[發(fā)明專利]一種低比放氦-3氣體凈化裝置和凈化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710040447.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN106629640B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳文清;石巖;羅德禮;熊義富;敬文勇;秦城;蔚勇軍;常元慶;魏英;劉雨廷;楊飛龍;張光輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號(hào): C01B23/00
• 分類號(hào): C01B23/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種低比放氦-3氣體凈化裝置，其特征在于：包括鈀合金螺旋管(1)、氣體儲(chǔ)存罐(2)、循環(huán)泵(3)和真空泵(4)，所述鈀合金螺旋管(1)、所述氣體儲(chǔ)存罐(2)和所述循環(huán)泵(3)通過密封管道串聯(lián)成閉合回路，所述閉合回路上連接氣體標(biāo)準(zhǔn)罐(6)；所述鈀合金螺旋管(1)上設(shè)置有電爐(7)；所述真空泵(4)通過密封管道分別與所述閉合回路和所述鈀合金螺旋管(1)連接，所述真空泵(4)與所述閉合回路和所述鈀合金螺旋管(1)之間的密封管道上分別設(shè)置有第一閥門(8)和第二閥門(9)；所述鈀合金螺旋管(1)兩端的密封管道上分別設(shè)置有第三閥門(10)和第四閥門(11)，所述循環(huán)泵(3)兩端的密封管道上分別設(shè)置有第五閥門(12)和第六閥門(13)，所述密封管道與所述氣體標(biāo)準(zhǔn)罐(6)之間的密封管道上設(shè)置有第七閥門(14)，所述氣體儲(chǔ)存罐(2)兩端的密封管道上分別設(shè)置有第八閥門(15)和第九閥門(16)；還包括一氣體儲(chǔ)存罐支路(5)，所述氣體儲(chǔ)存罐支路(5)一端與所述第八閥門(15)和第三閥門(10)之間的密封管道連接，另一端與所述第九閥門(16)和第五閥門(12)之間的密封管道連接，所述氣體儲(chǔ)存罐支路(5)上設(shè)置有第十閥門(17)。

2.一種低比放氦-3氣體凈化方法，其特征在于包括如下步驟：

a、凈化工藝系統(tǒng)的預(yù)處理：對(duì)整個(gè)凈化裝置的管道及閥門連接處檢漏處理；

b、鈀合金螺旋管滲透凈化：將氦-3原料氣體引入凈化裝置，并關(guān)閉第一閥門(8)、第七閥門(14)和第十閥門(17)，打開其余所有閥門，通過真空泵(4)對(duì)鈀合金螺旋管(1)外側(cè)氫同位素氣體滲出端進(jìn)行抽空處理；

c、氫同位素循環(huán)稀釋：估算氦-3原料氣中的氚含量，確定凈化所需的氕氣體積，打開第七閥門(14)，將過量氕氣引入凈化裝置，對(duì)氦-3原料氣進(jìn)行同位素稀釋；通過氣體循環(huán)泵(3)對(duì)凈化裝置中氦-3原料氣進(jìn)行循環(huán)凈化；

d、分析結(jié)果：一段時(shí)間后取樣分析裝置內(nèi)氚含量；若未達(dá)到要求，則重復(fù)步驟c，若達(dá)到要求，則關(guān)閉第一閥門(8)、第五閥門(12)、第七閥門(14)、第九閥門(16)和第十閥門(17)，將成品氦-3氣體引入所述氣體儲(chǔ)存罐(2)中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低比放氦-3氣體凈化方法，其特征在于：所述步驟a中的凈化工藝系統(tǒng)預(yù)處理過程為，關(guān)閉第一閥門(8)、第二閥門(9)、第八閥門(15)、第九閥門(16)和第十閥門(17)，打開其余所有閥門，向凈化裝置內(nèi)充He至0.1MPa后保壓60min，漏率小于1.0×10-9Pa·m3·s-1，視為檢漏合格，打開第一閥門(8)對(duì)凈化裝置抽真空。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低比放氦-3氣體凈化方法，其特征在于：還包括后處理步驟，所述后處理步驟為：

(1)關(guān)閉第二閥門(9)、第八閥門(15)和第九閥門(16)，打開其余所有閥門，在500℃的恒溫條件下，利用真空泵(4)對(duì)鈀合金螺旋管(1)進(jìn)行抽空處理，抽空至低于5Pa并維持60min；

(2)停止加熱，鈀合金螺旋管(1)自然冷卻至室溫，并關(guān)閉所有閥門。