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(shè)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(yīng)力開裂風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)

三、應(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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?zé)煔庥酂醿Υ妫然埯}，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(shù)：

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(shè)備的對比差異

六、采購方法與注意事項

1、技術(shù)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(yīng)商提供 熔鹽兼容性測試報告。

指定高溫焊縫無損檢測標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM E2375激光超聲檢測）。

2、供應(yīng)商篩選：

優(yōu)先選擇具備 核電設(shè)備資質(zhì)（ASME NPT認(rèn)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(fù)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(fù)合支架，減少高溫?zé)崤蛎浳灰茟?yīng)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(shè)計壓力，保壓4小時）。

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

6、關(guān)鍵風(fēng)險與應(yīng)對措施

熔鹽滲透腐蝕：

風(fēng)險：熔鹽沿晶界滲透導(dǎo)致局部脆化。

應(yīng)對：采用 超細(xì)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(fēng)險：長期高溫下罐體變形。

應(yīng)對：設(shè)計時預(yù)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(fēng)險：頻繁啟停導(dǎo)致焊縫開裂。

應(yīng)對：焊縫區(qū)域進行 噴丸強化（表面壓應(yīng)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(shù)的核心裝備，其設(shè)計需聚焦 高溫-腐蝕-機械載荷耦合作用。采購時應(yīng)重點關(guān)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(yīng)釜等動態(tài)設(shè)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(xué)+有限元）優(yōu)化設(shè)計。