[发明专利]一种液态金属净化实验回路系统及其使用方法

说明书

本发明属于液态金属净化技术领域。一种液态金属净化实验回路系统，包括熔化罐、储藏罐和回路本体，回路本体包括主回路单元和净化支路单元；主回路单元包括依次连接形成回路的流量计一、泵、加热器、膨胀箱、阀门一和冷却器一，净化支路包括顺序串联的冷却器二、流量计二和净化实验装置，熔化罐的顶部设有热电偶一和液位计一，熔化罐的底部和储藏罐侧壁的上部通过连接管一连接，连接管一上设置有阀门二；储藏罐的顶部设有液位计二、热电偶二、压力计和气路接口。本发明的液态金属净化实验回路系统可以开展净化实验，且可以通过膨胀箱添加杂质，以模拟真实工况，另外其运行成本低，实验效率高，使用方便，可以对各种滤芯进行测试。

技术领域

本发明属于液态金属净化技术领域，具体涉及一种液态金属净化实验回路系统及其使用方法。

背景技术

液态金属因其熔点低、沸点高、热导率好成为新一代液态金属反应堆冷却剂的首选，如铅基反应堆中使用铅做冷却剂，加速器驱动次临界系统中使用铅铋合金作冷却剂，已经在世界范围内开展广泛研究。在液态金属反应堆或回路中，面临的一个重要问题是液态金属对结构材料的腐蚀容易导致产生杂质，同时在检修、装卸料或者在原料中也可能引入杂质，这些杂质容易堵塞换热器流道和回路管道，降低传热效率等。

为保证回路和反应堆的安全运行，必须对冷却剂进行净化，但目前净化技术不成熟，故需要净化回路以开展实验，通常净化实验在腐蚀实验回路中进行，但由于腐蚀回路运行成本高，实验代价大，且液态金属中的杂质来源主要为液态金属长时间腐蚀管道所致，实验时间长，效率低下。

发明内容

本发明解决的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种液态金属回路用净化回路及其使用方法，可以开展净化实验，且可以通过膨胀箱添加杂质，以模拟真实工况，另外其运行成本低，实验效率高，且可以对各种滤芯进行测试。

本发明采用的技术方案是：

一种液态金属净化实验回路系统，包括熔化罐、储藏罐和回路，所述回路本体包括主回路单元和净化支路单元；所述主回路单元包括流量计一、电磁泵、加热器、膨胀箱、阀门一和冷却器一，所述流量计一通过管道依次与所述电磁泵、加热器、膨胀箱、阀门一及冷却器一连接形成主回路单元；所述阀门一两端并联设置有所述净化支路，所述净化支路包括顺序串联的冷却器二、流量计二和净化实验装置，所述冷却器二的一端通过管道接于膨胀箱和阀门一之间；另一端与流量计二连接；所述净化实验装置通过管道接于流量计二和阀门一之间；所述净化实验装置的两端还设有压差计；所述熔化罐的顶部设有热电偶一和液位计一，所述熔化罐的底部和所述储藏罐侧壁的上部通过连接管一连接，所述连接管一上设置有阀门二；所述储藏罐的顶部设有液位计二、热电偶二、压力计和气路接口；所述储藏罐的顶部通过连接管二接入冷却器一和流量计一之间的管道，所述连接管二上设置有阀门三。

进一步的，所述熔化罐、储藏罐、膨胀箱以及净化试验装置的外壁均设有加热丝，所述加热丝外包裹有保温层。

进一步的，所述管道、连接管一和连接管二外均缠绕有加热丝，所述加热丝外均包裹有保温层。

进一步的，所述熔化罐通过法兰密封；所述膨胀箱通过法兰密封。

进一步的，所述保温层为石棉。

进一步的，所述储藏罐位于所述回路系统的最下方，所述膨胀箱位于所述回路系统的最上方。

进一步的，所述气路接口外设置有惰性高压气瓶与其相连。

本发明还提供一种液态金属净化实验回路系统的使用方法，该使用方法包括以下步骤：

(1)关闭阀门二，打开熔化罐，将金属铸锭装入后用法兰将熔化罐密封，接通电源，所述熔化罐外壁的加热丝对熔化罐进行加热，加热到一定温度使铸锭熔化形成液态金属后，打开阀门二，使液态金属从所述熔化罐流入储藏罐，再关闭阀门二；