[發明專利]一種高溫液態金屬探測系統

在審

• 申請號: 201910509529.9
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110174159A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 龍俞伊;柴寶華;馮波;韓冶;王澤鳴;畢可明;衛光仁;薛松齡;張德樓;杜開文;趙守智;劉天才;高山
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22;G01K7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本公開屬于液態金屬的檢測儀表技術領域，特別涉及一種高溫液態金屬探測系統，該系統包括：電源、警示裝置、熱電偶溫度顯示器、高溫液態金屬探針；其中高溫液態金屬探針、電源、警示裝置通過導線串聯連接；其中高溫液態金屬探針包括：過渡連接件、絕緣件、密封件以及用于支撐固定的結構件；其中密封件與絕緣件之間采用過渡連接件連接；其中絕緣件采用耐高溫陶瓷材料。其中本公開的高溫液態金屬探針采用陶瓷管，其既是結構件又是絕緣件，而密封件采用的是金屬墊片；在其他結構件、連接件使用不銹鋼材料時最高使用溫度可達到650℃。若使用鎳基合金或難熔金屬材料替代制作探針和螺紋連接件，還可將耐溫能力進一步提高到1000℃。

技術領域

本公開屬于液態金屬的檢測儀表技術領域，特別涉及一種應用于高溫液態金屬的探測系統。

背景技術

液態金屬裝置中，溫度和液位等是與運行和安全相關的重要參數。由于液態金屬運行溫度較高，特別是鈉、鈉鉀合金、鋰、鉛鉍合金等液態金屬工質還具有化學性質活潑的特點，一般不能與空氣直接接觸，對設備密封性要求很高，因此液態金屬設備中的溫度和液位測量相較于水等普通工質技術難度更大。

液態金屬溫度的測量一般采用熱偶阱的方式，即使用一根盲管伸入到工質內部，然后放置鎧裝熱電偶進行測溫。這種方式可以保證裝置的密封性，相較于在設備外部貼壁測量準確度更高，但同時也需要在設備接管中專門預留熱偶阱管，提高了設備復雜度。

液態金屬液位的測量可分為連續式液位計及液位探針兩類，相對于結構較為復雜、造價較高且需要專門標定的連續液位計，用于指示特定高度液位的液位探針應用更為廣泛，可在液態金屬回路存儲罐、量筒、膨脹罐等設備的安全液位警示，灌注操作停止信號，以及流量標定等多個場合進行應用。液態金屬溫度高于熔點后，會產生液態金屬蒸氣彌散于液面上方，容易凝結沉積在溫度較低的液位測量元器件表面，對探針材料產生腐蝕。另外，金屬工質沉積后易引起絕緣件與結構件之間的粘連，形成信號誤報，維修頻率較高。目前鈉鉀合金、鉛鉍合金等液態金屬回路的最高運行溫度可達到600℃，為保障回路的安全運行，實現標定、警示等功能，這就需要一種能在高溫液態金屬蒸氣環境下工作的液位探針，并且具備較好的密封性和快速維修功能。

目前在液態金屬中使用的液位探針一般采用聚四氟乙烯等作為絕緣材料，密封則直接采用聚四氟乙烯或真空法蘭，該類探針安裝拆卸零部件數量較多，維修便利性較差，在實際使用中極限真空密封度也不夠理想。

在液態金屬設備中，經常會出現一個設備同時需要進行溫度和液位測量的情況。例如膨脹罐、量筒等液態金屬容器中需要配備至少3個液位探針用于不同高度的液位指示，同時設置1至3個熱偶阱用于罐體內工質的溫度測量。而封頭上一般還需要布置排氣管、工質進、出口管等其它接管，往往造成空間局促，各接管間互相易產生干涉，操作困難。

鑒于普通液態金屬探針存在上述種種的不足，導致常規的液態金屬探測系統無法實現高溫狀態下的液態金屬探測。

發明內容

(一)發明的目的

為克服現有技術的不足，本公開提供了一種結構簡單、操作方便且能夠實現高溫液態金屬液位及溫度探測的多用途高溫液態金屬探測系統。

(二)技術方案

一種高溫液態金屬探測系統，該系統包括：電源、警示裝置、熱電偶溫度顯示器、高溫液態金屬探針；

其中高溫液態金屬探針、電源、警示裝置通過導線串聯連接；

其中高溫液態金屬探針包括：過渡連接件、絕緣件、密封件以及用于支撐固定的結構件；

其中密封件與絕緣件之間采用過渡連接件連接；

其中絕緣件采用耐高溫陶瓷材料。

警示裝置為揚聲警示器和/或指示燈。

結構件采用不銹鋼材料。