взаимодействует с
бетонами, поэтому несъемная опалубка из ЦСП – исключительный материал при проведении бетонных работ.

Последнее время индивидуальное строительство набирает
широких масштабов. Плиты ЦСП для этих целей подойдут как нельзя лучше. Используя
характеристики и свойства этого материала, можно построить дом, баню, подсобные
помещения каркасной конструкции.

При этом важно не забыть обработать элементы крепежа
(самонарезающие шурупы, гвозди) антикоррозийным составом, а швы между плитами
заделать шпаклевочными составами для наружных работ или силиконовыми
герметиками. После этого ЦСП грунтуются и можно производить дальнейшую их
обработку, красить, производить облицовку любым материалом, штукатурить.

Обшивка стены цементно-стружечной плитой — особенности монтажа

Дом, облицованный цементно-стружечной плитой (ЦСП)

Рекомендуем статьи на похожие темы

Значение и сфера применения термопанелей для строительства фасадов. Характеристики и преимущества материала….

Подробное описание вариантов утепления пола (деревянного, бетонного, на грунтовом основании, над неотапливаемым подвалом) первого этажа. …

Что собой представляют сендвич-панели, особенности материала и конструкции, преимущества и недостатки, сферы применения….

Устройство пароизоляции кровли своими руками. Способы монтажа пароизоляционной пленки. Создание паробарьера. Производители кровельных…

Защитные мероприятия, направленные на предотвращение от возгорания деревянных конструкций крыши. Использование пропитки атнипиренами. Защита…

US CSP скачок клапана повышает перспективы для более горячих заводов | Reuters Events

Новые клапаны управления потоком улучшат распределение тепла и минимизируют риски в критических соединениях, обеспечивая более высокие температуры CSP и большую эффективность преобразования энергии, сообщила исследовательская группа Sandia National Laboratories агентству Reuters Events.

Новая концепция клапана Sandia предназначена для работы при температуре 750°C. (Изображение предоставлено Sandia/Randy Montoya)

Похожие статьи

• • Солнечная башня на макаронной фабрике дает толчок новой конструкции генератора
  • Строители CSP модифицируют хранилище башни для борьбы с перепадами температуры
  • Разработчики высокотемпературных CSP в США рассчитывают на коммерческий экспорт в 2020-х годах

Новые клапаны управления потоком, разрабатываемые американскими исследователями, могут помочь разработчикам CSP достичь амбициозных целей по снижению затрат.

Sandia National Laboratories в партнерстве с глобальной группой клапанов и насосов Flowserve и разработчиком атомной энергетики Kairos Power разработали клапаны, которые могут выдерживать гораздо более высокие температуры, чем современные конструкции. Клапаны подают теплоноситель (HTM) — обычно расплавленную соль — из солнечного коллектора в систему выработки электроэнергии.

Падение цен на фотоэлектрические и ветровые электростанции подорвало конкурентоспособность CSP, и для открытия новых возможностей развертывания требуются электростанции с более высокой температурой. Установки CSP обычно используют расплав соли в качестве HTM, а текущие конструкции ограничивают температуру примерно до 560 ° C. Новые клапаны, разработанные Sandia и партнерами, выдерживают 750 ° C, обеспечивая более высокую эффективность преобразования энергии.

Клапаны должны обеспечивать постоянную теплопередачу и поток жидкости и выдерживать экстремальные температуры, давления и скорости потока, которые могут ухудшиться из-за низких температур наружного воздуха. Материалы могут набухать, гнуться и деформироваться, что требует технического обслуживания и снижает производительность установки. Проблемы с клапанами были определены среди ряда ключевых рисков производительности в первом в мире отчете о передовой практике для установок CSP, опубликованном Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии США (NREL) в июне.

Sandia и партнеры будут использовать новую конструкцию и материалы для повышения надежности в ключевых точках клапана и минимизации затрат, сообщил Reuters Events руководитель проекта Sandia Кен Армиджо.

«Температурно-механические нагрузки будут наиболее важными для рассмотрения с точки зрения производительности и надежности», — сказал Армихо.

Эта конструкция также может уменьшить количество необходимых клапанов, а техническое обслуживание можно будет выполнять намного быстрее, чем при использовании существующих методов, сказал он.

Клапан может быть приспособлен к альтернативным HTM для расплавленной соли и использоваться в других секторах высокотемпературной энергетики, таких как атомная энергетика и нефтехимия.

