[實用新型]高溫熔鹽用熱導式液位傳感器

有效

• 申請號: 201420798291.9
• 申請日: 2014-12-17
• 公開（公告）號: CN204348345U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 陳潔;張祖力;王華;鞠華;馮鄰江;張立新;趙彥;劉敏;羅松;吳勇軍
• 申請（專利權）人: 重慶材料研究院有限公司
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本實用新型涉及一種液位傳感器，特別涉及一種高溫熔鹽用熱導式液位傳感器。

背景技術

　熔鹽堆是一種核裂變反應堆，以熔融態的混合鹽為主冷卻劑，在高溫下工作（可獲得更高的熱效率）時保持低蒸汽壓，從而降低機械應力，提高安全性，并且比熔融鈉冷卻劑活性低。

近來，利用熔鹽作為冷卻劑的反應堆方面的研究再度加速。

傳統熔鹽堆和超高溫反應堆都被視作可能的設計方案而納入到第四代堆初步研究框架下。當前正在被研究的超高溫反應堆版本之一是液態鹽超高溫反應堆，一般也被稱為先進高溫堆。本質上，它是采用液態鹽作為一回路冷卻劑的標準VHTR設計方案，而不是采用單一的氦回路。

熔鹽反應堆系統，具有安全和低壓高溫冷卻劑的成本優勢，也可以共享液態金屬冷卻反應堆。顯然，熔鹽反應堆堆芯沒有可導致爆炸的蒸汽，也沒有巨大昂貴的鋼制壓力容器。因為它能在高溫下運行，便可以通過使用效率高、重量輕的布雷頓循環汽輪機將熱能轉換為電能。?????熔鹽，如FLiBe等，是高度腐蝕性的，隨著溫度升高腐蝕性更強。對于熔鹽堆主冷卻回路，需要一種能夠承受高溫腐蝕和強烈輻照的液位傳感器，用于定點監測正常工作及事故、事故后熔鹽的液位高度。但是液位測量的原理和技術非常多，但由于需要長期工作在易腐蝕、高溫、高輻射環境條件下，實際所能選擇的技術非常有限，要求傳感器測量精度高、響應時間快，對失水事故做出準確及時的判斷，然而現在還沒有一種這樣的液位傳感器。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種高精度、快響應、高可靠性、耐腐蝕的高溫熔鹽用熱導式液位傳感器。

本實用新型的技術方案是：一種高溫熔鹽用熱導式液位傳感器，包括外套管、鎧裝加熱器、參考熱電偶和監測熱電偶，所述外套管的前端密封，所述鎧裝加熱器設于外套管的管孔內，所述鎧裝加熱器包括大直徑段、小直徑段以及兩者之間的圓錐變截面段，所述鎧裝加熱器的小直徑段繞制成螺旋狀，形成螺旋狀加熱器，所述參考熱電偶、監測熱電偶固定在螺旋狀加熱器上，所述監測熱電偶為多個，多個監測熱電偶沿加熱器軸向按定額間距固定在螺旋狀加熱器上，所述外套管的后端套有密封簡易冒，所述鎧裝加熱器、參考熱電偶和監測熱電偶的引出線穿過密封簡易帽的端部，密封簡易帽內灌裝有密封膠。

所述加熱器的大直徑段、小直徑段的外徑比為1.5~4。

所述加熱器的大直徑段的直徑為6mm，小直徑段的直徑為3mm。

所述參考熱電偶的前端端頭延伸至螺旋狀加熱器的前端端頭。

所述參考熱電偶固定在螺旋狀加熱器的內壁上。

多個監測熱電偶環螺旋狀加熱器外壁圓周均勻分布。

所述參考熱電偶、監測熱電偶均采用鎧裝熱電偶。

所述外套管采用哈氏合金制成。

所述外套管中填充導熱材料。

本實用新型的有益效果是：由于本實用新型的高溫熔鹽用熱導式液位傳感器包括外套管、鎧裝加熱器、參考熱電偶和監測熱電偶，所述外套管的前端密封，所述鎧裝加熱器設于外套管的管孔內，所述鎧裝加熱器包括大直徑段、小直徑段以及兩者之間的圓錐變截面段，所述鎧裝加熱器的小直徑段繞制成螺旋狀，形成螺旋狀加熱器，所述參考熱電偶、監測熱電偶固定在螺旋狀加熱器上，所述監測熱電偶為多個，多個監測熱電偶沿加熱器軸向按定額間距固定在螺旋狀加熱器上，用于監測液位高度，且還可根據需要監控的熔鹽液面位置高度，調節監測熱電偶傳感器的數量及監測間隔，實現縱向多點布局，評估液面高度，參考熱電偶用于參比與其它監測液位高度熱電偶的溫差，這種結構精度高。

加熱器工作時，由于熔鹽和熔鹽上部氣體的導熱系數不同，導致加熱器在熔鹽段和氣體段的表面溫度存在差異。當液面降低時，處于某一高度位置的監測熱電偶處于液面裸露狀態，由于氣體比液體的導熱率低，與底部的參考熱電偶相比，此支熱電偶的因加熱器的加熱作用而處以高溫環境，比參考熱電偶的溫度高，而其他處于液面以下的熱電偶和參考熱電偶同樣處于液體環境，溫度一樣。因此當某只監測熱電偶出現溫度升高現象時，說明液面已經下降到此支熱電偶的布局位置。

????反之，當熱電偶溫度降低時說明和參考熱電偶處于同樣的液體環境，液面已上升到此支熱電偶的位置。