一种氧含量调节模块及反应系统技术方案

本申请实施例公开了一种氧含量调节模块及反应系统，涉及核工程及核技术领域，该氧含量调节模块可以安装在铅铋合金回路试验装置上，非能动的开展铅铋合金回路试验装置中铅铋合金的溶解氧含量的控制和调节，具有安全、可靠和稳定的特性。该氧含量控制模块包括支路管道用于与铅铋合金回路主管道连通，支路管道上设置有低压部和高压部，铅铋合金回路主管道内的铅铋合金至少有一部分从支路管道的高压部流向低压部，支路管道的低压部的直径小于高压部的直径；氧控管道的一端与支路管道的高压部连通，氧控管道的另一端与支路管道的低压部连通，氧控管道内设有氧控反应件。该氧含量调节模块调节铅铋合金回路试验装置中铅铋合金的溶解氧含量。溶解氧含量。溶解氧含量。

【技术实现步骤摘要】
一种氧含量调节模块及反应系统


[0001]本申请涉及但不限于核工程及核
，尤其涉及一种氧含量调节模块及反应系统。

技术介绍

[0002]铅铋合金(Lead Bismuth Alloy，LBA)作为低熔点、高沸点合金，具有优异核物理和热工性能，化学惰性，是优异的快中子反应堆冷却剂，但是铅铋合金在高温下对反应堆结构材料具有较强的腐蚀性，为了研究铅铋反应堆材料的相容性、设备与系统安全等关键科学技术问题，铅铋合金回路试验装置是其必备平台，同样地，铅铋合金对结构材料的腐蚀会严重威胁铅铋试验回路装置的安全运行。
[0003]相关技术中对铅铋试验回路装置中铅铋合金的溶解氧含量的调节和控制依附于外力的作用，如驱动泵等，当外力出现故障或者动力不足时，铅铋合金对结构材料的腐蚀性依然存在，影响铅铋回路装置的安全运行。
[0004]为此，本申请提供了一种氧含量调节模块及反应系统。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种氧含量调节模块及反应系统，非能动的开展铅铋试验回路装置中铅铋合金的溶解氧含量的控制和调节，具有安全、可靠和稳定的特性。
[0006]为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种氧含量调节模块，包括支路管道和氧控管道，其中，支路管道，用于与铅铋合金回路主管道连通，支路管道上设置有低压部和高压部，铅铋合金回路主管道内的铅铋合金至少有一部分从支路管道的高压部流向低压部，支路管道低压部的直径小于支路管道高压部的直径；氧控管道，氧控管道的一端与支路管道的高压部连通，氧控管道的另一端与支路管道的低压部连通，氧控管道内设有氧控反应件。
[0008]本申请实施例提供的氧含量调节模块，包括支路管道和氧控管道，支路管道与铅铋合金回路主管道连通，铅铋合金回路主管道中的铅铋合金至少有一部分可以流入到支路管道中，在支路管道内设置低压部和高压部，支路管道低压部在直径小于支路管道高压部的直径，在流体力学中，在流量相同的条件下，截面面积小的地方的流速快，流速快的地方形成低压部，截面面积大的地方流速慢，流速慢的地方形成高压部，氧控管道的一端与支路管道的高压部连通，氧控管道的另一端与支路管道的低压部连通，因此，氧控管道的两端具有了压力差，无外力的作用下，支路管道高压部的铅铋合金部分从氧控管道的一端流向氧控管道的另一端，进而流向支路管道的低压部，在铅铋合金回路主管道内铅铋合金的作用下，铅铋合金从支路管道从低压部流向高压部，在氧控管道内设置氧控反应件，可以缓解和抑制铅铋合金对于结构材料的腐蚀性，铅铋合金可以和氧控反应件反应将铅铋合金中的溶解氧含量控制在一个特定的区间，既可以保证铅铋合金中的溶解氧含量处于非饱和状态，保证氧化铅不在铅铋合金回路试验装置中冷点析出，堵塞管路，影响安全运行，还可以在铅
铋试验回路的结构材料，例如管路、阀门、加热器、换热器等材料的表面形成的一层致密的氧化层，避免结构材料免遭铅铋合金溶解腐蚀，相比相关技术中通过外力驱动的方式，本申请通过改变支路管道内的结构，在支路管道上形成高压部和低压部，形成压差，在压差的作用下对铅铋合金的溶解氧含量进行调节和控制。即，本申请实施例提供的氧含量调节模块，非能动的开展铅铋试验回路装置中铅铋合金的溶解氧含量的控制和调节，具有安全、可靠和稳定的特性。
[0009]在本申请的一种可能的实现方式中，氧控反应件为多个，均匀的分布在氧控管道内。
[0010]本申请实施例提供的氧含量调节模块，在氧控管道内设置多个氧控反应件，有利于氧控反应件与铅铋合金的完全反应，提高反应速率。
[0011]在本申请的一种可能的实现方式中，多个氧控反应件通过栅板固定在氧控管道内。
