[發明專利]一種一體化除Po和氧控的裝置及除Po的方法

在審

• 申請號: 202110308666.3
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113140345A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 國科中子能（青島）研究院有限公司
• 主分類號: G21F9/06
• 分類號: G21F9/06
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 陳熙

本發明屬于鉛基反應堆領域冷卻劑工藝和安全技術領域，具體涉及一種一體化除Po和氧控的裝置及除Po的方法。該裝置包括：上端敞口的容器；蓋在所述容器的敞口上的蓋板；設置在所述蓋板下方的筒狀殼體，所述殼體的下部中間設置有中間隔板；固定在所述蓋板上的出氣管道，所述出氣管道的下端與所述殼體內連通，所述出氣管道的上端依次連通設置有吸除H₂Po氣體裝置；固定在所述蓋板上的氫氣注入管道，其下端依次貫穿所述蓋板和所述殼體的底板，并伸入到所述中間隔板的一側，其上端連通有氫氣氣源；固定在所述殼體內的氧控裝置。該技術方案通過雙通道的設計實現了除Po和氧控的一體化。

技術領域

本發明屬于鉛基反應堆領域冷卻劑工藝和安全技術領域，具體涉及一種一體化除Po和氧控的裝置及除Po的方法。

背景技術

在鉛基反應堆中，除Po和氧控是分離的兩個功能。

在除Po方面，美國麻省理工學院(MIT)采用H₂Po氣體分離法來去除液態鉛鉍中Po，通過一個含液態Pbbi和PbPo容器內注入氫氣，另外一個容器進行冷卻氣體，最后通往捕集器，但未考慮注入氫氣導致鉛鉍流體中氧氣濃度急劇下降，進而導致堆內構件腐蝕加劇的問題。美國INEEL國家實驗室建立熔鹽法除Po實驗裝置，采用熔融的NaOH與PbPo反應來除Po，但在含Po鉛鉍冷卻劑中引入了新的雜質NaOH等，影響反應堆后期運行。在氧控方面，氣相氧控和氧控裝置在國際上應用比較廣泛，主要通過注入氧氣、固相陶瓷配合氧傳感器實現氧氣控制，包括德國、意大利、日本、中國等，在鉛鉍實驗回路平臺、材料腐蝕平臺等實驗平臺上實現技術應用。

綜上所述，目前鉛基反應堆領域的除Po設計比較復雜，占用反應堆體積，且尚未考慮含Po鉛鉍冷卻劑中的氧控問題和帶來的雜質問題。因此，目前尚不存在一種一體化的同時具有除Po和氧控雙重功能裝置。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明提供了一種一體化除Po和氧控的裝置及除Po的方法。

本發明所提供的技術方案如下：

一種一體化除Po和氧控的裝置，包括：

上端敞口的容器；

蓋在所述容器的敞口上的蓋板；

設置在所述蓋板下方的筒狀殼體，所述殼體的開口朝下設置，所述殼體的底板與所述蓋板固定連接，所述殼體的下部中間設置有中間隔板；

固定在所述蓋板上的出氣管道，所述出氣管道的下端依次貫穿所述蓋板和所述殼體的底板，并與所述殼體內連通，所述出氣管道的上端依次連通設置有吸除H₂Po氣體裝置；

固定在所述蓋板上的氫氣注入管道，其下端依次貫穿所述蓋板和所述殼體的底板，并伸入到所述中間隔板的一側，其上端連通有氫氣氣源；

固定在所述殼體內的氧控裝置，其位于所述中間隔板的另一側。

基于上述技術方案所提供的一體化除Po和氧控的裝置，在中間隔板的兩側分別形成了含Po鉛鉍冷卻劑的上升通道和下降通道。在上升通道設置有注氫氣管道，既能夠除Po，又可以提供鉛鉍向上流動的動力。而鉛鉍向上流動的動力又確保了下降通道內鉛鉍向下流動。進一步在下降通道設置氧控裝置，可以有效解決除Po過程中氧氣被氫氣消耗的問題。該技術方案通過雙通道的設計實現了除Po和氧控的一體化。

進一步的，所述氧控裝置包括：固定在所述殼體內的兩端封閉的不銹鋼筒，所述不銹鋼筒豎向設置，其上底連通有進液管，其內部填充有氧化鉛小球，其下底連通有出液管，并且，所述出液管的口徑小于氧化鉛小球的粒徑，所述進液管的上端高度低于所述中間隔板的上沿高度。

基于上述技術方案，可以通過氧化鉛的質量交換來實現對含Po鉛鉍冷卻劑的補氧。且氧化鉛被限制在不銹鋼筒中內，不會落入到含Po鉛鉍冷卻劑中。