测量碱金属中碳/氧的系统、方法及更换传感器的方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种测量碱金属中碳/氧的系统、方法及更换传感器的方法。测量液态碱金属中碳/氧含量的系统包括：液态碱金属接收管路，用于在测量过程中持续接收液态碱金属；加热室，用于接收来自液态碱金属接收管路的液态碱金属，并将接收的液态碱金属加热至预设温度；测量室，用于接收从加热室流出的液态碱金属，并测量液态碱金属中的碳/氧含量；以及液态碱金属流出管路，用于在测量过程中供测量室中的液态碱金属流出测量室。本申请的技术方案能够实现对液态碱金属中的碳/氧含量进行在线测量。线测量。线测量。

【技术实现步骤摘要】
测量碱金属中碳/氧的系统、方法及更换传感器的方法


[0001]本专利技术涉及碱金属杂质成分测量
，特别是涉及一种测量液态碱金属中碳/氧含量的系统和方法以及更换测量室中的碳/氧传感器的方法。

技术介绍

[0002]快中子堆通常选择液态碱金属作为冷却剂。碱金属在其生产和使用过程中均会引入杂质。碱金属中存在的碳和氧杂质会对运输管道造成不良影响，为保证反应堆运行的安全性和长期运行的经济性，需要对碱金属中的碳和氧杂质进行测量。

