一种高温流体定量出料系统及出料方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温流体定量出料系统及出料方法，其包括第一容器、设在第一容器上方、内径小于第一容器的第二容器和气路系统；第二容器的底面垂直穿设第一导管，其顶端伸入第二容器的内腔中上部，底端伸入第一容器的内腔底部；第二容器的顶面穿设第二导管，其底端伸入第二容器的内腔底部；第二容器的顶面上穿设热电偶，其底端伸入第二容器的内腔中，并高于第一导管的顶端2cm以上；气路系统包括使第一、第二容器形成压差、使第二容器和第二导管的顶端出口形成压差的加压或减压系统，以及可实现第一、第二容器的气压平衡的连通系统。该出料系统定量准确；可多次重复使用，定量重复性好，且不会造成物料损失；密封性好，保证物料不与空气接触。

A quantitative discharging system and method of high temperature fluid

The invention discloses a high temperature fluid quantitative discharging system and a discharging method, which comprises a first container, a second container arranged above the first container and a gas path system with an inner diameter smaller than the first container; the bottom surface of the second container is vertically penetrated with a first conduit, the top end of which is extended into the middle and upper part of the inner cavity of the second container, and the bottom end is extended into the bottom of the inner cavity of the first container; the top surface of the second container is penetrated with a second container The bottom end of the second vessel penetrates into the bottom of the inner cavity of the second vessel; the top surface of the second vessel penetrates a thermocouple, and the bottom end of the second vessel penetrates into the inner cavity of the second vessel, and is more than 2cm higher than the top of the first vessel; the gas path system includes a pressure or pressure reducing system which forms a pressure difference between the first and the second vessels and the top outlet of the second vessel, and a pressure reducing system which can realize the first A connected system for the air pressure balance of the second container. The system can be reused for many times, with good quantitative repeatability and no material loss. It has good sealing performance to ensure that the material does not contact with air.

