[發明專利]一種鉛鉍蒸汽循環過濾及在線測量系統

有效

• 申請號: 202011630691.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112763367B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 張大林;張衍;王式保;王成龍;田文喜;秋穗正;蘇光輝
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N1/22
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種鉛鉍蒸汽循環過濾及在線測量系統，包括鉛鉍合金儲存罐及與之相連的鉛鉍蒸汽過濾系統和鉛鉍蒸汽測量系統；系統采用氬氣作為保護氣體，鉛鉍蒸汽在氬氣攜帶下通過鉛鉍蒸汽阱進行循環凈化；本發明可分別在容器不同高度處進行在線取樣測量，通過稱量冷凝在陶瓷坩堝中的鉛鉍合金質量計算氣體混合物中鉛鉍蒸汽的濃度；本發明結構簡單，經濟性好，解決了鉛鉍合金在工業應用中的關鍵技術難題，有助于推動鉛鉍反應堆加速實現工業化，具有廣泛應用前景。

技術領域

本發明涉及鉛鉍反應堆領域，具體涉及一種鉛鉍蒸汽循環過濾及在線測量系統。

背景技術

鉛鉍反應堆運行過程中產生的鉛鉍蒸汽可能會在反應堆各設備和管道中殘留，對系統的檢查、維護等工作帶來了技術困難，同時凝固的鉛鉍可能還會導致反應堆中部分運動部件損壞。因此需要對鉛鉍蒸汽的產生機制和清除技術進行深入研究，以支持鉛鉍反應堆的工業應用。

該問題是在鉛冷快堆大型設備運行中發現的實際工業問題，由于目前國際上鉛鉍反應堆大多還處于實驗室階段，因此對該問題研究較少。發展較早的鈉冷快堆中對鈉蒸汽的吸附以及粘鈉設備的清洗方面已經有了較為深入的研究，發展出了多種清洗技術，但是由于鈉的化學性質活潑，因此清洗技術大多是基于鈉與水或其他介質發生的化學反應，鉛鉍具有化學惰性，因此很難通過類似手段進行清洗。本發明針對該問題，從蒸汽產生和傳輸兩部分出發，盡可能減少鉛鉍蒸汽在設備和管道中的殘留。

發明內容

針對以上問題，本發明的目的在于提供一種鉛鉍蒸汽循環過濾及在線測量系統，可應用于實驗室鉛鉍蒸汽研究和實際工業設備中用于鉛鉍蒸汽過濾。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種鉛鉍蒸汽循環過濾及在線測量系統，包括鉛鉍合金儲存罐1及與之相連的鉛鉍蒸汽過濾系統2和鉛鉍蒸汽測量系統3；所述鉛鉍合金儲存罐1，鉛鉍合金儲存罐1內下部儲存有液態鉛鉍合金4，上部為氣體覆蓋空間5，鉛鉍合金儲存罐1外部覆蓋有電伴熱和保溫系統6，用于加熱融化鉛鉍合金并且控制溫度，鉛鉍合金儲存罐1上設置有用于測量罐內壓力和溫度的壓力變送器7和溫度變送器8；所述鉛鉍合金儲存罐1通過調節閥14與氬氣儲存罐相連；所述鉛鉍蒸汽過濾系統2包括通過調節閥11與鉛鉍合金儲存罐1相連的蒸汽阱9和氣體循環泵10；所述鉛鉍蒸汽測量系統3包括三組布置于鉛鉍合金儲存罐1的氣體覆蓋空間5不同高度處的取樣通道12以及與取樣通道12連通的測量系統13。

所述蒸汽阱9包括圓柱形外殼19、圓柱形外殼19內部的過濾絲網18和圓柱形外殼19外部的電伴熱裝置20，在進行蒸汽過濾時，不開啟電伴熱裝置，鉛鉍蒸汽在氬氣攜帶下通過蒸汽阱9時會被冷凝并黏附在過濾絲網18上，當過濾絲網18上黏附的鉛鉍較多阻礙流動時，開啟電伴熱裝置20使鉛鉍合金熔化回流。

所述測量系統13包括與取樣通道12連通的中空容器，置于中空容器底部的高精度電子天平16，置于高精度電子天平16上的陶瓷坩堝15，與中空容器連通的排氣管道，設置在排氣管道上的氣體流量計17及排放閥18，由取樣通道12進入測量系統的氣體混合物中的鉛鉍蒸汽會在低溫下迅速冷凝，并附著在陶瓷坩堝15壁面上，通過高精度電子天平16監測陶瓷坩堝15的質量變化，同時通過氣體流量計17監測進入測量系統的氣體混合物流量，就能夠測得氣體混合物中鉛鉍蒸汽濃度；所述取樣通道12外部包覆有保溫材料和電伴熱，防止鉛鉍蒸汽在取樣通道12內壁面黏附，影響測量精度。

本發明解決了鉛鉍蒸汽過濾在線測量的工業難題，填補了國際空白，結構簡單，經濟性好，有助于加快鉛鉍反應堆的工業應用，具有廣闊應用前景。

附圖說明

圖1為本發明系統整體結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。