技术实现思路

[0003]第一方面，本专利技术实施例提供了一种测量液态碱金属中碳/氧含量的系统，包括：
[0004]液态碱金属接收管路，用于在测量过程中持续接收液态碱金属；
[0005]加热室，用于接收来自所述液态碱金属接收管路的液态碱金属，并将接收的所述液态碱金属加热至预设温度；
[0006]测量室，用于接收从所述加热室出来的液态碱金属，并测量所述液态碱金属中的碳/氧含量；以及
[0007]液态碱金属流出管路，用于在测量过程中供所述测量室中的液态碱金属流出所述测量室。
[0008]第二方面，本专利技术实施例提供了一种测量液态碱金属中碳/氧含量的方法，包括以下步骤：
[0009]S11、向测量腔中充入惰性气体；
[0010]S12、将所述测量腔以及测量系统中各用于供液态碱金属流通的管路加热至第一预设温度；
[0011]S13、从液态碱金属工作回路向测量系统引入液态碱金属，以使引入所述测量系统的液态碱金属经由加热室后进入所述测量腔中，并经由返回管路循环回至所述液态碱金属工作回路；
[0012]S14、对所述加热室的加热管通电，以将进入所述加热室内的液态碱金属加热至第二预设温度，其中所述第二预设温度大于所述第一预设温度；
[0013]S15、使用温度传感器采集所述测量腔中液态碱金属的温度信号；使用碳/氧传感器采集所述测量腔中液态碱金属的碳/氧信号；根据所述碳/氧信号和所述温度信号确定所述液态碱金属的碳/氧含量。
[0014]第三方面，本专利技术实施例提供了一种更换测量室中的碳/氧传感器的方法，所述测量室为所述测量系统中的测量室，所述方法包括：
[0015]S21、停止从所述液态碱金属工作回路引出液态碱金属；
[0016]S22、继续将所述液态碱金属流出管路和液态碱金属返回管路加热至第一预设温度，停止对测量系统中用于供液态碱金属流通的其他管路加热；
[0017]S23、向所述测量腔中供应惰性气体，以利用气压将所述测量腔内的液态碱金属排出所述测量腔，并经由液态碱金属流出管路和液态碱金属返回管路送回所述液态碱金属工作回路；
[0018]S24、将所述测量室的壳体加热至第三预设温度，所述第三预设温度低于所述第一预设温度；停止对所述液态碱金属流出管路和液态碱金属返回管路加热；
[0019]S25、将所述壳体上安装的碳/氧传感器从所述安装接口卸下，并安装新的碳/氧传感器。
附图说明
[0020]通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。
[0021]图1是根据本专利技术一个实施例的测量液态碱金属中碳/氧含量的系统的示意性原理图；
[0022]图2是根据本专利技术一个实施例的加热室的示意性结构图；
[0023]图3是图2所示加热室的侧视图；
[0024]图4是根据本专利技术一个实施例的测量室的示意性结构图；
[0025]图5是根据本专利技术一个实施例的碳传感器的示意性结构图；以及
[0026]图6是根据本专利技术一个实施例的换热器的示意性结构图。
[0027]附图中：
[0028]10、测量室；11、壳体；111、测量腔；112、安装接口；12、进液口；13、出液口；14、通气口；15、温度传感器；16、碳/氧传感器；161、探头；162、密封连接件；17、碱金属泄露检测器；18、散热片；19、处理器；
[0029]20、换热器；21、外壳；210、壳程；211、壳程入口；212、壳程出口；22、内管；220、管程；221、管程入口；222、管程出口；
[0030]30、加热室；31、壳体；311、加热腔；312、入口；313、出口；32、加热管；
[0031]40、抽真空部；50、惰性气体瓶；51、减压阀；52、气阀门；60、惰性气体缓冲罐；61、气阀门；70、控制器；
[0032]101、液态碱金属接收管路；1011、阀门；1012、流量计；1013、压力计；1014、温度传感器；1015、保温层；102、输液管路；103、输液管路；104、进液管路；1041、碱金属检测器；105、液态碱金属流出管路；106、输液管路；107、合并管路；108、液态碱金属返回管路；109、气路；1091、气阀门；
[0033]200、液态碱金属工作回路；
[0034]810、杆部；821、碳参比电极；822、电解质；823、碳渗透膜；830、导线；840、绝缘固定部、841、绝缘部；850、电接头；860、密封连接件。
[0035]应该注意的是，附图并未按比例绘制，并且出于说明目的，在整个附图中类似结构或功能的元素通常用类似的附图标记来表示。还应该注意的是，附图只是为了便于描述优选实施例，而不是本专利技术本身。附图没有示出所描述的实施例的每个方面，并且不限制本专利技术的范围。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0037]除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
[0038]在相关技术中，对于中子反应堆钠回路中碳/氧杂质含量的分析方法主要依靠离线取样方式对所取样品进行分析。离线取样分析方法样品处理过程中容易造成污染，测量低浓度氧、碳的灵敏度较低。
[0039]由此，本申请实施例提供了一种测量液态碱金属中碳/氧含量的系统，能够对液态碱金属工作回路中的液态碱金属进行在线测量。液态碱金属工作回路例如可为反应堆主回路。
[0040]图1是根据本专利技术一个实施例的测量液态碱金属中碳/氧含量的系统的示意性原理图。参见图1，该测量系统包括液态碱金属接收管路101，加热室30，测量室10以及液态碱金属流出管路105。
[0041]液态碱金属接收管路101用于在测量过程中持续接收液态碱金属。
[0042]液态碱金属接收管路101例如可以与液态碱金属工作回路200连通。液态碱金属接收管路101上设置有阀门1011，当阀门1011开启时，液态碱金属接收管路101被导通，液态碱金属工作回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测量液态碱金属中碳/氧含量的系统，其特征在于，包括：液态碱金属接收管路，用于在测量过程中持续接收液态碱金属；加热室，用于接收来自所述液态碱金属接收管路的液态碱金属，并将接收的所述液态碱金属加热至预设温度；测量室，用于接收从所述加热室流出的液态碱金属，并测量所述液态碱金属中的碳/氧含量；以及液态碱金属流出管路，用于在测量过程中供所述测量室中的液态碱金属流出所述测量室。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液态碱金属接收管路与液态碱金属工作回路连通；所述系统还包括：液态碱金属返回管路，与所述液态碱金属流出管路和所述液态碱金属工作回路连通，用于将从所述测量室流出的液态碱金属送回所述液态碱金属工作回路。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述测量室包括：壳体，其内部限定形成测量腔；进液口，其通过进液管路与所述加热室的出口连通，用于供加热至预设温度后的液态碱金属流入所述测量腔；出液口，与所述液态碱金属流出管路连通，用于供所述测量腔内的液态碱金属流出；温度传感器，用于采集所述测量腔中液态碱金属的温度信号；碳/氧传感器，用于采集所述测量腔中液态碱金属的碳/氧信号；处理器，用于根据所述碳/氧信号和所述温度信号确定所述液态碱金属的碳/氧含量。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述壳体设有安装接口，所述碳/氧传感器包括密封连接件，以使所述碳/氧传感器可拆卸地密封安装于所述安装接口。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测量室还包括通气口，所述系统还包括：抽真空部，用于在液态碱金属进入所述液态碱金属接收管路之前，通过所述通气口对所述测量腔进行抽真空。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：惰性气体供应部，用于在所述抽真空部对所述测量腔进行抽真空之后，向所述测量腔中供应惰性气体，以使进入所述测量腔中的液态碱金属处于惰性气体气氛中。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述进液口设置于所述壳体的底部，所述出液口设置于所述壳体的侧部，所述通气口高于所述出液口，所述碳/氧传感器的探头位于所述测量腔内，且低于所述出液口的高度。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述进液管路还与所述液态碱金属返回管路连通；所述惰性气体供应部还用于在测量结束后、所述液态碱金属流出管路处于断开状态时，向所述测量腔中供应惰性气体以使所述测量腔内的液态碱金属在气压的作用下经由所述进液口和所述进液管路流至所述液态碱金属返回管路。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述进液管路中设置有碱金属检测器，用
于检测所述进液管路内部是否存在碱金属。10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：换热器，设置于所述液态碱金属接收管路和所述加热室之间，用于将进入所述加热室之前的液态碱金属与从所述液态碱金属流出管路中流出的液态碱金属进行换热。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述换热器包括：内管，具有管程入口和管程出口，所述管程入口与液态碱金属接收管路连通，所述管程出口与所述加热室的入口连通；和外壳，套设于所述内管外，所述外壳具有壳程入口和壳程出口，所述壳程入口与所述液态碱金属流出管路连通，所述壳程出口与所述液态碱金属返回管路连通。12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述加热室外部设置有保温层；和/或所述换热器外部设置有保温层；和/或所述测量室外部设置有保温层；和/或所述液态碱金属接收管路、所述进液管路、液态碱金属流出管路、所述液态碱金属返回管路、和/或与所述通气口相接的管路外部设置有保温层；其中所述保温层内部设有加热丝。13.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：米争峰，王密，董静雅，王明政，段天英，申凤阳，谢淳，冯策，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：