【技术实现步骤摘要】
一种高温流体定量出料系统及出料方法
本专利技术涉及一种高温流体定量出料系统及出料方法。
技术介绍
在热能综合利用、核能、化工等领域，需要在不接触空气的情况下，从一个内径较大的密闭式容器中多次准确定量取出少量高温流体介质(例如熔盐)，以流动态的形式转移到另一个应用场合，与此同时，高温流体介质不产生数量上的损失。如果每次取样量在100mL以下，可以通过将取样胶囊通过尺寸相当的密闭的取样通道取出，但取出过程历时较长，取出后也很难保持液态。取样量如果超过100mL，尤其是在500mL到10L之间，受到密闭式的取样通道的尺寸的限制，就很难实现胶囊取样的方式了。液位计作为一种常用的从内径较大的容器中量取液体的定量设备，可以连续获取液位数值，虽然其优势在于可以设置不同的出料量，但是对于一些特殊高温介质，例如熔盐，液位计本身的测量精度不高，导致出料精度无法提升。而且熔盐的量取需要在密闭式环境中进行，密闭性出料的难度比开放性出料更高。因此，当取出的高温流体的量超出常规的取样量的范围时，而且有多次重复操作的需求时，现有方法显然遇到了局限性，本领域亟需研发出一种可以用于多次准确定量取出少量高温流体介质，并且不接触空气、不产生数量损失的设备和方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺乏一种可以用于多次于密闭式较大口径容器中准确定量取出少量高温流体介质的设备的缺陷，而提供了一种高温流体定量出料系统及出料方法。本专利技术提供的高温流体定量出料系统，定量准确；可多次重复使用，定量重复性好；并且不接触空气，不产生高温流体数量上的损失；操作简单，安全可靠。本专利技术提供了一种高温流体定量出料系统，其包括一第一容器、一第二容器和一气路系统，所述第一容器和所述第二容器均为密闭容器，所述第二容器设置在所述第一容器的上方，且所述第二容器的内径小于所述第一容器的内径；所述第二容器的底面上垂直密封穿设有一第一导管，所述第一导管的顶端伸入所述第二容器的内腔的中上部，底端伸入所述第一容器的内腔的底部；所述第二容器的顶面还垂直密封穿设有一第二导管，所述第二导管的底端伸入所述第二容器的内腔的底部；所述第二容器的顶面上，对应所述第一导管的位置的上方，还垂直密封穿设有一根热电偶，所述热电偶的底端伸入所述第二容器的内腔中，并高于所述第一导管的顶端2cm以上；所述气路系统包括可分别使所述第一容器和所述第二容器之间形成压差、使所述第二容器和所述第二导管的顶端出口之间形成压差的加压系统或减压系统，以及可实现所述第一容器与所述第二容器的气压平衡的连通系统。本专利技术中，所述第二容器的内径可以按照每次定量采出的出料量的需求进行设置，较佳地为50-500mm，更佳地为100-300mm。本申请一较佳实施方式中，该内径为160mm。本专利技术中，所述的内径均为直径的含义。本专利技术中，对于第一容器的内径不作严格要求，整体上满足大于第二容器的内径即可。第一种情况，其内径远大于第二容器的内径时，由于第一容器的内径很大，取出例如500mL到10L的量时，液位下降不明显，导致通过测量第一容器的液位高度来确定取出的少量流体的体积的方法精度很低，根本无法准确定量。第二种情况，其内径仅略大于第二容器的内径时，本专利技术的方法的定量精度也比直接通过液位计从第一容器中定量量取流体的方式高得多。这也正是本专利技术创造性的体现。本专利技术的方法通过第二容器与内部管道的结构来定量，出料精度很高，多次出料重复性很好。本专利技术中，所述第二容器与所述第一容器之间的位置关系可不作限制，例如，所述第二容器可以部分或全部置于所述第一容器的顶部内腔中，也可以完全外设，与所述第一容器独立开来。在本申请一较佳实施方式中，使用的是所述第二容器部分置于所述第一容器的顶部内腔中的方式，具体结构如下：所述第一容器的顶部具有一开口，所述第二容器整体卡接于所述开口处，所述开口将所述第二容器分为上部和下部，所述上部位于所述第一容器的顶面的上方，所述下部内置于所述第一容器的顶部内腔中。该优选方案将体积较小的第二容器整合到体积较大的第一容器的内部，可以共享加热保温系统，可节约能耗，降低制造成本，对于少数更加特殊的应用场合，比如核燃料的定量转移，两个容器还可以共享辐射屏蔽设施和一些安全设施，所以整合带来的优势更加明显。其中，所述卡接可通过焊接方式实现。本专利技术中，本领域技术人员均应理解，为了通过第二导管将第二容器中的高温流体向外出料，第二导管的设置位置可以不作严格限制，水平方向上只要不靠近所述第一导管的位置即可，另外竖直方向上第二导管底端与第一导管的高度差可根据出料量的要求设计。本专利技术中，所述第一导管的底端距离所述第一容器的内腔的底部的高度较佳地为1-1000mm，更佳地为2-50mm。本申请一较佳实施方式中，该高度为20mm。本专利技术中，第一导管集合了从第一容器导入高温流体至第二容器的功能，与将第二容器中多余的高温流体溢流至第一容器的功能于一体，简化了结构设计。本专利技术中，所述第二导管的底端距离所述第二容器的内腔的底部的高度较佳地为1-1000mm，更佳地为2-20mm。本申请一较佳实施方式中，该高度为10mm。本专利技术中，采用热电偶感知液位，灵敏度高，可靠性好。所述热电偶的底端距离所述第一导管的顶端的高度较佳地为2-10cm，该优选范围能获得较高的敏感度，在本申请一较佳实施方式中，所述热电偶的底端距离所述第一导管的顶端的高度为5cm。该高度如果太近(例如不足2cm)，由于热电偶太靠近高温流体液面上方，以致于难以分辨热电偶测出的是第一导管的顶端涌出的高温流体的温度，还是高温流体液面上方的气体的温度，因为这两个温度之间的差值非常小。而该高度如果太远，会造成第二容器的内腔空间的浪费，因为第二容器的高度需要设计得更高；另外高度太远意味着热电偶的底端位置更加靠近第二容器的顶部，一直要等到第二容器中的高温流体液面靠近第二容器顶部时，才能有温度示数突变的现象，才能停止从第一容器中进样，造成每次采出高温流体时，需要向下回流的高温流体的量比较大，由此带来每一次的出料时间延长、效率降低的问题。本专利技术中，较佳地，所述加压系统为可分别对所述第一容器和所述第二容器进行加压的加压系统。本专利技术中，较佳地，所述减压系统为可分别对所述第二容器和所述第二导管的顶端出口进行减压的减压系统。本专利技术中，所述第二容器的上部，对应所述热电偶的位置，较佳地还垂直穿设有一用于容纳所述热电偶的容置腔，所述容置腔与所述第二容器的上部相连通，所述容置腔的顶部还设有一用于顶部盖合和密封连接其他部件的接口法兰，所述热电偶的顶端垂直穿设所述接口法兰，中间部分贯穿于所述容置腔的内腔中，底端延伸至所述第二容器的内腔中。在此基础上，所述气路系统较佳地包括一压力气体阀门和一平衡气体阀门，所述压力气体阀门设有两个并联支路，其中一个支路和所述第一容器连通，另一个支路垂直穿设所述接口法兰，并伸入所述容置腔的内腔中，从而形成分别对所述第一容器和所述第二容器进行加压的所述加压系统；所述压力气体阀门与所述容置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温流体定量出料系统，其特征在于，其包括一第一容器、一第二容器和一气路系统，所述第一容器和所述第二容器均为密闭容器，所述第二容器设置在所述第一容器的上方，且所述第二容器的内径小于所述第一容器的内径；/n所述第二容器的底面上垂直密封穿设有一第一导管，所述第一导管的顶端伸入所述第二容器的内腔的中上部，底端伸入所述第一容器的内腔的底部；所述第二容器的顶面还垂直密封穿设有一第二导管，所述第二导管的底端伸入所述第二容器的内腔的底部；所述第二容器的顶面上，对应所述第一导管的设置位置的上方，还垂直密封穿设有一根热电偶，所述热电偶的底端伸入所述第二容器的内腔中，并高于所述第一导管的顶端2cm以上；/n所述气路系统包括可分别使所述第一容器和所述第二容器之间形成压差、使所述第二容器和所述第二导管的顶端出口之间形成压差的加压系统或减压系统，以及可实现所述第一容器与所述第二容器的气压平衡的连通系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温流体定量出料系统，其特征在于，其包括一第一容器、一第二容器和一气路系统，所述第一容器和所述第二容器均为密闭容器，所述第二容器设置在所述第一容器的上方，且所述第二容器的内径小于所述第一容器的内径；
所述第二容器的底面上垂直密封穿设有一第一导管，所述第一导管的顶端伸入所述第二容器的内腔的中上部，底端伸入所述第一容器的内腔的底部；所述第二容器的顶面还垂直密封穿设有一第二导管，所述第二导管的底端伸入所述第二容器的内腔的底部；所述第二容器的顶面上，对应所述第一导管的设置位置的上方，还垂直密封穿设有一根热电偶，所述热电偶的底端伸入所述第二容器的内腔中，并高于所述第一导管的顶端2cm以上；
所述气路系统包括可分别使所述第一容器和所述第二容器之间形成压差、使所述第二容器和所述第二导管的顶端出口之间形成压差的加压系统或减压系统，以及可实现所述第一容器与所述第二容器的气压平衡的连通系统。


