[发明专利]液态金属管道中的氢的检测装置

说明书

本发明提供了一种液态金属管道中的氢的检测装置，该检测装置包括：泵送组件，其通过流入管路与液态金属管道流体连通地连接；取样组件，其通过连接管路与泵送组件流体连通地连接，用于从通过泵送组件泵送的液态金属中提取氢，取样组件通过流出管路与液态金属管道流体连通地连接；以及分析组件，与取样组件流体连通地连接，用于接收通过取样组件提取的氢，取样组件的壳体与分析组件的外壳直接连接在一起，以使通过取样组件提取的氢从取样组件直接进入分析组件的分析腔室内。本发明采用了集成化设计的取样组件和分析组件，省去了二者之间的真空连接管道，有效减小了设备的内腔容积，减小了检测装置的体积，使得检测装置的布置更加灵活方便。

技术领域

本发明涉及氢监测领域，更具体地涉及一种用于液态金属管道中的氢的检测系统。

背景技术

钠冷快堆一般采用三回路传热系统，其中一回路传热系统和二回路传热系统以液态钠作为换热介质，三回路换热系统则以水作为换热介质。二回路传热系统的蒸汽发生器作为液态钠回路和水回路的分解，存在着水回路向钠回路发生泄漏的风险，由此存在水与液态钠发生反应生成氢的隐患。因此，钠水型蒸汽发生器换热管发生的微小泄漏有可能引起钠冷快堆的重大事故，造成不可估量的损失。为了避免类似事故的发生，可以通过监测流动的液态钠中的氢浓度的变化，来判定蒸汽发生器一侧的水或水蒸汽向蒸汽发生器的另一侧的液态钠中泄漏的风险大小，在发生泄漏或存在泄漏风险的情况下及时向蒸汽发生器安保系统发送报警信号，以便触发安保系统动作。

作为早期的钠水反应探测的主要手段，扩散型氢浓度探测装置具有氢探测灵敏度高的特点，被广泛应用于钠冷快堆蒸汽发生器事故保护系统中，探测蒸汽发生器换热管路中的微小泄漏。现有的氢浓度探测装置一般利用独立的取样回路将液态钠中溶解的氢进行取样，并将取样所得的氢传输至真空系统中，通过真空系统中的氢浓度检测组件进行氢浓度的检测和测量，由此判断液态钠中的氢浓度的高低。但是上述氢浓度探测系统具有多个不足之处。首先，取样回路与真空系统为两个独立的部件，两者之间一般通过不锈钢材质的真空管路连接，由于取样回路与真空系统的相对安装位置需要根据不同的氢浓度监测点的现场空间情况进行确定，因此真空管路的弯制、焊接和安装同样需要在现场进行，这对氢浓度探测装置的真空构件内部的洁净度的保持极为不利。此外，在设置多个氢浓度监测点的情况下，由于不同安装位置的氢浓度探测装置具有不同长度和形状的真空管路，这将导致其具有不同的仪表输出特性，给氢浓度探测装置的标定带来困难。其次，取样回路与真空系统之间的连接管路较长，占据空间较大，不利于设备在现场的灵活布局；同时，较长的连接管路也将延长设备整体的氢浓度探测响应时间。再者，取样回路与真空系统的分体式结构导致真空腔室容积过大，为保证氢浓度探测装置具有所需的真空度指标，需配备较大功率的真空泵，导致真空系统体积和重量较大。

因此，现有技术中需要提供一种结构紧凑，安装方便，并且能够对液态金属中的氢进行灵敏检测的装置。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个方面，本发明的实施例提供了一种液态金属管道中的氢的检测装置，该检测装置包括：

泵送组件，泵送组件通过流入管路与液态金属管道流体连通地连接；

取样组件，取样组件通过连接管路与泵送组件流体连通地连接，用于从通过泵送组件泵送的液态金属中提取氢，取样组件通过流出管路与液态金属管道流体连通地连接；以及

分析组件，分析组件与取样组件流体连通地连接，用于接收通过取样组件提取的氢；

其特征在于，取样组件的壳体与分析组件的外壳直接连接在一起，以使通过取样组件提取的氢从取样组件直接进入分析组件的分析腔室内。

根据本发明的液态金属管道中的氢的检测装置的一个优选的实施例，取样组件包括设置在壳体内的镍管单元，镍管单元包括至少一个镍管，镍管的第一端部封闭，镍管的第二端部的外管壁密封地连接至壳体的侧壁，并且镍管的内腔通过第二端部流体连通地连接至分析组件的分析腔室。