高溫熔鹽儲能用鈦儲罐是一種專為儲存高溫熔融鹽（如硝酸鹽、氟化物或氯化物混合熔鹽）設計的鈦合金容器，工作溫度通常為 300℃~850℃，用于太陽能熱發(fā)電、工業(yè)余熱回收及核能系統(tǒng)。其核心功能是安全存儲高溫熔鹽并維持熱穩(wěn)定性。

一、性能特點

1、極端高溫耐受性：

抗氧化性：在600℃以上，鈦表面生成致密TiO?氧化層，抑制進一步氧化（優(yōu)于不銹鋼）。

抗熔鹽腐蝕：對硝酸鹽（NaNO?-KNO?）的腐蝕速率＜0.1 mm/年（316不銹鋼＞2 mm/年）。

2、熱機械性能：

低熱膨脹系數(shù)（8.6×10??/℃），減少熱循環(huán)應力開裂風險。

高溫強度保留：Ti-6Al-4V（Gr5）在600℃時抗拉強度仍＞300 MPa。

3、經(jīng)濟性：

相比哈氏合金C-276，材料成本降低40%，壽命周期成本優(yōu)勢顯著。

二、執(zhí)行標準

三、應用領域

1、光熱發(fā)電（CSP）：

雙罐系統(tǒng)（冷/熱鹽罐），儲熱溫度565℃（硝酸鹽）。

2、核能系統(tǒng)：

熔鹽反應堆（MSR）中的燃料鹽緩沖罐（氟鹽，700℃）。

3、工業(yè)余熱回收：

鋼廠高溫煙氣余熱儲存（氯化熔鹽，800℃）。

4、新型儲能：

超臨界二氧化碳（sCO?）循環(huán)系統(tǒng)中的熔鹽儲熱單元。

四、制造工藝

1、材料選擇：

Gr5（Ti-6Al-4V）：主罐體，綜合強度與耐蝕性。

Gr12（Ti-0.3Mo-0.8Ni）：用于還原性熔鹽（如氯鹽）。

2、焊接技術：

電子束焊（EBW）：厚板（＞50mm）低變形焊接，真空環(huán)境防氧化。

窄間隙TIG焊：多層多道焊，控制層間溫度≤150℃。

3、表面處理：

微弧氧化（MAO）：生成20-50μm陶瓷層，提升抗熔鹽滲透能力。

熱等靜壓（HIP）：消除內(nèi)部孔隙（致密度＞99.9%）。

4、檢測要求：

高溫氦檢漏：600℃下泄漏率≤1×10?? Pa·m3/s。

蠕變試驗：按ASTM E139進行1000小時持久試驗。

五、與其他鈦設備的對比差異

六、采購方法與注意事項

1、技術協(xié)議重點：

明確熔鹽成分（如Cl?/F?含量）、熱循環(huán)次數(shù)（≥10,000次），要求供應商提供 熔鹽兼容性測試報告。

指定高溫焊縫無損檢測標準（如ASTM E2375激光超聲檢測）。

2、供應商篩選：

優(yōu)先選擇具備 核電設備資質(zhì)（ASME NPT認證）的制造商，確保極端工況下的可靠性。

3、成本優(yōu)化策略：

對非接觸熔鹽區(qū)域采用 鈦-鋼復合板（如基層SA516Gr70+覆層Gr5），降低材料成本25-30%。

4、運輸與安裝：

采用 氮氣填充包裝，避免運輸途中鈦表面吸氫脆化。

安裝時使用 鈦-陶瓷復合支架，減少高溫熱膨脹位移應力。

5、驗收與維保：

按ASME B16.34進行 高溫氣密性試驗（試驗壓力=1.5倍設計壓力，保壓4小時）。

部署 在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)（如電化學噪聲傳感器），實時監(jiān)測罐壁腐蝕速率。

6、關鍵風險與應對措施

熔鹽滲透腐蝕：

風險：熔鹽沿晶界滲透導致局部脆化。

應對：采用 超細晶鈦合金（晶粒度≤5μm），如Ti-6Al-4V ELI（超低間隙元素）。

高溫蠕變失效：

風險：長期高溫下罐體變形。

應對：設計時預留 蠕變余量（壁厚增加10-15%），并采用 波紋膨脹節(jié) 補償變形。

熱循環(huán)疲勞：

風險：頻繁啟停導致焊縫開裂。

應對：焊縫區(qū)域進行 噴丸強化（表面壓應力≥400 MPa），提升疲勞壽命3倍以上。

高溫熔鹽鈦儲罐是下一代儲熱技術的核心裝備，其設計需聚焦 高溫-腐蝕-機械載荷耦合作用。采購時應重點關注：

材料高溫長時性能數(shù)據(jù)（≥10,000小時測試）；

焊接工藝的氧化控制水平（焊縫氧增量≤0.15%）；

全生命周期成本模型（包括維護與熔鹽更換成本）。相較于鈦反應釜等動態(tài)設備，儲罐更強調(diào) 靜態(tài)可靠性，需通過 多尺度仿真（分子動力學+有限元）優(yōu)化設計。