CN102172494B - 一种碱金属真空加注装置 - Google Patents
一种碱金属真空加注装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102172494B CN102172494B CN 201110006617 CN201110006617A CN102172494B CN 102172494 B CN102172494 B CN 102172494B CN 201110006617 CN201110006617 CN 201110006617 CN 201110006617 A CN201110006617 A CN 201110006617A CN 102172494 B CN102172494 B CN 102172494B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- storage tank
- alkali metal
- cylinder
- experimental rig
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
本发明的目的在于提供一种碱金属真空加注装置,包括机械泵、分子泵、充气阀门、气缸、储料罐、加热器、测量段和试验装置,机械泵与分子泵相连,分子泵上安装气缸,充气阀门安装在气缸上,储料罐连接气缸,加热器安装在储料罐上,试验装置通过管与气缸相连,试验装置还通过测量段与储料罐相连。本发明能够克服碱金属性质活泼的特性,确保加注到装置内的碱金属纯净,并满足装置内部对真空度的要求,从而达到装置使用要求,保证装置的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种用于活泼金属加注的装置。
背景技术
热管是凭借封闭管内的工作介质反复发生相变(蒸发、冷凝)而进行热量传递的一种高效传热元件,具有蒸发段和冷凝段温差小、相变潜热大、结构简单、无运动部件等特点,是目前颇有发展前途的传热新技术。按照热管管内工作温度区分,热管可分为低温热管(-273-0℃)、常温热管(0-250℃)、中温热管(250-450℃)、高温热管(450-1000℃)等。碱金属热管属于高温热管,其可以承受很高的温度,内部压力却很低,但是制作条件较为苛刻,管必须是耐高温材质,而且对工质的纯度要求较高,管内必须是高真空。
碱金属热电直接转换器(Alkali Metal Thermal to ElectricConverter-AMTEC)是一种新型的热电直接转换技术。该技术主要利用固体电解质(β″-Al2O3)的选择渗透性进行工作,中间不经过任何机械部件就可以将热能转化为电能。由于转换器内部无运动部件,故具有无噪音、连续运行数年而无需维修的特点。AMTEC尤其适用于某些需求动力设备绝对可靠,连续运行数年而无需维修的场合,例如外层空间、地球的偏远地区。另外AMTEC内部无需原料的充入,没有废物的排除,因此无体积重量变化,这一特点使其成为不依赖于空气的动力源的最佳选择,适用于水下无人平台等特殊场所。另外,AMTEC技术还可以用于大规模的工业发电,如将垃圾焚烧产生的能量作为AMTEC热量来源,形成“垃圾焚烧+碱金属热电直接转换技术”发电模式;将AMTEC技术应用于太阳能光热发电,形成“太阳能+碱金属热电直接转换技术”新的太阳能热发电模式;AMTEC还可以用于核电领域,将核能作为AMTEC的发电热源,形成“核能+碱金属热电直接转换技术”的发电模式。
碱金属热管、AMTEC等装置内部循环工质是化学性质极为活泼的碱金属,因此对于此类装置,不仅要求装置各部件所用材料具有很强抗腐蚀性,还要求装置内部必须高真空,对工质纯度要求很高,且要加注工质一次成功,否则将可能导致装置整体部件的报废。
发明内容
本发明的目的在于提供克服碱金属性质活泼的特性、确保加注到装置内的碱金属纯净的一种碱金属真空加注装置。
本发明的目的是这样实现的:
本发明一种碱金属真空加注装置,其特征是:包括机械泵、分子泵、充气阀门、气缸、储料罐、加热器、测量段和试验装置,机械泵与分子泵相连,分子泵上安装气缸,充气阀门安装在气缸上,储料罐连接气缸,加热器安装在储料罐上,试验装置通过管与气缸相连,试验装置还通过测量段与储料罐相连。
本发明一种碱金属真空加注装置还可以包括:
1、所述的机械泵与分子泵之间安装电磁阀。
2、所述的储料罐上安装热电偶接口、手动搅拌器、真空表和充气口。
3、所述的试验装置与气缸之间的管上安装超高真空电离规和阀门。
4、所述的测量段包括两个支路和一个总路,两个支路分别与储料罐连接,总路与试验装置连接,每个支路和总路上分别安装阀门。
本发明的优势在于:本发明能够克服碱金属性质活泼的特性,确保加注到装置内的碱金属纯净,并满足装置内部对真空度的要求,从而达到装置使用要求,保证装置的正常工作。
附图说明
图1为本发明的一种碱金属真空加注装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述:
结合图1,本发明包括机械泵A、电磁阀B、分子泵C、充气阀门D、热电偶接口E、手动搅拌器F、充气口G、真空表H、储料罐I、测量段J、超高真空电离规K、试验装置L和加热器M、阀门a~d。机械泵A与分子泵C相连,分子泵C上安装气缸,充气阀门D安装在气缸上,储料罐I连接气缸,加热器M安装在储料罐I上,试验装置L通过管与气缸相连,试验装置L还通过测量段J与储料罐I相连。机械泵A与分子泵C之间安装电磁阀B。储料罐I上安装热电偶接口E、手动搅拌器F、真空表H和充气口G。试验装置L与气缸之间的管上安装超高真空电离规K和阀门d。测量段J包括两个支路和一个总路,两个支路分别与储料罐I连接,总路与试验装置L连接,每个支路和总路上分别安装阀门a~c。管路上的阀门均为高真空阀门,其材质可选择用抗腐蚀性较强的不锈钢。由于整体设备需要至少5×10-4Pa的高真空度,所以对阀门部分的漏率要求为不大于10-7Pa·L/s。
本发明装置的具体工作过程为:
1.首先对储料罐I和各管路包括阀门进行去油、去水处理。去油方法是用碱水进行清洗,洗后再进行去水处理。
2.连接好各部件,安装过程注意密封性。
3.将碱金属从容器中取出,用滤纸将金属表面吸附干净,放进储料罐I中,将储料罐I封闭。
4.打开除了电磁阀B外的所有阀门,使气动阀门D处于气缸的上部。
5.先打开机械泵A开关,电磁阀门B会随之开启,对整个碱金属真空加注系统包括试验装置L进行初步抽真空,此时用真空表H对低真空度进行测量,可使用真空规管,用复合真空计实现对真空度的监视。
6.当机械泵A达到其极限1×10-1Pa后,打开分子泵C。用超高真空电离规K对试验装置L内的真空度进行测试,用超高真空计对真空度进行监测。
7.当储料罐I和试验装置L内的真空度达到要求时,首先关闭气动阀门D,而后关闭阀门a、b、c。
8.将保护气体通过充气口G注入到储料罐I中,使储料罐I内的气压达到常压。而此时,由于阀门d没有关闭,所以分子泵C仍对试验装置L进行抽真空。
9.利用加热器M对储料罐I进行加热,通过热电偶接口E对储料罐I内的温度进行监测。当温度在高于工质熔点温度20-30℃左右时,停止加热。靠热惯性使温度达到高于工质熔点温度40-50℃左右,以保证工质完全熔化。同时,对流经液态工质的管路进行保温加热。可使用加热带。
10.在加热过程中,由于碱金属工质的外层具有氧化层,因此利用搅拌器F对储料罐I内的工质进行搅拌,将氧化皮打碎。
11.当工质完全熔化后,打开阀门b,使储料罐I和测量段J形成连通器,液态工质进入到测量段J中。此时,可以关闭机械泵A和分子泵C。
12.关闭阀门d,停止对试验装置L抽真空。打开阀门c使液态工质进入到试验装置L中。通过读取测量段J上的刻度来控制进入到试验装置L的工质的体积。当进入试验装置L内的工质的体积达到要求时,立即关闭阀门c停止加注。当发现工质不能顺利自行流入试验装置L内时,可以通入保护气体,通过气体压注的方法使工质顺利注入试验装置L内
13.对试验装置L加注接口进行密封。而后断开试验装置L,完成对试验装置L工质的真空加注。
14.至此,加注到试验装置L中的工质完全满足碱金属热管、AMTEC等装置苛刻的纯净度要求,同时所达到的真空度也完全满足装置正常工作要求。
本发明主要利用连通器原理,利用管路和阀门将储料罐I和测量段J连接起来,利用熔融碱金属易流动的性质,使加热后的液态工质从储料罐I流入到测量段J内,再利用保护气体和阀门的控制完成对试验装置工质的加注。完成加注的同时,通过阀门控制参与抽气的管路,从而完成为试验装置L抽真空的目的。
由于碱金属化学性质活泼,具有较强的腐蚀性,因此阀门、储料罐I和测量段J都要求具有抗腐蚀性;碱金属对普通玻璃材质的测量段具有侵蚀作用,因此本发明中的测量段J材质选择半透明陶瓷管或者石英玻璃,对碱金属蒸汽具有抗腐蚀作用。在测量段外壁上标定刻度,方便读取液面高度数据;碱金属工质在常温中是固态,而本发明主要利用的是连通器原理,这就需要对储料罐I进行加热,并对加热温度进行控制。本发明主要使用电阻丝加热,通路热电偶可测量储料罐I内部不同高度的温度,通过可调电压的电源控制温度,使储料罐I内部温度控制在高于工质熔点温度40-50℃左右。同时,为了保证将工质顺利加注到试验装置L内,在液态工质流经管路外面包裹加热带用来维持一定温度,以使工质在流动管道中保持为液态,防止工质在管路中凝结堵塞;在抽真空方面,主要有两路抽真空管路,其一是对碱金属真空加注设备内部抽真空,另外就是对试验装置L抽真空。为了达到高真空度的要求,本发明设置了两种真空泵:机械泵A用于设备内处于较低真空时使用,分子泵C用于提升设备内真空度。另外,由于真空测试装置的性能限制,为机械泵A和分子泵C分别配备了相应的测试工具和显示仪器。
本发明的先进性表现在:
1、本发明可以将碱金属工质顺利加注到试验装置内,避免工质的氧化,满足试验装置对纯净工质的需求;
2、本发明可以对试验装置内部进行抽真空,从而满足试验装置内部高真空度的要求。
Claims (3)
1.一种碱金属真空加注装置,其特征是:包括机械泵、分子泵、充气阀门、气缸、储料罐、加热器、测量段和试验装置,机械泵与分子泵相连,分子泵上安装气缸,充气阀门安装在气缸上,储料罐连接气缸,加热器安装在储料罐上,试验装置通过管与气缸相连,试验装置还通过测量段与储料罐相连;所述的试验装置与气缸之间的管上安装超高真空电离规和阀门;所述的测量段包括两个支路和一个总路,两个支路分别与储料罐连接,总路与试验装置连接,每个支路和总路上分别安装阀门。
2.根据权利要求1所述的一种碱金属真空加注装置,其特征是:所述的机械泵与分子泵之间安装电磁阀。
