本发明专利技术提供了一种液态重金属在线净化装置，包括净化罐、净化管道和膨胀罐；净化罐的底部通过管道一与净化管道的中部相连，净化管道的上端设有膨胀罐，膨胀罐上端采用膨胀罐法兰密封；净化管道内设有吹气管道，吹气管道的一端伸入到净化管道的底部，另一端穿过膨胀罐法兰通过气路二与高压气瓶二连接，净化管道的下端通过管道三与主回路管道的下端连接，净化罐的侧壁的上部通过管道二与主回路管道的上端连接。本发明专利技术所述的液态重金属在线净化装置，采用过滤净化和吹气净化相结合的方法去除，既实现了在线净化，净化装置除杂停止运行时又不影响主回路的运行，提升了净化效果。本发明专利技术还提供了所述的液态重金属在线净化装置的使用方法。方法。方法。
【技术实现步骤摘要】
一种液态重金属在线净化装置及其使用方法
[0001]本专利技术属于液态重金属净化
，尤其是涉及一种液态重金属在线净化装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]液态重金属主要有铅、铅铋合金和其他铅基合金等，液态重金属因其熔点低、沸点高、热导率高、安全性好成为新一代核反应堆冷却剂的首选，如加速器驱动次临界系统(ADS)选用铅铋共晶体(LBE)作为反应堆冷却剂，铅基堆中选用铅作为冷却剂等。液态重金属作为冷却剂应用在反应堆中，最主要的一个问题是其对结构材料的腐蚀严重，腐蚀的方式主要有氧化腐蚀、冲刷腐蚀、溶解腐蚀等，为了延长结构材料的使用寿命，降低腐蚀速率，目前主要采用控制液态重金属冷却剂中的氧浓度，使结构材料表面被氧化生成氧化膜，且液态重金属不会生成氧化物的方法来降低腐蚀速率。控制液态重金属冷却剂中氧浓度的办法主要是减少溶解腐蚀和氧化腐蚀，但不可避免，且冲刷腐蚀是始终存在的，所以在控制氧浓度的系统中，液态重金属中的杂质主要是结构材料冲刷腐蚀产生的氧化物。除了冲刷腐蚀产生的杂质以外，检修、装卸料和原料中也会有杂质的引入，这些杂质在回路中积累到一定程度，容易堵塞换热器流道和回路管道，改变液态重金属的热导率，降低传热效率等。
[0003]液态重金属中形成的氧化物杂质其密度小于液态重金属，一般浮在液态重金属表面。目前采用的净化设备主要是冷阱或者过滤器，过滤器主要靠滤芯拦截尺寸大于滤芯孔隙尺寸的杂质，随着滤芯表面拦截杂质增多，滤芯表面会形成滤饼，此时滤芯虽然可以过滤尺寸小于滤芯孔隙尺寸的杂质，但同时滤芯的压损将会大大增加，导致在线净化无法进行，所以一旦形成滤饼，将会停止在线净化，更换过滤器滤芯。冷阱除了具有过滤器的拦截过滤杂质的功能以外，还具有冷却功能，可以将溶解腐蚀的杂质过饱和析出，在控氧条件下，因为杂质主要为氧化物，所以冷阱只相当于过滤器。小尺寸和大尺寸氧化物杂质随液态重金属流动，会增加冲刷腐蚀的速率。腐蚀回路，因为需要做成千上万小时的腐蚀试验，其是长期运行的，液态重金属中的杂质会除了容易堵塞换热器流道和回路管道外，还会影响腐蚀速率的测定，故腐蚀回路需要在线净化。
技术实现思路
[0004]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种液态重金属在线净化装置，在回路运行时，过滤净化和吹气净化同时进行，同步去除其中的氧化物杂质，实时保证液态重金属的清洁度，不仅可以有效的去除尺寸大于滤芯孔隙尺寸的氧化物杂质，同时可以去除尺寸小于滤芯孔隙尺寸的氧化物杂质。本专利技术还提供了所述的液态重金属在线净化装置的使用方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种液态重金属在线净化装置，包括净化罐、净化管道和膨胀罐；所述净化罐的底部设有管道一，所述管道一上设有阀门一，所述净化罐通过所述管道一与所述净化管道的
中部相连，所述净化管道的上端设有所述膨胀罐，所述膨胀罐上端采用膨胀罐法兰密封，所述膨胀罐法兰上设置单向气体自动平衡阀和液位计；所述净化罐的顶部采用净化罐法兰密封；所述储杂罐法兰上还设有真空阀；