Укрощение жары

Компания Sandia получила грант в размере 2,5 миллионов долларов от Министерства энергетики (DOE) на исследование клапана.

Министерство энергетики стремится снизить стоимость CSP с 12-часовым хранением до 50 долларов за МВтч к 2030 году по сравнению с оценочной стоимостью 103 доллара за МВтч в 2017 году. Вскоре министерство объявит победителя своей программы Gen3 CSP по созданию -температурная система CSP с использованием жидких, твердых частиц или газообразных материалов. Sandia конкурирует с Brayton Energy и Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) за грант Министерства энергетики США в размере 25 миллионов долларов на строительство пилотной установки.

Определенная стоимость солнечной энергии, ветра (средний мировой средний)

(щелчок для увеличения)

Источник: Международное агентство возобновляемых источников энергии: «Затраты на выработку возобновляемой электроэнергии в 2019 году.

Другие высокотемпературные проекты находятся в стадии реализации. В этом году группа европейских компаний построит пилотную солнечную башню с концентрацией керамических частиц на макаронной фабрике Barilla в Италии. Завод «HiFlex» будет использовать центробежную солнечную технологию, разработанную Немецким аэрокосмическим центром (DLR), для подачи тепла для сушки макаронных изделий.

Чтобы уменьшить экстремальные нагрузки на клапаны управления потоком, Sandia и партнеры разрабатывают автономную систему управления температурным режимом (STM) и шток клапана с тепловыми трубками, который распределяет тепло более равномерно, сводя к минимуму нагрузки на сварные швы, уплотнения и прокладки.

STM является альтернативой «обогреву», широко используемому механизму для управления температурой трубы. СТМ состоит из нагревателя и датчиков температуры, которые управляются распределенной системой управления (РСУ).

Улучшенное распределение тепла благодаря встроенной тепловой трубке, повышающей проводимость через шток клапана.

Sandia планирует использовать материалы из нержавеющей стали с коррозионно-стойкими наплавленными слоями, чтобы снизить стоимость клапанов и при этом обеспечить высокую надежность, сказал Армихо. Современные клапаны управления потоком расплавленной соли используют более дорогие материалы на основе хрома, а материалы на основе никеля не могут выдерживать более высокие температуры.

Sandia рассматривает ряд производственных подходов в рамках своего технико-экономического анализа и определит свои целевые затраты к концу второго квартала, сказал Армихо.

Для минимизации затрат команда планирует максимально упростить конструкцию клапанов и сократить необходимое количество клапанов и расходомеров.

Сокращение количества клапанов будет зависеть от конструкции системы, сказал Армихо. По его словам, для своего пилотного проекта CSP 1 МВт Министерства энергетики США Gen 3 компания Sandia рассматривает возможность размещения регулирующих клапанов после насосов и в контурах рециркуляции для лучшего контроля потока.

Укороченные упоры

Sandia также разрабатывает быстросменную конструкцию, которая позволит заменять набивку без разборки механизма открытия клапана, снятия крышки клапана или болтовых соединений.

«Это может значительно ускорить процесс обслуживания и устранить ошибки конфигурации упаковки, которые могут повлиять на работу системы», — сказал Армихо.

Отраслевые данные показывают, что для уменьшения числа отказов требуются более строгие методы установки и обучение эксплуатации.

На сегодняшний день большинство отказов клапанов происходит из-за неправильного выбора клапана или неправильных методов эксплуатации и технического обслуживания (O&M), сообщил агентству Reuters Events старший инженер Solar Dynamics и соавтор отчета NREL о передовом опыте Брюс Келли.

«К несоответствиям относятся клапаны, размеры которых соответствуют расчетным условиям расхода, но они слишком велики для условий запуска (низкого расхода)», — сказал Келли.

«Плохое техническое обслуживание включает отказ от замены неисправных кабелей обогрева [или] попытки увеличить интервалы замены уплотнения штока», — сказал он.

Заводские потоки

Компания Flowserve изготовит для проекта два прототипа клапана, один из которых будет включать систему быстросменного уплотнения.

Ключевыми приоритетами производительности будут предотвращение утечек, контроль температуры и простота обслуживания, сказал Майк Нельсон, главный инженер по исследованиям и разработкам в Flowserve.

Kairos проведет испытания клапанов и другого оборудования для работы с расплавленными солями, используя изготовленную на заказ систему для испытаний изотермических клапанов периодического действия, расположенную на ее предприятии в Аламеде, Калифорния.

