[实用新型]固态氧控装置

说明书

本实用新型公开了一种固态氧控装置，包括：容器，所述容器内设有放置氧化铅小球的溶解室，所述容器两端设有分别连通所述溶解室的入口和出口；流速调节单元，设置在所述容器上，控制冷却剂在所述容器内的流速；以及补给机构，所述补给机构连接所述溶解室，为所述溶解室补充氧化铅小球。本实用新型通过补给机构和回流管道的设置，解决了目前固态氧控无法实现在线补充的问题，实现反应堆装置大功率供氧以及在线补充氧化铅小球，可精确控制冷却剂中的氧浓度，使钢表面形成一层致密的氧化膜，阻止铅基合金进一步渗透到钢材内部，起到防腐作用，解决铅基快堆或ADS系统关键技术难点，确保实验回路以及铅基快堆长期安全运行。

技术领域

本实用新型涉及核反应堆技术领域，尤其涉及一种固态氧控装置。

背景技术

由于液态铅基合金冷却剂对反应堆结构材料具有很强的腐蚀性，氧浓度控制技术普遍被认为是最有效的液态金属回路以及铅基快堆防腐手段，是确保实验回路以及铅基快堆长期安全运行的关键设备之一。

调节液态铅铋合金中的氧含量是降低其对钢材腐蚀性的重要手段。铅铋合金中若溶解一定浓度的氧，可在回路的管壁上形成一层致密的氧化膜，阻止铅铋合金进一步渗透到钢材内部，起到防腐作用。但是液态金属中的氧浓度必须维持在合理的范围内，如果超出上限，就会造成过度氧化，固态铅、铋氧化物析出，形成氧化物残渣，污染整个液态金属系统，并可能造成传热恶化，甚至堵塞管道。如果氧浓度过低，那么回路的管壁上将无法形成氧化膜保护层，难以起到防腐蚀作用。

目前国际上主流的氧控的基本方法是气态氧控技术和固态氧控技术两种方法。

所谓气态氧控就是利用注入反应气体的物理化学反应来控制铅铋中溶解氧浓度的方法。最初采用Ar/H2/O2三元气体实现控氧，其中Ar气作为载气，起到稀释H2或O2含量作用，减小H2气爆炸的危险性。直接注入氢气和氧气的方法特点是装置和操作程序简单，通入和输出均为气体，无固态残渣，过量的氧气与氢气反应生成水蒸气从出气管流出。同时长时间的注氢可以用来清理氧化物，恢复LBE的热工水力学特性。然而，采用这种方法对进气管的压力和密封的设计调节要求非常苟刻，要直接注入含量氧为几十个ppb的气体几乎是不可能的。

正是因为传统的气态氧控技术存在着诸多的缺点，固态氧控技术研究的正逐渐受到广泛重视。固态氧控制技术主要是通过控制固态氧化物的溶解与析出，来实现高效、快速、清洁地调节液态铅铋合金中的氧含量。当液态铅铋合金流过氧化铅固体颗粒的表面时，由于固态氧化铅在铅铋合金中的溶解度随着铅铋合金的温度和流量的变化而改变，故可以通过控制流过氧化铅固体颗粒的表面的液态铅铋合金流量和温度来控制氧化铅在铅铋合金中的溶解和析出，从而达到控制铅铋合金中氧浓度的目的。

目前已有的固态氧控装置只能应用实验回路或者静态实验装置，无法应用于铅基反应堆装置。同时目前已有的固态氧控装置无法在线补充氧化铅小球，氧化铅小球容易污染“中毒”，只能停堆离线整体更换固态氧控装置，会给维修人员带来放射性风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种可在线补给氧化铅球的固态氧控装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种固态氧控装置，包括：

容器，所述容器内设有放置氧化铅小球的溶解室，所述容器两端设有分别连通所述溶解室的入口和出口；

流速调节单元，设置在所述容器上，控制冷却剂在所述容器内的流速；以及

补给机构，所述补给机构连接所述溶解室，为所述溶解室补充氧化铅小球。

优选地，所述入口呈缩颈状。