高溫熔鹽儲(chǔ)能用鈦儲(chǔ)罐是一種專為儲(chǔ)存高溫熔融鹽（如硝酸鹽、氟化物或氯化物混合熔鹽）設(shè)計(jì)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(chǔ)高溫熔鹽并維持熱穩(wěn)定性。

一、性能特點(diǎn)

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(jìn)一步氧化（優(yōu)于不銹鋼）。

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

2、熱機(jī)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(xiǎn)。

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

3、經(jīng)濟(jì)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(shì)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(chǔ)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?chǔ)存（氯化熔鹽，800℃）。

4、新型儲(chǔ)能：

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

四、制造工藝

1、材料選擇：

Gr5（Ti-6Al-4V）：主罐體，綜合強(qiáng)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(cè)要求：

高溫氦檢漏：600℃下泄漏率≤1×10?? Pa·m3/s。

蠕變?cè)囼?yàn)：按ASTM E139進(jìn)行1000小時(shí)持久試驗(yàn)。

五、與其他鈦設(shè)備的對(duì)比差異

六、采購(gòu)方法與注意事項(xiàng)

1、技術(shù)協(xié)議重點(diǎn)：

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(cè)試報(bào)告。

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

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(duì)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(yùn)輸與安裝：

采用 氮?dú)馓畛浒b，避免運(yùn)輸途中鈦表面吸氫脆化。

安裝時(shí)使用 鈦-陶瓷復(fù)合支架，減少高溫?zé)崤蛎浳灰茟?yīng)力。

5、驗(yàn)收與維保：

按ASME B16.34進(jìn)行 高溫氣密性試驗(yàn)（試驗(yàn)壓力=1.5倍設(shè)計(jì)壓力，保壓4小時(shí)）。

部署 在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（如電化學(xué)噪聲傳感器），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐壁腐蝕速率。

6、關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)措施

熔鹽滲透腐蝕：

風(fēng)險(xiǎn)：熔鹽沿晶界滲透導(dǎo)致局部脆化。

應(yīng)對(duì)：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(xiǎn)：長(zhǎng)期高溫下罐體變形。

應(yīng)對(duì)：設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留 蠕變余量（壁厚增加10-15%），并采用 波紋膨脹節(jié) 補(bǔ)償變形。

熱循環(huán)疲勞：

風(fēng)險(xiǎn)：頻繁啟停導(dǎo)致焊縫開裂。

應(yīng)對(duì)：焊縫區(qū)域進(jìn)行 噴丸強(qiáng)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(chǔ)罐是下一代儲(chǔ)熱技術(shù)的核心裝備，其設(shè)計(jì)需聚焦 高溫-腐蝕-機(jī)械載荷耦合作用。采購(gòu)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注：

材料高溫長(zhǎng)時(shí)性能數(shù)據(jù)（≥10,000小時(shí)測(cè)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(hù)與熔鹽更換成本）。相較于鈦反應(yīng)釜等動(dòng)態(tài)設(shè)備，儲(chǔ)罐更強(qiáng)調(diào) 靜態(tài)可靠性，需通過 多尺度仿真（分子動(dòng)力學(xué)+有限元）優(yōu)化設(shè)計(jì)。