[发明专利]熔盐储存容器的制备方法及熔盐储存容器

说明书

本发明公开了一种熔盐储存容器的制备方法，包括以下步骤：步骤1、用碳材料增强酚醛树脂基粘结剂将多块碳材料部件粘结拼接成容器雏形；步骤2、在容器雏形的外表面包覆碳纤维增强酚醛树脂复合材料；步骤3、对容器雏形先进行酚醛树脂的固化处理，然后将酚醛树脂碳化为玻璃碳；步骤4、在步骤3所得到的容器雏形的内表面涂覆聚酰亚胺溶液，然后先令聚酰亚胺溶液固化，接着将其碳化为玻璃碳，得到最终的熔盐储存容器。本发明还公开了一种熔盐储存容器。相比现有技术，本发明具有成本低、使用寿命长、高温性能稳定的显著优点，使用温度可高达800℃以上，可广泛应用于各类应用场合下的熔盐存储。

技术领域

本发明涉及一种熔盐储存容器的制备方法。

背景技术

熔盐是一种良好的能量传递和存储材料，在电力储能独立熔盐蓄热电站、热电厂蓄热调峰、太阳能集中储热、低谷电加热熔盐蓄热供暖等领域具有很好的应用前景，是一种非常有前景的高温传热蓄热工质。目前熔盐储罐多为金属材料，但金属材料存在耐腐蚀性、耐久性差，成本高等问题，制约了熔盐在储能领域的大规模应用。

碳材料是一种良好的耐高温材料，而且耐熔盐腐蚀性好、成本低，但碳材料所固有的可加工性差的问题导致大型构件一体式成型难度大、对设备要求高。拼接工艺具有尺寸调整灵活、工艺简单等优点，对于大型及异形构件的制造具有独特的优势，但是碳材料同样具有可连接性差的问题，在熔盐环境下使用，其连接部位容易成为熔盐侵入和腐蚀的优先部位，想要使拼接式碳材料储罐在高温熔盐存储中应用，还需解决碳材料连接以及熔盐浸渗的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种熔盐储存容器的制备方法，可制备出成本低、使用寿命长、高温性能稳定的熔盐储存容器。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种熔盐储存容器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、用碳材料增强酚醛树脂基粘结剂将多块碳材料部件粘结拼接成容器雏形；

步骤2、在容器雏形的外表面包覆碳纤维增强酚醛树脂复合材料；

步骤3、对容器雏形先进行酚醛树脂的固化处理，然后将酚醛树脂碳化为玻璃碳；

步骤4、在步骤3所得到的容器雏形的内表面涂覆聚酰亚胺溶液，然后先令聚酰亚胺溶液固化，接着将其碳化为玻璃碳，得到最终的熔盐储存容器。

优选地，所述碳材料增强酚醛树脂基粘结剂为碳粉、石墨粉、碳化硼粉中的至少一种与酚醛树脂混合而成。

进一步优选地，所述碳材料增强酚醛树脂基粘结剂为酚醛树脂与碳粉或石墨粉以8：3的比例混合而成；或者，所述碳材料增强酚醛树脂基粘结剂为酚醛树脂与碳粉或石墨粉及碳化硼粉以8：3：0.15的比例混合而成。

优选地，所述在容器雏形的外表面包覆碳纤维增强酚醛树脂复合材料具体为：使用经酚醛树脂充分浸润的碳纤维布在容器雏形外围缠绕多层，并施加预紧力。

进一步优选地，所述酚醛树脂的固化处理，具体采用以下工艺：在室温、80℃、150℃、300℃下分别固化48h、48h、24h、24h。

优选地，酚醛树脂的碳化与聚酰亚胺的碳化工艺均为：在1200℃惰性气体保护条件下进行2小时碳化处理。

优选地，使用以下方法令聚酰亚胺溶液固化：首先在80℃经历20min预热处理,然后分别在120℃、150℃下热处理30min，再在200℃、220℃、250℃下分别固化20min，最后在280℃进行20min固化。

优选地，所述碳材料部件为等静压石墨部件。

基于同一发明构思还可以得到以下技术方案：

一种熔盐储存容器，使用如上任一技术方案所述方法制备得到。