[發明專利]一體化氣態氧控裝置以及鉛基快中子反應堆

在審

• 申請號: 201710911530.5
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107945892A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 陳釗;曾獻;張勇;石秀安;林繼銘
• 申請（專利權）人: 中廣核研究院有限公司;嶺東核電有限公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G21C15/16
• 分類號: G21C15/16;G21C15/28
• 代理公司: 深圳匯智容達專利商標事務所(普通合伙)44238
• 代理人: 潘中毅,熊賢卿

1.一種一體化氣態氧控裝置，其適用于鉛基快中子反應堆，其特征在于，包括：

氣體注入器（11），用于向所述鉛基快中子反應堆的冷卻液中注入控制氣體，并產生超微細氣泡；

柱狀提升管（12），其為上下敞口的環形柱狀殼體結構，所述氣體注入器（11）的下端容納于所述柱狀提升管（12）內部，所述柱狀提升管（12）的內壁與所述氣體注入器（11）的外側形成環形腔室，為控制氣體和冷卻液形成的氣液混合流體提供流動通道；

氣液分離室（13），位于柱狀提升管（12）上方并與所述柱狀提升管（12）相固定，所述氣液分離室（13）內部與所述柱狀提升管（12）的頂端相連通，且在所述氣液分離室（13）底部與所述柱狀提升管（12）外壁之間形成有液體排出口（131），供在氣液分離室（13）中分離出的冷卻液向下流出；

氣液分離室（13）上方設置有至少一個氣體排出口（14），用于將在氣液分離室（13）中分離出的控制氣體排出；

其中，氣體注入器（11）的一端穿所述氣液分離室（13）的頂部；所述柱狀提升管（12）與所述氣體注入器（11）的下端至少一部分位于所述冷卻液的液面之下；所述氣液分離室（13）位于所述冷卻液的液面之上。

2.如權利要求1所述的一種一體化氣態氧控裝置，其特征在于，所述氣體注入器（11）包括聯通管（110）和與所述聯通管（110）連通的多個噴嘴葉片（111），所述多個噴嘴葉片（111）以陣列形式從上到下分布在聯通管（110）外圍，在每一噴嘴葉片（111）的端部設置有微型孔，所述微形孔的孔徑處于1-50μm之間，用于產生包含有控制氣體的超微細氣泡。

3.如權利要求2所述的一種適用于鉛基快中子反應堆的一體化氣態氧控裝置，其特征在于，所述冷卻液為液態鉛基合金，所述氣液混合流體為所述超微細氣泡和液態鉛基合金的混合流體。

4.如權利要求3所述的一種一體化氣態氧控裝置，其特征在于，所述控制氣體為氧化氣體、還原氣體和載氣三種氣體的混合物，其中，所述載氣為氬氣，所述氧化氣體為空氣或氧氣，所述還原氣體為氫氣。

5.如權利要求4所述的一種一體化氣態氧控裝置，其特征在于，所述氣體注入器（11）的端部連接有一個氣體供應系統，所述氣體供應系統用于將氧化氣體、還原氣體和載氣三種氣體按比例進行混合并注入至所述氣體注入器的所述聯通管（110）中。

6.一種鉛基快中子反應堆，其至少包括主反應堆（2），所述反應堆（2）中存放有冷卻液，其特征在于，在所述主反應堆（2）中設置有一體化氣態氧控制裝置（1），所述一體化氣態氧控制裝置（1）進一步包括：

氣體注入器（11），用于向所述冷卻液中注入控制氣體，并產生超微細氣泡；

柱狀提升管（12），其為上下敞口的環形柱狀殼體結構，所述氣體注入器（11）的下端容納于所述柱狀提升管（12）內部，所述柱狀提升管（12）的內壁與所述氣體注入器（11）的外側形成環形腔室，為控制氣體和冷卻液形成的氣液混合流體提供流動通道；

氣液分離室（13），位于柱狀提升管（12）上方并與所述柱狀提升管（12）相固定，所述氣液分離室（13）內部與所述柱狀提升管（12）的頂端相連通，且在所述氣液分離室（13）底部與所述柱狀提升管（12）外壁之間存在液體排出口（131），供在氣液分離室（13）中分離出的冷卻液向下流出；

氣液分離室（13）上方設置有至少一個氣體排出口（14），用于將在氣液分離室（13）中分離出的控制氣體排出；

其中，氣體注入器（11）的一端穿所述氣液分離室（13）的頂部；所述柱狀提升管（12）與所述氣體注入器（11）的下端至少一部分位于所述冷卻液的液面之下；所述氣液分離室（13）位于所述冷卻液的液面之上。

7.如權利要求6所述的一種鉛基快中子反應堆，其特征在于，所述氣體注入器（11）包括聯通管（110）和與所述聯通管（110）連通的多個噴嘴葉片（111），所述多個噴嘴葉片（111）以陣列形式從上到下分布在聯通管（110）外圍，在每一噴嘴葉片（111）的端部設置有微型孔，所述微形孔的孔徑處于1-50μm之間，用于產生包含有控制氣體的超微細氣泡。

8.如權利要求7所述的一種鉛基快中子反應堆，其特征在于，所述冷卻液為液態鉛基合金，所述氣液混合流體為所述超微細氣泡和液態鉛基合金的混合流體。