[发明专利]一种高温熔盐管道的制备方法

说明书

本发明涉及一种高温熔盐管道的制备方法，其包括步骤：S1，通过石墨加工形成内衬；S2，采用化学气相沉积的方法在内衬的外表面上形成均匀致密的防渗层；S3，将浸渍过酚醛树脂的碳纤维作为碳纤维增强材料均匀缠绕到防渗层上得到第一制品；S4，将第一制品进行固化处理得到第二制品；S5，将第二制品进行碳化和石墨化处理得到高温熔盐管道。根据本发明的高温熔盐管道的制备方法，采用碳纤维对石墨管道进行增强，并采用防渗夹层使管道拥有良好的防渗效果。

技术领域

本发明涉及高温熔盐储能领域，更具体地涉及一种高温熔盐管道的制备方法。

背景技术

熔盐是一种良好的热载体，近年来在能源及化工领域开始获得广泛应用，例如熔盐堆、熔盐储能以及熔盐热处理等。由于熔盐具有较高的熔点、较强的腐蚀性等，采用一般的合金作为管道有许多的困难需要克服，特别是将熔盐运用在超高温领域。

炭材料以其优异的耐热性、低热膨胀系数、优异的抗热冲击性等优点广泛应用于化工行业，将炭材料的优异性能应用在超高温熔盐领域是一种必然的趋势。但是以石墨为代表的炭材料较脆，采用常规的炭材料管道给项目设计及安全带来一定挑战。因此，为高温熔盐设计并研发满足使用要求的高温熔盐传输的管道成为高温熔盐发展亟需解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的高温熔盐对管道具有较高要求的问题，本发明提供一种高温熔盐管道的制备方法。

根据本发明的高温熔盐管道的制备方法，其包括步骤：S1，通过石墨加工形成内衬；S2，采用化学气相沉积的方法在内衬的外表面上形成均匀致密的防渗层；S3，将浸渍过酚醛树脂的碳纤维作为碳纤维增强材料均匀缠绕到防渗层上得到第一制品；S4，将第一制品进行固化处理得到第二制品；S5，将第二制品进行碳化和石墨化处理得到高温熔盐管道。

根据本发明的高温熔盐管道的制备方法，以石墨作为内衬并在其外表面制作防渗层，碳纤维缠绕防渗层形成石墨和碳纤维缠绕复合材料，其力学和化学性能沿管道轴向均一、阻挡熔盐浸渗、控制气体泄露、强度和韧性满足高温熔盐结构安全性。

优选地，在所述步骤S1中，石墨为密度在1.7-2.2g/cm³的高纯石墨材料。在优选的实施例中，石墨为密度在1.8-2.0g/cm³的高纯石墨材料。

优选地，在所述步骤S2中，防渗层为碳层或碳化硅层。其通过化学气相沉积的方法结合在石墨内衬上。在优选的实施例中，

优选地，在所述步骤S2中，防渗层的厚度为2-3mm。

优选地，在所述步骤S3中，碳纤维增强材料根据最终产品使用温度和熔盐环境的需求确定规格。

优选地，在所述步骤S3中，碳纤维为T700级碳纤维或T1000级碳纤维。

优选地，在所述步骤S3中，碳纤维增强材料通过纤维缠绕机张力控制系统缠绕到防渗层上。

优选地，在所述步骤S3中，纤维缠绕机张力控制系统以3-10kg的张力在防渗层上均匀缠绕碳纤维增强材料。

优选地，在所述步骤S3中，缠绕温度为25-40℃，缠绕角度为0°-90°，缠绕层的厚度为5-6mm。

优选地，在所述步骤S3中，酚醛树脂为热固性酚醛树脂。

优选地，在所述步骤S4中，在40-50℃下保温2h，然后再缓慢升温至60-70℃保温2h，进行固化。更优选地，为保证制品性能，固化过程不宜少于5h。