[發明專利]熔鹽儲存容器的制備方法及熔鹽儲存容器

有效

• 申請號: 202110284617.0
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113044378B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 劉方剛;賀周同
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: B65D25/14
• 分類號: B65D25/14
• 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

本發明公開了一種熔鹽儲存容器的制備方法，包括以下步驟：步驟1、用碳材料增強酚醛樹脂基粘結劑將多塊碳材料部件粘結拼接成容器雛形；步驟2、在容器雛形的外表面包覆碳纖維增強酚醛樹脂復合材料；步驟3、對容器雛形先進行酚醛樹脂的固化處理，然后將酚醛樹脂碳化為玻璃碳；步驟4、在步驟3所得到的容器雛形的內表面涂覆聚酰亞胺溶液，然后先令聚酰亞胺溶液固化，接著將其碳化為玻璃碳，得到最終的熔鹽儲存容器。本發明還公開了一種熔鹽儲存容器。相比現有技術，本發明具有成本低、使用壽命長、高溫性能穩定的顯著優點，使用溫度可高達800℃以上，可廣泛應用于各類應用場合下的熔鹽存儲。

技術領域

本發明涉及一種熔鹽儲存容器的制備方法。

背景技術

熔鹽是一種良好的能量傳遞和存儲材料，在電力儲能獨立熔鹽蓄熱電站、熱電廠蓄熱調峰、太陽能集中儲熱、低谷電加熱熔鹽蓄熱供暖等領域具有很好的應用前景，是一種非常有前景的高溫傳熱蓄熱工質。目前熔鹽儲罐多為金屬材料，但金屬材料存在耐腐蝕性、耐久性差，成本高等問題，制約了熔鹽在儲能領域的大規模應用。

碳材料是一種良好的耐高溫材料，而且耐熔鹽腐蝕性好、成本低，但碳材料所固有的可加工性差的問題導致大型構件一體式成型難度大、對設備要求高。拼接工藝具有尺寸調整靈活、工藝簡單等優點，對于大型及異形構件的制造具有獨特的優勢，但是碳材料同樣具有可連接性差的問題，在熔鹽環境下使用，其連接部位容易成為熔鹽侵入和腐蝕的優先部位，想要使拼接式碳材料儲罐在高溫熔鹽存儲中應用，還需解決碳材料連接以及熔鹽浸滲的問題。

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，提供一種熔鹽儲存容器的制備方法，可制備出成本低、使用壽命長、高溫性能穩定的熔鹽儲存容器。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種熔鹽儲存容器的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、用碳材料增強酚醛樹脂基粘結劑將多塊碳材料部件粘結拼接成容器雛形；

步驟2、在容器雛形的外表面包覆碳纖維增強酚醛樹脂復合材料；

步驟3、對容器雛形先進行酚醛樹脂的固化處理，然后將酚醛樹脂碳化為玻璃碳；

步驟4、在步驟3所得到的容器雛形的內表面涂覆聚酰亞胺溶液，然后先令聚酰亞胺溶液固化，接著將其碳化為玻璃碳，得到最終的熔鹽儲存容器。

優選地，所述碳材料增強酚醛樹脂基粘結劑為碳粉、石墨粉、碳化硼粉中的至少一種與酚醛樹脂混合而成。

進一步優選地，所述碳材料增強酚醛樹脂基粘結劑為酚醛樹脂與碳粉或石墨粉以8：3的比例混合而成；或者，所述碳材料增強酚醛樹脂基粘結劑為酚醛樹脂與碳粉或石墨粉及碳化硼粉以8：3：0.15的比例混合而成。

優選地，所述在容器雛形的外表面包覆碳纖維增強酚醛樹脂復合材料具體為：使用經酚醛樹脂充分浸潤的碳纖維布在容器雛形外圍纏繞多層，并施加預緊力。

進一步優選地，所述酚醛樹脂的固化處理，具體采用以下工藝：在室溫、80℃、150℃、300℃下分別固化48h、48h、24h、24h。

優選地，酚醛樹脂的碳化與聚酰亞胺的碳化工藝均為：在1200℃惰性氣體保護條件下進行2小時碳化處理。

優選地，使用以下方法令聚酰亞胺溶液固化：首先在80℃經歷20min預熱處理,然后分別在120℃、150℃下熱處理30min，再在200℃、220℃、250℃下分別固化20min，最后在280℃進行20min固化。

優選地，所述碳材料部件為等靜壓石墨部件。

基于同一發明構思還可以得到以下技術方案：

一種熔鹽儲存容器，使用如上任一技術方案所述方法制備得到。