Kairos оценит расход, падение давления и «общую функциональность» при различных сценариях эксплуатации, включая морозы, сказал Алан Круизенга, директор отдела химии соли Kairos Power.

В проекте будут использованы знания Кайроса в области ядерных исследований. Компания Kairos разработала высокотемпературный реактор с охлаждением фторидной солью (KP-FHR) и намерена построить свой первый испытательный реактор в Технологическом парке Восточного Теннесси (ETTP) в Ок-Ридже. В прошлом месяце Министерство энергетики выделило Kairos 303 миллиона долларов на программу атомной электростанции.

Kairos сосредоточился на «итеративном обучении» посредством «циклов быстрого планирования, проектирования, сборки и тестирования», отметил Круизенга.

Этот подход к быстрым испытаниям должен помочь Sandia достичь своей цели по полностью испытанной конструкции последнего клапана к концу 2022 года.

Робин Сейлс

Системы концентрации солнечной энергии поколения 3 (Gen3 CSP)

Офис технологий солнечной энергии

Программа финансирования систем концентрированной солнечной энергии поколения 3 (Gen3 CSP) основана на предшествующих исследованиях технологий высокотемпературной концентрации солнечной тепловой энергии (CSP). Проекты были сосредоточены на снижении рисков технологий CSP за счет усовершенствования высокотемпературных компонентов и разработки интегрированных сборочных конструкций с аккумулированием тепловой энергии, которые могут достигать высоких рабочих температур. Рабочие температуры установки CSP выше 700° по Цельсию могут снизить стоимость систем CSP за счет повышения эффективности установки. Существует несколько способов достижения более высоких температур для установок CSP — с использованием жидких, твердых частиц или газообразных материалов — и эта программа финансирования направлена ​​на определение и создание рентабельного и надежного комплексного решения.

25 марта 2021 года Министерство энергетики США (DOE) объявило, что твердые частицы обеспечивают наиболее многообещающий путь к достижению более высоких температур на заводах CSP для достижения целевых показателей затрат к 2030 году. Проект возглавляет Sandia National Laboratories, которая получит около 25 миллионов долларов на строительство интегрированного испытательного центра для установок CSP следующего поколения, использующих твердые частицы. Узнайте больше о проекте и почему он был выбран.

Эта программа финансирования была запущена 15 мая 2018 года, когда Министерство энергетики объявило о выделении 72 миллионов долларов США для финансирования этих усилий, в том числе 63 миллиона долларов США на конкурсный запрос Gen3 CSP и 15 миллионов долларов США на дополнительную поддержку национальных лабораторий для выбранных Gen3 CSP. . 31 мая 2018 г. Министерство энергетики объявило о выделении дополнительных 7 миллионов долларов на пять проектов, выбранных в качестве альтернативных.

Подход

Три команды будут соревноваться в построении интегрированной системы с накопителем тепловой энергии, способной эффективно получать солнечное тепло и отдавать его рабочему телу при температуре выше 700 °C.

Эта программа будет проходить через три взаимосвязанных этапа:

• Фаза 1 продвигает разработку конкретных компонентов, которые были определены как ключевые риски в эффективной интегрированной системе.
• По результатам Этапа 1, Фаза 2 была сосредоточена на разработке интегрированной системы с аккумулированием тепловой энергии, способной выдерживать высокие температуры. Проекты, разработанные лауреатами Фазы 2, прошли тщательный процесс проверки и отбора.
• На этапе 3 один победитель был выбран для создания испытательного центра, который позволяет различным группам исследователей, лабораторий, разработчиков и производителей тестировать компоненты и системы в широком диапазоне условий эксплуатации, необходимых для продвижения технологии CSP следующего поколения.

Награды были разделены на две темы:

• Награжденные по теме 1 выполнили общую интеграцию и системный анализ, а затем завершили дизайн перед тем, как выбрать один путь и одного победителя. Выбранный лауреат построил испытательный стенд и провел исследования.
• Лауреаты Темы 2 спроектировали и построили компоненты для систем CSP, а также провели сквозное фундаментальное тестирование в дополнение к направлениям, выбранным в Теме 1.

Цели

Ключом к снижению стоимости электростанций CSP является повышение температуры тепла, которое они отдают в энергетический цикл, чтобы повысить эффективность станции и снизить затраты. Высокотемпературные тепловые системы Gen3 CSP могут снизить стоимость системы CSP примерно на 0,02 доллара США за киловатт-час (кВтч), что составляет 40 процентов пути к цели офиса солнечной энергии на 2030 год в размере 0,05 доллара США за кВтч для конфигураций с базовой нагрузкой. . Эта цель по затратам очень конкурентоспособна по сравнению с другими генераторами электроэнергии с возможностью диспетчеризации и позволит подключить к сети больше солнечной энергии, а также повысит ее стоимость.

