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  • 发布时间:2018-11-08   来源:钛锆铪工业网  点击量:201

    钛在其他海洋能源开发中的应用

    海洋潮汐能

    潮汐能是绿色、环保且取之不竭的能量源之一,潮汐能发电是潮汐能利用的重要手段。潮汐能发电的原理与水电站的原理相似,在涨潮时将海水储存在水库中,在落潮时将海水从水库中放出,利用海水涨潮和落潮水的落差,推动水轮机转动,带动发电机进行发电。据不完全统计,全国潮汐能蕴藏量为 1.9 亿千瓦,其中可供开发的约 3850 万千瓦,年发电量可达 870亿千瓦时,大约相当于 40多个新安江水电站。目前我国潮汐电站总装机容量已有 1 万多千瓦。 虽然,目前没有潮汐能发电机组部件采用钛合金材料的公开报道,但可以肯定的是,将来钛合金在潮汐能发电机组设备上一定会发挥积极的作用。

    海洋温差发电

    海水温差发电系统是一种绿色无污染的新型发电手段。装在封闭循环管道中的氨在通过装有海洋表层海水的热转换器时,会吸收其中的热量并产生蒸汽,推动涡轮机转动并产生电能,随后蒸汽被送到一个装有深层低温海水的热交换器,这时氨蒸汽会释放热量并重新回到液体状态。由于海水的温度补偿能力非常强,因此上述过程可以周而复始地循环,维持发电机的持续工作(图1 是海水温差发电的原理示意图) 。目前,日本已经在 Okinawa 建立了海水温差发电的示范工厂,其冷凝器和蒸发器部分均采用了厚度为 0.4~0.6mm  的 1  级纯钛,每兆瓦电站钛的使用量约为12.4~18 吨。随着钛合金成本的进一步降低,相信钛合金在温差发电机组中将会发挥非常重要的作用。除了冷凝器和蒸发器外,钛合金将会大量地使用在海水管路系统、海水循环泵、阀以及壳体等结构部件上。

    海水淡化装置

    随着经济的发展与城市化进程的加快,淡水用量剧增,淡水短缺现象日益严重,海水淡化已成为沿海地区解决用水问题的必然选择。海水淡化有多种工艺,主流工艺是蒸发法淡化工艺。所涉及的用钛装置主要有热交换器、冷凝器和管路系统,所使用的材料主要为纯钛薄壁焊接钛管。

    在热法海水淡化装置中,由于海水加热器要受 90℃~120℃的海水腐蚀,故选择大量使用薄壁焊接钛管,典型尺寸为Φ34.7×0.5mm、Φ25.4×0.5mm。沙特阿拉伯一座淡水厂有 40 台海水淡化装置,产能为 2.36万 t/d,其放热蒸发器共用了约 1500 吨纯钛焊接管。据报道,截至 2012 年,全世界建立了 1.6 万多座海水淡水厂,总容量达 7480 万吨/天。全球淡化装置装机容量在过去 5年内年均增长速度为 12%。 沿海电厂是淡化海水的用量大户。 我国天津大港电厂 1987 年引进两套日产淡水 3000  吨的海水淡化装置。其主要装置由美国设计,韩国制造,采用尺寸为Φ16mm×0.6mm×1840mm  焊接钛管。 山东黄海电厂的低温多效蒸馏淡化装置, 共有 10 个热交换器, 采用Φ19mm×0.5mm×4220mm焊接钛管 2200 支,总重1.25 吨,淡化产能为 3000吨/年。截至2012 年底,我国投建海水淡化装置 94 套,淡化总产能 67.4  万吨/年。

    滨海电站

    为提高电站的运转效率和安全性,滨海电站需要用“全钛冷凝器”代替铜合金冷凝器,滨海电站冷凝器采用无缝钛管。从 1983年开始,浙江台州电厂、上海金山热电厂等 9 个电厂采用 18台钛合金冷凝器,共用钛管700 吨。在新一轮电站建设高峰期,钛管需求将达 1000 吨/年。

    核电站也需要焊接钛管,大约 1100MW 需钛焊接管 150 吨。我国计划 2020 年核电使用比例达到 4%,意味着每年要增加 3~4 座百万千瓦级核电站,需要大量钛焊接管,钛的应用潜力巨大。

    其他应用 

    利用纯钛或钛-钢复合板保护滨海建筑或跨海大桥桥基免受海水或海洋大气的侵蚀, 使其服役年限达 100年之久,这是钛应用的另一领域。至 2005 年,日本有 8 座桥梁使用了钛材,其中 1993年建成的东京湾跨海大桥的桥墩共用了钛-钢复合板 80t,防腐面积达 2200 平方米。日本在海滨建筑上也大量地使用了钛及钛合金材料,主要为建筑的屋顶结构。我国目前尚无有关滨海建筑或跨海大桥用钛的报道。


    钛材料在海洋工程中的应用(完结篇)
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