[发明专利]一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器

权利要求书

1.一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，包括液态铅铋流动管道和固态氧源补充部件，所述液态铅铋流动管道包括主回路管道突扩入口（1）、主回路管道（2）、文丘里管嘴出口（3）、竖直管道装料腔（7）、旁路管道（4）、竖直管道隔离器腔（19）、电动阀门（5）；所述竖直管道隔离腔（19）上部设置了密封法兰（8），用于与固定法兰（9）密封连接；所述竖直管道装料腔（7）管道外壁面设置了加热器（6），可以控制液态铅铋的温度；所述固态氧源补充部件包括固定法兰（9）、卡套连接件本体（10）、卡套紧固件（11）、滑杆（12）、装料桶上孔板（13）、装料桶（14）、装料桶下孔板（17）、装料桶上孔板锁紧孔（18）、氧化铝小球（15）、氧化铅陶瓷小球（16）；所述液态铅铋流动管道中的液态铅铋流动路径为，首先进入主回路管道突扩入口（1），然后同时进入主回路管道（2）和竖直管道装料腔（7），流过主回路管道（2）的液态铅铋流体可直接经过文丘里管嘴出口（3）进入下游系统中，而流入旁路管道（4）液态铅铋流体受到电动阀门（5）的控制，当电动阀门（5）开启时，流入旁路管道（4）液态铅铋流体在文丘里管嘴出口（3）处与流过主回路管道（2）的液态铅铋流体汇合进入下游系统；所述固态氧源补充部件的固定法兰（9）中间穿孔，将卡套连接件本体（10）焊接到固定法兰（9）穿孔上，滑杆（12）上端穿过固定法兰（9）和卡套连接件本体（10），并由卡套紧固件（11）与卡套连接件本体（10）固定其伸缩长度，滑杆（12）下端穿过装料桶（14）的装料桶上孔板（13）与装料桶下孔板（17）焊接；所述装料桶（14）用于填充氧化铝小球（15）和氧化铅陶瓷小球（16），装料桶（14）填满小球形成填充球床后由装料桶上孔板锁紧孔（18）用螺母锁紧装料桶上孔板（13），与装料桶下孔板（17）将填充球床固定在装料桶（14）中；所述固态氧源补充部件工作时由固定法兰（9）带动滑杆（12）将装料桶（14）插入到液态铅铋流动管道的竖直管道装料腔（7）中，当高温的液态铅铋流过竖直管道装料腔（7）时将装料桶（14）中的氧化铅陶瓷小球溶解，氧化铅进入到下游液态铅铋系统，实现液态铅铋固态氧控氧离子交换的目的。

2.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，液态铅铋流动管道安装到液态铅铋回路中时主回路管道突扩入口（1）为上游，文丘里管嘴出口（3）为下游，装置需要竖直安装，以竖直管道装料腔（7）方向与重力方向一致为准，安装在整个液态铅铋系统的最高位置处，此时液态铅铋液位刚好没过旁路管道（4），未到达竖直管道隔离腔（19）。

3.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，固态氧源补充部件中装料桶（14）的装料桶上孔板（13）和装料桶下孔板（17）为开孔4 mm的滤板，用于固定装料桶（14）中的填充球床形状，氧化铅陶瓷小球（16）是液态铅铋系统的固态氧源，装料桶（14）填充氧化铝小球（15）和氧化铅陶瓷小球（16）时，需按照先填充氧化铝小球（15）、然后填充氧化铅陶瓷小球（16）、最后再填充氧化铝小球（15）的顺序，即氧化铅陶瓷小球（16）需在装料桶（14）中的填充球床中间位置，这是因为氧化铝小球（15）不溶于液态铅铋，氧化铝球床起到过滤作用，防止氧化铅陶瓷小球（16）溶解变小后进入液态铅铋系统内。

4.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，电动阀门（5）可以通过调节开度控制流过竖直管道装料腔（7）和旁路管道（4）的液态铅铋流量，进而控制氧化铅陶瓷小球（16）的溶解速率，达到控制氧离子交换速率的目的，液态铅铋系统需要快速增氧时，可以增大电动阀门（5）的开度增加液态铅铋流量。

5.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，竖直管道装料腔（7）管道外壁面设置了加热器（6），可以控制此处的温度，温度越高，氧化铅陶瓷小球（16）的溶解速率越大，氧离子交换速率也越大。

6.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，固态氧源补充部件不需要工作时，可以拧松与密封法兰（8）密封连接的固定法兰（9）上的卡套紧固件（11），然后提升滑杆（12）带动装料桶（14）向上移动到竖直管道隔离腔（19），此时，填充有氧化铝小球（15）和氧化铅陶瓷小球（16）的装料桶（14）离开液态铅铋流体，达到隔离作用，不需要打开固定法兰（9），有效防止环境对液态铅铋系统的污染。