[0007]所述净化管道内设有吹气管道，所述吹气管道的一端伸入到所述净化管道的底部，另一端穿过所述膨胀罐法兰通过气路二与高压气瓶二连接，所述吹气管道的位于所述膨胀罐法兰和所述气路二之间的管道上设有气阀二；所述净化管道的下端通过管道三与主回路管道的下端连接，所述管道三上设有阀门三和流量计；所述净化罐的侧壁的上部通过管道二与所述主回路管道的上端连接，所述管道二上设有阀门二；所述净化管道的直径大于所述主回路管道的直径。
[0008]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，还包括储杂罐，所述储杂罐的顶部采用储杂罐法兰密封，所述净化管道的侧壁的上部与管道四的一端连接，所述管道四的另一端与管道五的上端连接，所述管道五的下端与所述储杂罐法兰连接，所述管道四上设有阀门四。
[0009]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，所述膨胀罐法兰还通过气路一与高压气瓶一连接，所述气路一上设有气阀一；除所述气路一、所述气路二、所述高压气瓶一和所述高压气瓶二外，其余各部件均设有加热和保温系统。
[0010]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，所述管道四从左到右由上向下倾斜1～75
°
。
[0011]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，所述管道四从左到右由上向下倾斜5～20
°
。
[0012]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，所述净化管道与所述主回路管道的管径比为3-10。
[0013]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，所述吹气管道的远离所述膨胀罐的一端通过两个卡箍与所述气路二连接，两个所述卡箍之间设有波纹管。
[0014]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，所述净化罐内设有滤芯，所述滤芯为中空圆筒状，所述滤芯包括内层滤芯和外层滤芯，所述内层滤芯孔隙始终小于所述外层滤芯孔隙，所述内层滤芯的孔隙为2-50μm，所述外层滤芯的孔隙为20-500μm，所述滤芯可更换，所述管道一和所述管道二之间设有压差计，所述压差计设置在所述净化罐的进口和出口处。
[0015]本专利技术所述的液态重金属在线净化装置，其中，所述吹气管道与所述膨胀罐法兰接触处采用焊接固定连接。
[0016]本专利技术还提供了所述的液态重金属在线净化装置的使用方法，包括以下步骤：
[0017](a)初始状态阀门二、阀门三、单向气体自动平衡阀、气阀一和气阀二为关闭状态，阀门一和阀门四为打开状态，打开真空阀抽真空，然后关闭所述真空阀，打开所述气阀二，调节高压气瓶二的开关，充入0.05-0.2个标准大气压的惰性气体氩气，然后关闭所述气阀二和所述阀门四；
[0018](b)液态重金属在净化支路的净化时，打开所述阀门二，液态重金属从管道二进入净化罐，经所述净化罐净化后，流经管道一，进入净化管道，打开所述阀门三并调节流量计数值至目标流量，打开所述气阀二，调节所述高压气瓶二的输出压力，控制气泡的鼓出速
率，打开所述单向气体自动平衡阀，进行逆流吹气净化，并保持压力稳定，经吹气净化后的液态重金属，从管道三流入到主回路管道；