Варианты CSP Gen3

Конкурсный тендер Gen3 CSP на сумму 62 миллиона долларов США профинансировал 11 проектов в двух тематических областях. Проекты Темы 1 и Темы 2B прошли через три этапа работы, а Тема 2A прошла через два этапа работы. Победители Темы 1 смогли использовать компоненты и тесты, разработанные в Теме 2А.

Избранные

— Суммы вознаграждения и доли затрат могут быть изменены в ожидании переговоров –

Тематическая область 1: Интегрированные системы Gen3

—Суммы финансирования, перечисленные ниже, относятся к работам, выполненным на Этапе 1 и Этапе 2. Приблизительно 25 миллионов долларов США выделено победителю Темы 1, выбранному для перехода к Этапу 3: Sandia National Laboratories.—

Brayton Energy 1

Название проекта: Разработка и демонстрация газофазной системы Gen3
Местоположение: Hampton, NH
Сумма премии Министерства энергетики: 7 570 647 долл. США
Призер Доля затрат: 1 899 003 долл. США
Главный исследователь: Шон Салливан
Краткое описание проекта: В рамках этого проекта будет разработана промышленная газофазная концентрирующая две солнечные тепловые системы (CSP) фазы Gen3 и, в случае выбора для третьей фазы, превращается в испытательный центр. Испытательная система мегаваттного масштаба будет поглощать энергию из поля гелиостата и передавать ее в систему хранения тепловой энергии, сохраняя девять мегаватт-часов тепла при температуре 750 ° C в течение как минимум десяти часов. Затем энергия переходит в рабочую жидкость, эффективность которой может достигать 9.9 процентов, создавая решение CSP, которое позволяет использовать возобновляемые источники энергии по запросу.

Национальная лаборатория возобновляемой энергии 1

Название проекта: Liquid-Phase Pathway до Sunshot
: Craig Turchi
Резюме проекта: Эта группа будет тестировать следующее поколение жидкофазной технологии концентрирования солнечной тепловой энергии, продвигая нынешнюю технологию электростанций с расплавленной солью к более высоким температурам и эффективности. В рамках проекта будет спроектирована, разработана и испытана тепловая система мощностью 2 мегаватта, состоящая из солнечного ресивера, резервуаров для хранения тепловой энергии и связанных с ними насосов, теплообменников, трубопроводов, клапанов, датчиков и систем обогрева. Если система будет выбрана для третьего этапа, она будет проверена на испытательном стенде коммерческого масштаба.

Национальные лаборатории Sandia 1

Название проекта: Gen3. $6,676,553
Главный исследователь: Clifford Ho
Резюме проекта: В рамках этого проекта будет разработан и испытан многомегаваттный тепловой приемник падающих частиц, концентрирующий солнечную тепловую энергию (CSP) на первых двух фазах CSP Gen3. Он будет иметь возможность работать в течение тысяч часов, обеспечивать 6 часов хранения энергии и нагревать рабочую жидкость, такую ​​как сверхкритический диоксид углерода или воздух, до температуры не менее 700 °C. На этапе 3, если он будет выбран, команда подтвердит способность соответствовать целям CSP по затратам и производительности Solar Energy Technologies Office с помощью испытательного центра коммерческого масштаба.

Тема области 2A: Разработка отдельных компонентов

Brayton Energy 2

Название проекта: Сумма: 1 181 603 долл. США
Призер Доля расходов: 295 740 долл. США
Главный исследователь: Джим Нэш
Резюме проекта: Эффективное и экономичное решение для зарядки и разрядки тепла от накопителей тепловой энергии (TES) является критически важной потребностью развития в средах чтобы поддерживать устойчивое производство электроэнергии от концентрирующих солнечных энергосистем. В рамках этого проекта будет разработана и испытана технология теплообменника, которая может интегрироваться с различными передовыми средами и системами TES. Производительность и стоимость этого интегрированного TES будут сравниваться с другими технологиями хранения для возможного включения в испытательный центр Gen3 CSP Topic 1.

