[發明專利]一種清除冷中子源系統中氫氣雜質的裝置和方法

有效

• 申請號: 201610735355.4
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106365133B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 蘭曉華;薛志彥;劉聰;游慶明;劉顯坤;張百甫;唐彬
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: C01B23/00
• 分類號: C01B23/00
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心51210
• 代理人: 翟長明,韓志英

1.一種清除冷中子源系統中氫氣雜質的裝置，其特征在于，所述的裝置包括導出閥（1）、吸附罐（2）、返回閥（3）、排壓閥（4）、真空閥（5）、真空泵（6）、高壓氦氣管道（7）和低壓氦氣管道（8），部件之間通過管路連接；所述的吸附罐（2）通過導出閥（1）與高壓氦氣管道（7）連接，吸附罐（2）通過返回閥（3）與低壓氦氣管道（8）連接，所述的吸附罐（2）上通過真空閥（5）與真空泵（6）連接，所述的吸附罐（2）和真空閥（5）之間連接有排壓閥（4）作為旁路；所述的吸附罐（2）的外層為保溫層，中間層為液氮層，內腔放置有活性炭，層間密封；

所述的吸附罐（2）、導出閥（1）與高壓氦氣管道（7）之間的管路為不銹鋼耐高壓波紋管，所述的吸附罐（2）、返回閥（3）與低壓氦氣管道（8）之間的管路為不銹鋼耐高壓波紋管，所述的吸附罐（2）、排壓閥（4）、真空閥（5）之間的管路為不銹鋼管，所述的真空閥（5）和真空泵（6）之間的管路為真空波紋管；

所述的吸附罐（2）的液氮層中的液氮存量大于等于15L。

2.根據權利要求1所述的清除冷中子源系統中氫氣雜質的裝置，其特征在于：所述的真空泵（6）為干式真空泵。

3.根據權利要求1所述的清除冷中子源系統中氫氣雜質的裝置，其特征在于：所述的導出閥（1）、返回閥（3）為球閥、排壓閥（4）和真空閥（5）為波紋管閥。

4.一種清除冷中子源系統中氫氣雜質的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

a.將吸附罐（2）的液氮層中充入液氮，液氮高度為h，吸附罐（2）高度為H，保持h≥4/5·H；

b.設定高壓氦氣管道（7）的輸出壓力為12 bar、低壓氦氣管道（8）的返回氣壓為1.05 bar，順序打開返回閥（3）和導出閥（1），高壓氦氣管道（7）中的高壓氦氣流入吸附罐（2），吸附罐（2）中的活性炭吸附高壓氦氣中的氫氣，再經返回閥（3）返回低壓氦氣管道（8），工作時間為20min~30min；

c.降低高壓氦氣管道（7）的輸出壓力為11 bar、低壓氦氣管道（8）的返回氣壓為1.05 bar，穩定5min后，恢復高壓氦氣管道（7）的輸出壓力為12 bar，工作時間為20min~30min；

d.重復步驟c至少8次；

e.關閉導出閥（1），再關閉返回閥（3），活性炭停止吸附氫氣，直至吸附罐（2）的液氮層中的液氮揮發完畢，吸附罐（2）的溫度達到室溫；

f.打開排壓閥（4），排空吸附罐（2）內的雜質氣體后關閉排壓閥（4）；

g.啟動真空泵（6），緩慢開啟真空閥（5），直至真空閥（5）完全開啟；

h.15min~20min后，關閉真空閥（5），開啟返回閥（3），2s~3s后關閉返回閥（3），再開啟真空閥（5）；

i.重復步驟h至少3次；

j.關閉真空閥（5），關閉真空泵（6）；

k. 開啟返回閥（3），2s~3s后關閉返回閥（3）。