2.如权利要求1所述的高温流体定量出料系统，其特征在于，所述第二容器的内径为50-500mm，较佳地为100-300mm，更佳地为160mm。


3.如权利要求1所述的高温流体定量出料系统，其特征在于，所述第二容器部分或全部置于所述第一容器的顶部内腔中，或者独立地设于所述第一容器的外部；
较佳地，所述第一容器的顶部具有一开口，所述第二容器整体卡接于所述开口处，所述开口将所述第二容器分为上部和下部，所述上部位于所述第一容器的顶面的上方，所述下部内置于所述第一容器的顶部内腔中。


4.如权利要求1所述的高温流体定量出料系统，其特征在于，所述第一导管的底端距离所述第一容器的内腔的底部的高度为1-1000mm，较佳地为2-50mm，更佳地为20mm；
和/或，所述第二导管的底端距离所述第二容器的内腔的底部的高度为1-1000mm，较佳地为2-20mm，更佳地为10mm。


5.如权利要求1所述的高温流体定量出料系统，其特征在于，所述热电偶的底端距离所述第一导管的顶端的高度为2-10cm，较佳地为5cm。


6.如权利要求1所述的高温流体定量出料系统，其特征在于，所述第二容器的上部，对应所述热电偶的设置位置，还垂直穿设有一用于容纳所述热电偶的容置腔，所述容置腔与所述第二容器的上部相连通，所述容置腔的顶部还设有一用于顶部盖合和密封连接其他部件的接口法兰，所述热电偶的顶端垂直穿设所述接口法兰，中间部分贯穿于所述容置腔的内腔中，底端延伸至所述第二容器的内腔中；
和/或，所述加压系统为可分别对所述第一容器和所述第二容器进行加压的加压系统；
和/或，所述减压系统为可分别对所述第二容器和所述第二导管的顶端出口进行减压的减压系统。


7.如权利要求6所述的高温流体定量出料系统，其特征在于，所述气路系统较佳地包括一压力气体阀门和一平衡气体阀门，所述压力气体阀门设有两个并联支路，其中一个支路和所述第一容器连通，另一个支路垂直穿设所述接口法兰，并伸入所述容置腔的内腔中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤睿，谢雷东，赵素芳，王建强，赵乾坤，傅杰，申淼，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31