Hayward Tyler

Название проекта: Разработка технологии высокотемпературных насосов сплайденной соли для Solar Tower Systems
$620,523
Главный исследователь: Бенджамин Харди
Резюме проекта: Этот проект направлен на разработку плана усовершенствования существующей технологии вертикального насоса горячей соли с длинным валом. Команда проведет исследования и разработает испытательный стенд, чтобы дать рекомендации по типам материалов для погружных подшипников, которые будут использоваться в конструкции насоса Gen3. Они также разработают конструкции насосов, которые могут эффективно работать в целевых горячих и холодных средах с расплавленными солями, используя подшипники и материалы, рекомендованные в ходе испытаний этого проекта.

Массачусетского технологического института 1

Название проекта: Ceramic Castable Cement Tanks и трубопроводы для Molten Salt
Место: Cambridge, MA
DOE. Главный исследователь: Асегун Генри
Резюме проекта: Эта группа разработает керамические литейные цементы, которые будут использоваться для резервуаров-аккумуляторов и трубопроводов, по которым транспортируется и хранится высокотемпературный расплав солей при температуре 750 °C. В рамках этого проекта также исследуются инженерные высокотемпературные цементы, которые можно использовать для формирования самоизолирующего резервуара для хранения тепла. Эти керамические литейные цементы разрабатываются химически, чтобы противостоять коррозии и проникновению высокотемпературных солей, представляющих интерес для жидкостного пути.

Массачусетского технологического института 2

Название проекта: Высокотемпературные насосы и клапаны для расплавленной соли
Расположение: Cambridge, MA
DOE. Главный исследователь: Асегун Генри
Резюме проекта: В рамках этого проекта будут разработаны высокотемпературные жидкофазные насосы и клапаны, в которых используются новые металлокерамические композитные материалы, устойчивые при высоких температурах, вместо стали или сплавов на основе никеля, для создания компонентов, способных надежно работать с расплавленными солями при температуре 750 °C. В этом проекте будут использоваться недорогие новые огнеупорные материалы и процессы для придания этим материалам сложных форм, необходимых для изготовления компонентов насосов и клапанов. Они протестируют интеграцию этих компонентов как в жидкостные насосы, так и в клапаны и исследуют, возникают ли какие-либо новые механизмы коррозии из-за протекания солей через насосы по сравнению с застойной солью. Это позволит масштабировать жидкостный насос, который может быть реализован в многомегаваттном контуре потока расплавленной соли с высокой надежностью и использоваться на этапе 3 программы Gen3 CSP.

Mohawk Innovative Technology

Название проекта: без масла, высокая температурная теплопередача. Главный исследователь: Hooshang Heshmat
Резюме проекта: Целью этого проекта является разработка необслуживаемого и не требующего масла циркуляционного насоса с высокотемпературным теплоносителем (HTF) для газовых концентрирующих солнечных теплоэнергетических систем Gen3 на основе исследований. , проектирование и тестирование. Циркуляционный насос HTF будет спроектирован с учетом простоты системы, работы без обслуживания, высокой надежности и снижения капитальных и эксплуатационных затрат за счет изоляции привода от HTF и разработки фольгированных газовых подшипников и уплотнений, которые могут использовать HTF в качестве смазки.

Pourchmet

Наименование проекта: Cermets с высокой чудовищной насосы
Расположение: Euclid, OH
DOE. Сумма премии: $ 1,326384
DOE. Joseph Hensel
Резюме проекта: Эта команда будет разрабатывать высокопрочные металлокерамические композитные материалы (керметы), которые обеспечивают минимальное трение в жидкостях с плохой смазкой и устойчивы к эрозии и износу. В рамках проекта будет построен насос для жидкости и испытательная установка для компонентов, которая анализирует эти материалы в среде расплавленных хлоридных солей, исследует проектные допуски и определяет экономическую эффективность керметов. Эта работа может позволить изготовить долговечные насосы, не требующие особого ухода, для концентрирующих солнечных энергосистем.

Университет Пердью

Наименование проекта: Возможные высокие температурные теплообменники
Расположение: West Lafayette, в
Award. Kenneth Sandhage
Резюме проекта: Эта команда разработает высокопроизводительный теплообменник на основе нового металлокерамического композитного материала (кермет) для переноса высокотемпературных (более 750 °C) расплавленных хлоридов со сверхкритическим диоксидом углерода в качестве рабочего тела для преобразования энергии в энергоблоке концентрирующей солнечной теплоэнергетической установки. Более высокая прочность на разрыв и теплопроводность при 800 °C этих керметов вместо металлических сплавов позволят команде разработать более компактные и недорогие теплообменники, чем это было бы возможно в противном случае. За счет адаптации поверхности кермета и химического состава жидкости керметы также обладают способностью выдерживать термоциклирование и тепловой удар, а также противостоять коррозии от расплавленных солей и жидкостей на основе сверхкритического диоксида углерода.

