[发明专利]辐射式液态金属钠高功率加热系统及加热方法

摘要

一种辐射式液态金属钠高功率加热系统及加热方法，该系统包括一个入口主管线、一个出口主管线、多个并联连接的高功率加热器；液态金属钠在高功率加热器中被加热后进入出口管线，高功率加热器设计中在门字形液态金属钠管道内外各布置有一层加热棒，利用辐射换热对钠进行加热；加热系统引入了氮气保护，隔绝了空气及其他气体与液态钠的反应；整个加热系统各级加热器相互隔离，可分别控制通断和调整功率，并且引入了自动反馈调节，使得整个加热系统的钠出口温度能够达到实验工况的要求；整个加热系统经济高效、安全可靠，可操作性强。

主权项

1.一种辐射式液态金属钠高功率加热系统，其特征在于：包括一个入口主管线、一个出口主管线、多个并联连接的高功率加热器；液态金属钠进入加热系统，首先进入入口主管线上的第一个三通接口，第一个三通第一出口通过第一入口阀(201)连通第一高功率加热器(1)，第一高功率加热器(1)出口连接第一出口阀(301)，第一出口阀(301)连接出口主管线，第一个三通第二出口直接连接第二个三通接口，后续管线以相同结构连接其它高功率加热器，多个高功率加热器的出口流体经由多个出口阀汇入出口主管线，钠进出口分别布置有热电偶测量钠温；以上第一高功率加热器(1)、第一入口阀(201)、第一出口阀(301)构成第一加热单元；第二高功率加热器(2)、第二入口阀(202)、第二出口阀(302)构成第二加热单元，以此类推，构成多个加热单元，每个加热单元的结构和流量均相同；每个加热单元均在外层包裹保温棉，启动时使整个加热单元温度达到钠的凝固点以上，防止钠的凝固造成的堵管事故；还包括与每个高功率加热器连接的PLC控制柜及控制系统(5)；/n所述多个并联连接的高功率加热器结构均相同，其中第一高功率加热器(1)包括加热器壳体(105)，入口法兰(101)及与入口法兰(101)相连的入口主管道(104)，出口法兰(114)及与出口法兰(114)相连的出口主管道(113)，连接入口主管道(104)和出口主管道(113)的门字形管束(110)，分别设置在门字形管束(110)内部和外部的内部加热棒束(108)和外部加热棒束(109)；门字形管束(110)的两端分别焊接在入口主管道(104)和出口主管道(113)上；所述门字形管束(110)是若干根沿主管道方向平行布置的门字形管道，流体进入主管道后在流动过程中向门字形管束中分流，在其中被加热；所述内部加热棒束(108)和外部加热棒束(109)均为门字形平行排列的单排管束，分别布置在门字形管束(110)内部和外部，距门字形管束(110)有一段距离，通过辐射换热加热管束中的流体；上述入口主管道(104)、出口主管道(113)、门字形管束(110)、内部加热棒束(108)和外部加热棒束(109)都布置在加热器壳体(105)中，加热器壳体(105)中布置有支撑格架(107)对门字形管束(110)、内部加热棒束(108)和外部加热棒束(109)进行支撑；所述入口主管道(104)和出口主管道(113)入口处均布置有测温热电偶(103)和排净孔(102)，测温热电偶(103)用来测量加热器内流体的进出口温度，排净孔用来排完加热器中残留的流体；所述加热器壳体(105)外部布置有充氮口(112)、排气孔(106)和仪表接线箱(111)。/n