[0019](c)净化一段时间后，关闭所述阀门一和所述阀门三，关闭所述气阀二和所述单向气体自动平衡阀，打开所述气阀一，调整所述高压气瓶二的调压阀改变膨胀罐内气体的压力，缓慢打开所述阀门三，根据液位计数值，调整所述净化管道内的液面高度，使其略高于管道四和所述净化管道接口处，之后关闭所述阀门三；然后打开所述阀门四，使略高于所述管道四和所述净化管道接口的含杂液态重金属流入储杂罐，然后关闭所述阀门四，打开所述阀门二，打开所述单向气体自动平衡阀，缓慢打开所述阀门三，调节流量计至目标流量，至此完成一次净化过程；
[0020]当吹气管道堵塞时，关闭所述阀门一，关闭所述单向气体自动平衡阀，关闭所述气阀二，打开所述气阀一，调整高压气瓶一的压力，将所述净化管道内的液态重金属压入主回路管道，然后关闭所述阀门三，打开膨胀罐法兰，更换所述吹气管本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种液态重金属在线净化装置，其特征在于：包括净化罐(1)、净化管道(2)和膨胀罐(3)；所述净化罐(1)的底部设有管道一(11)，所述管道一(11)上设有阀门一(12)，所述净化罐(1)通过所述管道一(11)与所述净化管道(2)的中部相连，所述净化管道(2)的上端设有所述膨胀罐(3)，所述膨胀罐(3)上端采用膨胀罐法兰(31)密封，所述膨胀罐法兰(31)上设置单向气体自动平衡阀(32)和液位计(33)；所述净化罐(1)的顶部采用净化罐法兰(15)密封；所述储杂罐法兰(41)上还设有真空阀(44)；所述净化管道(2)内设有吹气管道(21)，所述吹气管道(21)的一端伸入到所述净化管道(2)的底部，另一端穿过所述膨胀罐法兰(31)通过气路二(71)与高压气瓶二(7)连接，所述吹气管道(21)的位于所述膨胀罐法兰(31)和所述气路二(71)之间的管道上设有气阀二(74)；所述净化管道(2)的下端通过管道三(22)与主回路管道(5)的下端连接，所述管道三(22)上设有阀门三(23)和流量计(24)；所述净化罐(1)的侧壁的上部通过管道二(13)与所述主回路管道(5)的上端连接，所述管道二(13)上设有阀门二(14)；所述净化管道(2)的直径大于所述主回路管道(5)的直径。2.根据权利要求1所述的液态重金属在线净化装置，其特征在于：还包括储杂罐(4)，所述储杂罐(4)的顶部采用储杂罐法兰(41)密封，所述净化管道(2)的侧壁的上部与管道四(42)的一端连接，所述管道四(42)的另一端与管道五(43)的上端连接，所述管道五(43)的下端与所述储杂罐法兰(41)连接，所述管道四(42)上设有阀门四(45)。3.根据权利要求1所述的液态重金属在线净化装置，其特征在于：所述膨胀罐法兰(31)还通过气路一(61)与高压气瓶一(6)连接，所述气路一(61)上设有气阀一(62)；除所述气路一(61)、所述气路二(71)、所述高压气瓶一(6)和所述高压气瓶二(7)外，其余各部件均设有加热和保温系统。4.根据权利要求2所述的液态重金属在线净化装置，其特征在于：所述管道四(42)从左到右由上向下倾斜1～75
°
。5.根据权利要求2所述的液态重金属在线净化装置，其特征在于：所述管道四(42)从左到右由上向下倾斜5～20
°
。6.根据权利要求1所述的液态重金属在线净化装置，其特征在于：所述净化管道(2)与所述主回路管道(5)的管径比为3-10。7.根据权利要求1所述的液态重金属在线净化装置，其特征在于：所述吹气管道(21)的远离所述膨胀罐(3)的一端通过两个卡箍(72)与所述气路二(71)连接，两个所述卡箍(72)之间设有波纹管(73)。8.根据权利要求1所述的液态重金属在线净化装置，其特征在于：所述净化罐(1)内设有滤芯(16)，所述滤...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐敬尧，周小丽，史兵方，
申请(专利权)人：百色学院，
类型：发明
国别省市：
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