Topic Area 2B: Gen3 Research and Analysis

Electric Power Research Institute

Project Name: Improving Economics of Gen3 CSP System Components through Fabrication and Application of High-Temperature Nickel-Based Alloys
Местонахождение: Пало-Альто, Калифорния
Сумма премии Министерства энергетики США: 1 499 901 долл. США
Доля получателя в расходах: 222 229 долл. США
Главный исследователь: Джон Шинглдекер
Резюме проекта: Чтобы снизить затраты на высокотемпературную концентрирующую солнечную теплоэлектростанцию, эта группа исследует методы производства сплавов, которые ранее были разработаны для высокотемпературной работы в усовершенствованном ультрасверхкритическом паре. Они изучат стоимость и эксплуатационные преимущества производства труб и труб из плоских листов после дальнейшей обработки, что может снизить капитальные затраты. Если эти альтернативные способы производства сплавов позволят производить трубы, срок службы которых аналогичен сроку службы труб, изготовленных из других сплавов на основе никеля, они могут снизить стоимость этих компонентов примерно на тридцать процентов.

Технологический институт Георгии 1

Название проекта: Усовершенствованная характеристика потоков частиц для концентрации приложений на солнечную энергию

Главный исследователь: Peter Loutzenhiser
Резюме проекта: Этот проект направлен на устранение пробелов в знаниях в области потоков твердых частиц для приложений по концентрации солнечной тепловой энергии (CSP). Команда будет характеризовать поток и теплопередачу твердых частиц в различных рабочих условиях, включая температуру, размер частиц и конструкционный материал. Путем экспериментов и моделирования команда определит свойства, необходимые для входных данных при таких высоких температурах. Эти результаты послужат ориентиром для индустрии CSP в текущей работе, связанной с проектированием и моделированием приемников и реакторов солнечного тепла.

Технологический институт Георгии 2

Название проекта: Измерения термофизической собственности средств для теплопередачи и материалов сдерживания

Главный исследователь: Шеннон Йи
Резюме проекта: В рамках этого проекта будут исследованы и проанализированы теплофизические свойства, поддерживающие интегрированную тепловую систему Gen3. Эта команда рассмотрит теплопроводность, температуропроводность и удельную теплоемкость в диапазоне температур и материалов, представляющих интерес для систем Gen3 CSP. Группа проведет измерения химических составов расплавленных солей, предложенных лауреатами в тематической области 1, и защитных материалов, включая сплавы, керамику и керметы, предложенные лауреатами в тематических областях 1 и 2A. Это исследование будет распространено для устранения пробелов в знаниях о теплофизических свойствах Gen3.

Rensselaer Polytechnic Institute

Название проекта: Разработка кинетики коррозии на месте и измерения солевой недвижимости
Расположение: TRORY, NY
DOE. Главный исследователь: Ли (Эмили) Лю
Резюме проекта: В рамках этого проекта будут разработаны экспериментальные методы и методологии на месте для получения фундаментального понимания механизмов кинетики поверхностной коррозии расплавленной соли и свойств расплавленной соли. Для достижения этих целей будут разработаны четыре взаимодополняющих подхода: просвечивающая электронная микроскопия in-situ; нейтронная рефлектометрия расплавов солей и сплавов; макроскопические электрохимические исследования; анализ и моделирование колебательной спектроскопии. Заполняя пробелы в знаниях о свойствах высокотемпературных солевых расплавов и механизмах коррозии, это исследование может помочь в выборе солей и материалов для локализации.

Университет Калифорнии, Сан-Диего

Название проекта: Неконтактная термофизическая характеристика твердых тел и жидкостей для концентрации солнечной энергии
Местоположение: La Jolla, CA
DOE. Доля затрат: 137 000 долларов
Главный исследователь: Ренкун Чен
Резюме проекта: Эта группа разработает метод бесконтактной характеризации, называемый модулированной фототермической радиометрией (МПР). Этот метод будет измерять высокотемпературные теплофизические свойства жидких теплоносителей и связанных с ними твердых тел, таких как трубки и покрытия, поглощающие солнечную энергию, в различных компонентах и ​​подсистемах, используемых в установках по концентрации солнечной энергии (CSP). Технология MPR может обеспечить недорогое и быстрое определение характеристик жидких и твердых теплоносителей для установок CSP Gen3.