[0012]本申请实施例提供的氧含量调节模块，将多个氧控反应件通过栅板固定在氧控管道内，使得氧控反应件可以均匀的布置在氧控反应腔内，铅铋合金与氧控反应件完成反应后可以沿着氧控反应件的间隙中顺利流出，加快了反应后的铅铋合金流出的速度，且多个氧控反应件之间设置有间隙，铅铋合金全部充设在所述氧控反应件的间隙里，与氧控反应件表面均接触反应，提高了铅铋合金与氧控反应件的反应速率。
[0013]在本申请的一种可能的实现方式中，位于氧控反应件对应氧控管道的外壁设置有加热件，用于对氧控反应件与铅铋合金的反应温度进行调节。
[0014]本申请实施例提供的氧含量调节模块，温度在化学反应中决定了铅铋合金与氧控反应件的反应速率，因此，在位于氧控反应件对应氧控管道的外壁上设置有加热件，加热件的温度可任意调节，根据铅铋合金中溶解氧含量的变化对其加热件的温度进行调节。
[0015]在本申请的一种可能的实现方式中，加热件为加热丝，加热丝缠绕在位于氧控反应件对应氧控管道的外壁上；或；加热件为加热棒，加热棒插入氧控反应件内部。
[0016]本申请实施例提供的氧含量调节模块，加热丝或加热棒使用温度高，使用寿命长，表面负荷高，抗氧化性能好以及电阻率高且成本较低等优点，如加热件选为加热丝，可将加热丝缠绕在位于氧控反应件对应氧控管道的外壁上；如选用加热棒，可以将加热棒插入到氧控反应件的内部。
[0017]在本申请的一种可能的实现方式中，氧控管道与支路管道的低压部连通的一侧设置有节流件，用于调节氧控管道内铅铋合金进入低压部的流速。
[0018]本申请实施例提供的氧含量调节模块，在氧控管道与支路管道的低压部连通的一侧设置有节流件，用户或者操作人员可以根据支路管道内的铅铋合金中溶解氧含量的变化对节流件进行调控，确保支路管道内的铅铋合金中的溶解氧含量位于一个特定的区间内。
[0019]在本申请的一种可能的实现方式中，节流件为铅铋合金波纹管密封调节阀。
[0020]本申请实施例提供的氧含量调节模块，铅铋合金波纹管密封调节阀为成品，可直接安装在氧控管道上靠近支路管道低压部的一端，操作方便。
[0021]在本申请的一种可能的实现方式中，包括电化学型氧传感器，电化学型氧传感器设置在支路管道内，用于实时监测支路管道内的氧含量。
[0022]本申请实施例提供的氧含量调节模块，在支路管道内设置电化学型氧传感器，可
以实时监测支路管道内铅铋合金的溶解氧含量，便于操作人员根据电化学型氧传感器所监测的数据对其进行实时的调整。
[0023]在本申请的一种可能的实现方式中，包括控制单元，控制单元与电化学型氧传感器电连接，控制单元根据电化学型氧传感器监测的支路管道内的氧含量对支路管道内的铅铋合金的氧含量进行调节。
[0024]本申请实施例提供的氧含量调节模块，氧含量调节模块还可以包括控制单元，控制单元可以跟电化学型氧传感器电连接，控制单元可以根据电化学型氧传感器所监测到的支路管道内铅铋合金中的溶解氧含量对其进行调节，当支路管道内铅铋合金的溶解氧含量达到标准时，控制模块可调节节流件，关闭或调低经过氧控管道的流速，或者调节加热件，保证支路管道内的铅铋合金中的溶解氧含量处于一个特定的区间，保证铅铋回路试验装置稳定安全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧含量调节模块，其特征在于，包括：支路管道，用于与铅铋合金回路主管道连通，所述支路管道上设置有低压部和高压部，所述铅铋合金回路主管道内的铅铋合金至少有一部分从所述支路管道的所述高压部流向所述低压部，所述支路管道的所述低压部的直径小于所述支路管道的所述高压部的直径；氧控管道，所述氧控管道的一端与所述支路管道的所述高压部连通，所述氧控管道的另一端与所述支路管道的所述低压部连通，所述氧控管道内设有氧控反应件。2.根据权利要求1所述的氧含量调节模块，其特征在于，所述氧控反应件为多个，均匀的分布在所述氧控管道内。3.根据权利要求2所述的氧含量调节模块，其特征在于，多个所述氧控反应件通过栅板固定在所述氧控管道内。4.根据权利要求1所述的氧含量调节模块，其特征在于，位于所述氧控反应件对应所述氧控管道的外壁设置有加热件，用于对所述氧控反应件与所述铅铋合金的反应温度进行调节。5.根据权利要求4所述的氧含量调节模块，其特征在于，所述加热件为加热丝，所述加热丝缠绕在位于所述氧控反应件对应所述氧控管道的外壁上；或；所述加热件为加热棒，所述加热棒插入...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦博，阮章顺，鲁盛会，付晓刚，刘思涵，张金权，龙斌，王荣东，张金山，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：