[发明专利]一种用于液态金属钠回路中的钠蒸汽捕捉及回流装置

说明书

一种用于液态金属钠回路中的钠蒸汽捕捉及回流装置，包括主系统及配套的氩气冷却系统，主系统包括依次连接的入口接管、入口渐扩段、圆柱形套管、出口渐缩段和出口接管；圆柱形套管外部设置有气体通道，通过强迫对流对其进行冷却，并且布置有螺旋形翅片搅混增强散热；还设置有螺旋形加热丝，螺旋形加热丝和翅片呈相同螺旋状交替穿插布置；圆柱形套管内部设置有过滤网，过滤网上部密下部疏，最大限度对其进行利用，提高装置最大冷却量，减小加热回流次数；本发明实验装置，可用于钠回路装置中捕捉钠蒸汽，防止钠蒸汽堵塞气路管道，液钠通过缠绕在外筒体侧的电加热丝来再生和回流，整体结构简单，易于加工，成本低廉。

技术领域

本发明涉及钠冷快堆设备试验验证领域，具体涉及一种用于液态金属钠回路中的钠蒸汽捕捉及回流装置。

背景技术

液态金属钠是钠冷快堆的冷却剂，具有熔点低、沸点低、化学性质活泼，易与氧气反应等特点。在钠冷快堆相关设备的性能测试试验中，需要长期向管道中充以氩气，以隔绝液态金属钠和氧气的反应。由于液态金属钠沸点很低，在相关试验中，特别是温度较高的情况下，氩气流过管道时很容易夹带有钠蒸汽，钠蒸汽会在进入气路后凝固，气路管道直径通常比较小，长时间的钠蒸汽凝固容易导致气路堵塞，引起试验设备故障或是产生安全隐患。

本发明正是基于这种需求，设计了一种适用于液态金属钠回路的钠蒸汽捕捉及回流装置，通过强制氩气对流的方法将涉钠试验区各系统中的涉钠设备气腔覆盖氩气中的钠蒸汽从氩气中冷凝、分离，使其附着在丝网上，以防止钠蒸汽进入氩气管道，引起管道和阀门的阻塞。液钠通过缠绕在外筒体侧的电加热丝来预热和再生，滴回流到钠设备中。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种用于液态金属钠回路中的钠蒸汽捕捉及回流装置，可用于液态金属钠试验中防止钠蒸汽堵塞气路管道。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于液态金属钠回路中的钠蒸汽捕捉及回流装置，包括主系统及配套的氩气冷却系统，主系统包括依次连接的入口接管1、入口渐扩段2、圆柱形套管4、出口渐缩段7和出口接管8，所述装置通过入口接管1和出口接管8与液态金属钠回路相连；所述圆柱形套管4外部设置有螺旋形翅片5和螺旋形加热丝6，圆柱形套管4内部设置有过滤网13；所述螺旋形翅片外部还设置有一环形气体通道9，氩气从上向下与主流体液态金属钠逆向流动对其进行冷却，使液态金属钠附着在过滤网13上；所述螺旋形翅片5用于对氩气在环形气体通道9中的流动进行搅混，增强其换热性能；所述螺旋形加热丝6用于当过滤网13上附着的液态金属钠过多阻碍流动时，对液态金属钠进行加热，使得液态金属钠熔化流出；氩气冷却系统包括与环形气体通道9连通的氩气储存罐12和氩气泵11以及相关阀门与管道。

优选地，所述螺旋形翅片5和螺旋形加热丝6呈相同螺旋状交替穿插布置。

优选地，所述过滤网13安装于圆柱形套管4内部对应外部设置有螺旋形翅片5和螺旋形加热丝6的轴向高度范围内，并且分为上下两部分，分别采用不同孔密度的过滤网，下部即临近入口接管1端的孔密度小，上部即临近出口接管8端的孔密度大。

所述气体通道9外部还设置有可拆卸的保温层10。

还包括设置在圆柱形套管4上的用于固定的两对支耳3。

本发明通过氩气强制对流的方式对流经该装置的钠蒸汽进行冷凝，使其附着在过滤网上，避免污染气路管道，当过滤网上附着的液态金属钠过多阻碍流动时，打开外部加热丝对其进行加热，同时在气体通道外部包覆保温层，使得液钠熔化流出。

和现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明实验装置，可用于钠回路装置中捕捉钠蒸汽，防止钠蒸汽堵塞气路管道，整体结构简单，易于加工，成本低廉。