Университет Тулсы

Название проекта: Gen3D — Экспериментальная и численная разработка Gen3 DURAILVITION LIFE MODER
Местоположение: TULSA, OK
DOE. Главный исследователь: Тодд Отаникар
Резюме проекта: Эта команда разработает всеобъемлющую модель долговечности частиц и подложки, которая позволит лучше понять характеристики высокотемпературных компонентов для пути на основе частиц. Группа расширит существующие исследовательские возможности в области эрозии, коррозии, механики разрушения, макро- и микромасштабной характеристики материалов, а также характеристики тепловых и оптических свойств. Результаты будут использованы для разработки широкого понимания механической долговечности, которое можно использовать для определения срока службы компонентов и моделей ухудшения характеристик.

Узнайте больше о других наградах солнечного офиса за концентрацию солнечной энергии.

Варианты вызовов лаборатории CSP Gen3

В поддержку конкурса Gen3 CSP офис предоставил дополнительные 10 миллионов долларов США в виде финансирования национальным лабораториям для поддержки этих усилий. Эти лабораторные проекты предоставили оборудование и материалы для тестирования, необходимые для устранения критических барьеров в знаниях и подтверждения жизнеспособности путей Gen3 CSP. Проекты, направленные на обнаружение и характеристику основных свойств материалов, а также предоставление лабораторного оборудования для тестирования материалов, компонентов и систем Gen3 CSP. Выбранные лаборатории построили и эксплуатировали испытательные контуры, чтобы обеспечить рабочие условия при высоких температурах, необходимые для проверки концепций пути и комбинаций материалов, помогая определить более дешевые материалы, уменьшить количество повреждений компонентов и сделать интегрированные конструкции сборки способными выдерживать высокие температуры.

Laboratories

Национальная лаборатория Айдахо

Название проекта: Поведение на ползучесть и повреждении Структурного материала для кандидата для CSP Solar Thermal Preciver
Место: IDAHO Falls, ID
777. $1,000,000
Главный исследователь: Michael McMurtrey
Резюме проекта: Для решения критической проблемы, связанной с конструкциями газовых ресиверов CSP Gen3, в этом проекте будет представлен подробный анализ характеристик ползучести и усталостных повреждений компонентов концентрирующей солнечной тепловой энергии. (CSP) тепловой ресивер. Усталостная деформация ползучести является важным фактором для теплового приемника газофазной системы CSP из-за постоянного статического напряжения или давления, ежедневных циклов и повышенных рабочих температур, необходимых для эффективной работы. В рамках проекта также будет разработана дорожная карта для проектирования компонентов солнечного приемника, способных выдерживать усталостную усталость при высоких температурах и разрушение с храповым механизмом.

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии 2

Название проекта: Термофизические свойства, химическая оптимизация и очистка

7
Краткое описание проекта:  Эта группа будет заниматься теплофизическими свойствами и обращением с расплавленными хлоридными солями, которые можно использовать как в качестве теплоносителя, так и в качестве материала для хранения тепловой энергии. Они будут исследовать очистку коммерческих солей, оптимизацию химического состава и процедуры обработки для концентрирования солнечной тепловой энергии. Они также создадут и опубликуют руководства и протоколы, необходимые для получения точных и надежных теплофизических свойств расплавленных хлоридных солей.

Окриджская национальная лаборатория 1

Название проекта: Сравнение характеристик защитного слоя для ингибирования коррозии в расплавленных хлоридных солях посредством межфазных исследований в молекулярном масштабе  955 000 долл. США
Главный исследователь:  Картер Эбни
Краткое описание проекта:  Расплавленные хлоридные соли легко разъедают внутренние конструкции концентрирующих солнечных тепловых установок, когда они используются в качестве теплоносителя, что представляет собой значительный барьер для коммерциализации технологии. В рамках этого проекта будет подготовлена ​​серия образцов материала, аналогичного конструкционному сплаву солнечного приемника, контактирующего с солью на основе хлорида. Эти образцы будут изучены для изучения структуры этих интерфейсов на месте. Результаты этих исследований будут определять стратегии по снижению коррозии и проектированию концентрирующих солнечных тепловых электростанций для победителей Gen3 CSP.

