[發明專利]耐高溫熔鹽腐蝕的密封件及其制造方法

在審

• 申請號: 201810365918.4
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108458182A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 成莉
• 申請（專利權）人: 上海冀晟能源科技有限公司
• 主分類號: F16L23/18
• 分類號: F16L23/18;F16J15/12;C22C19/05
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 楊楠

本發明公開了一種耐高溫熔鹽腐蝕的密封件。本發明密封件由自內向外的柔性金屬袋層、鎳鉬鉻合金層、純鎳層復合而成，在所述柔性金屬袋層內部填充有柔性石墨顆粒填充物。本發明還公開了上述密封件的制造方法。相比現有技術，本發明以柔性石墨顆粒作為內部填充物，以具有適宜剛度和柔韌性以及優異的耐高溫熔鹽腐蝕性能的金屬構建復合包層，從而實現在高溫熔鹽環境下長期保持安全可靠的良好密封性能，可滿足熔鹽堆、光熱發電等高溫熔鹽環境下的結構密封需求。

技術領域

本發明涉及一種密封件，尤其涉及一種用于高溫熔鹽腐蝕環境下的耐高溫熔鹽腐蝕的密封件及其制造方法。

背景技術

熔鹽是一種低成本、長壽命、傳熱儲熱性能好的高溫、高熱通量和低運行壓力的傳熱儲熱介質。采用熔鹽作為核反應堆、光熱發電、儲能技術的傳熱和儲熱工質，可顯著提高發電、儲能系統的熱效率、系統的可靠性和經濟性。

熔鹽堆方面：在20世紀60年代，美國橡樹嶺國家實驗室開展了大量熔鹽堆實驗，并建造了MSRE實驗堆，開啟了熔鹽堆的應用研究。2006年8月16日，北美能源集團公司宣布其準備研發釷基核能發電設施以及釷基電池。2011年1月25日，中國科學院“創新2020”新聞發布會上，中科院宣布，“未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統”（TMSR）等首批戰略性先導科技專項啟動實施。熔鹽堆研制過程中為了避免熔鹽泄露均采用了焊接的方式連接設備和管道。

此外，光熱發電（CSP）作為光伏發電另外一種有效的太陽能發電形式，近年來已成為能源圈的新寵。2016年9月14日，中國國家能源局網站發布《國家能源局關于建設太陽能熱發電示范項目的通知》，確定第一批太陽能熱發電示范項目共20個，其中熔鹽工質的項目占一半。采用熔鹽工質可以提高設備運行溫度，對于提高CSP發電效率非常重要。在其設備連接過程中也大多采用焊接的方法。

在所有連接部位均采用焊接，會帶來如下缺點：

1、焊接為剛性連接，在高溫工作時，金屬的熱脹冷縮將成為不可忽略的關鍵問題。為了緩解熱脹冷縮，必須采用π形彎或膨脹節等方式抵消熱脹冷縮，這就使結構更加復雜，浪費材料，同時帶來安全不確定性。

2、全部采用焊接連接，當局部需要維修時，只能進行切割的方式進行替換，不能螺栓、法蘭等簡單易行的更換方式，也降低了零件的通用性和標準化。

常規的氟橡膠密封件不能在300℃高溫下長期使用，普通金屬墊圈不能滿足耐熔鹽腐蝕的要求。采用全焊接結構也是高溫熔鹽工質設備不得已而為之的辦法。若解決了熔鹽工質條件下的密封問題，則以上問題迎刃而解。因此解決熔鹽高溫密封問題成為問題的關鍵，而目前并未出現能夠可靠應用于高溫熔鹽環境下的密封部件。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術不足，提供一種耐高溫熔鹽腐蝕的密封件，能夠滿足高溫熔鹽腐蝕環境下的高可靠密封要求。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種耐高溫熔鹽腐蝕的密封件，其由自內向外的柔性金屬袋層、鎳鉬鉻合金層、純鎳層復合而成，在所述柔性金屬袋層內部填充有柔性石墨顆粒填充物。

優選地，所述鎳鉬鉻合金層的厚度大于等于0.5mm。

優選地，所述純鎳層的厚度大于等于0.3mm。

優選地，所述柔性金屬袋為金屬絲網袋或金屬箔袋。

優選地，其斷面形狀為矩形、圓形或其他常規形狀。

優選地，所述鎳鉬鉻合金各組分的重量比為：鉬為13.0～22.0%，鉻為4.0～10.0%，碳為最高1.00%；鐵為最高6.0%，硅為最高1.00%，鋁+鈦為最高0.55%，硫為最高0.04%，磷為最高0.03%，其余為基體元素鎳。

如上任一技術方案所述密封件的制造方法，包括：