Национальная лаборатория Oak Ridge 2

Название проекта: Включение высокотемпературной расплавленной соли CSP через объект для облегчения солевой технологии
Местоположение: Oak Ridge, TN
DO. Главный исследователь:  Кевин Робб
Резюме проекта:  Этот проект посвящен проектированию, строительству и эксплуатации лабораторного испытательного комплекса для снижения рисков, связанных с технологией производства соли (FASTR). FASTR — это универсальная установка для высокотемпературного расплава хлоридных солей, предназначенная для температур выше 700°C и для проведения различных испытаний в поддержку пути получения расплавленных солей Gen3 CSP. FASTR и сопутствующие исследования предоставят базовые возможности, необходимые для поддержки лауреатов Gen3 CSP.

Национальная лаборатория Oak Ridge 3

Название проекта: ПРОГРАММЫ К Оценки совместимости в плавных расплавленных солях
Местоположение: Oak Ridge, TN
DOE. Резюме проекта:  Чтобы ускорить испытания совместимых сплавов с расплавленными хлоридными солями, в рамках этого проекта будут определены комбинации соль-сплав, которые совместимы при испытаниях в изотермической капсуле, а затем будут проведены эксперименты с петлей тепловой конвекции (TCL) с пиковой температурой не ниже чем 700°C и типичный температурный градиент от 75° до 100°C. Последующие эксперименты TCL будут исследовать более высокие температуры, различные сплавы, стратегии ингибирования коррозии, а также использовать датчики для контроля свойств соли и сплава.

Sandia National Laboratories 2

Название проекта: Характеристика радиационных, конвективных и потерь частиц в высокотемпературных частицах
Расположение: Albuquerque, NM
DOE ADATE: Albuquerque, NM
DOE. :  Clifford Ho
Резюме проекта:  В рамках этого проекта будут снижены потери частиц и тепла в высокотемпературных (более 700°C) системах приема частиц с прямым облучением с использованием комбинации компьютерного моделирования и измерений гидродинамики частиц и теплопередачи. пути. Это позволит повысить тепловую эффективность приемника, снизить затраты на приемник и смягчить потенциальные риски для здоровья от вдыхания мелких частиц.

Национальные лаборатории Sandia 3

Название проекта: Механизмы теплопередачи частиц
Местоположение: Albuquerque, NM
Сумма награды: $ 455 000
Project Project: $ 455 000
Project Project: $ 455 000
Project: $ 455 000
. твердые частицы, жидкость или газ, которые передают тепло от приемника для выработки электроэнергии. Этот материал подается в теплообменник, который передает энергию рабочей жидкости, такой как сверхкритический диоксид углерода (sCO ₂ ). Этот проект будет измерять свойства теплопередачи плотно упакованных твердых частиц, чтобы увидеть, сколько солнечного тепла они могут поглощать и насколько хорошо они могут его передавать. Результаты позволят улучшить конструкции установок CSP, использующих циклы sCO ₂  , которые более эффективны, чем традиционные паровые турбины, и обеспечивают более низкие затраты на электроэнергию.

Sandia National Laboratories 4

Название проекта: Петля сверхкритического углекислого газа в поддержку 3-го поколения CSP для твердых, жидких и газовых путей
Местоположение: Альбукерке, Нью-Мексико
Сумма премии Министерства энергетики США: 3 600 000 долларов США
Резюме проекта: Для достижения более высокой эффективности концентрирующие солнечные электростанции могут использовать энергетический цикл Брайтона, конструкцию двигателя, использующую сверхкритический диоксид углерода (sCO 29069 ) в качестве жидкости для передачи тепла. Современные установки CSP используют паровые циклы Ренкина, в которых от 35% до 42% собранного тепла преобразуется в электричество. Энергетические циклы Brayton, использующие sCO ₂ в качестве рабочей жидкости, могут увеличить эту эффективность до 50% или выше. Этот проект разработает ШОС ₂  поддерживающий контур для охлаждения основного теплообменника в проекте пилотной установки в Теме 1 программы финансирования Gen3 CSP.

Национальная лаборатория Саванна

Название проекта: Полная петля Термодинамическая ингибирование коррозии и зондирование в плате. -Diaz
Резюме проекта:  Эта группа заполнит пробелы в знаниях о коррозии расплавленных солей в контурах теплопередачи с использованием расплавленных хлоридов при температуре 750°C или выше. Они сосредоточатся на адаптации и адаптации стратегий снижения высокотемпературной коррозии к температурному диапазону Gen3 от 500° до 750°C и конструкциям систем Gen3.