3.根据权利要求1或2所述的一种碱金属真空加注装置,其特征是:所述的储料罐上安装热电偶接口、手动搅拌器、真空表和充气口。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110006617 CN102172494B (zh) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 一种碱金属真空加注装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201110006617 CN102172494B (zh) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 一种碱金属真空加注装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102172494A CN102172494A (zh) | 2011-09-07 |
CN102172494B true CN102172494B (zh) | 2013-02-06 |
Family
ID=44515852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201110006617 Expired - Fee Related CN102172494B (zh) | 2011-01-13 | 2011-01-13 | 一种碱金属真空加注装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102172494B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113758321B (zh) * | 2021-08-24 | 2022-10-28 | 西安交通大学 | 一种高温热管定量充液装置及方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2185878Y (zh) * | 1993-11-05 | 1994-12-21 | 西安交通大学 | 充灌热管工质的装置 |
CN100443849C (zh) * | 2005-09-20 | 2008-12-17 | 富准精密工业(深圳)有限公司 | 工作介质充填方法 |
JP2009145038A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-07-02 | Denso Corp | ヒートパイプ装置 |
CN101266111B (zh) * | 2008-04-01 | 2011-09-07 | 哈尔滨工业大学 | 一种常压下微热管真空注液封装的方法 |
CN201237466Y (zh) * | 2008-04-24 | 2009-05-13 | 北方工业大学 | 一种热管工质计量充入装置 |
-
2011
- 2011-01-13 CN CN 201110006617 patent/CN102172494B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102172494A (zh) | 2011-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103712756B (zh) | 一种压力系统的定量泄漏检测方法 | |
CN1316242C (zh) | 高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置 | |
CN103308293B (zh) | 一种高温阀门检测试验系统 | |
CN101956969B (zh) | 一种熔盐盘管式蒸汽发生方法及装置 | |
CN104236360A (zh) | 一种模块化框架承载储能装置 | |
CN109945681B (zh) | 一种直接接触复合式换热系统 | |
CN104459016A (zh) | 一种元素测试仪 | |
CN105465879A (zh) | 一种基于电热储能装置的供暖系统及其控制方法 | |
CN106525701B (zh) | 一种氢氧水蒸气环境的高频疲劳过热测试装置 | |
CN213600620U (zh) | 一种超临界二氧化碳可视化流动传热实验系统 | |
CN105587895A (zh) | 基于相变材料的圆柱体温控流体阀 | |
CN106595907B (zh) | 一种用于池沸腾实验研究中的换热量测量装置及测量方法 | |
CN102172494B (zh) | 一种碱金属真空加注装置 | |
CN203455083U (zh) | 一种酸露点温度测定仪 | |
CN101844094B (zh) | 高低温循环装置 | |
CN103728105B (zh) | 一种压力系统的定量泄漏检测装置 | |
CN102878704B (zh) | 一种太阳能集热装置的检测及控制系统 | |
CN104237112A (zh) | 一种测试材料耐硫酸露点腐蚀的试验装置 | |
CN108362357A (zh) | 纯氧法焚硫炉液态硫磺液位测量装置 | |
CN203629754U (zh) | 一种压力系统的定量泄漏检测装置 | |
CN107084310A (zh) | 油气回收浮球单向阀及油气回收装置 | |
CN208310858U (zh) | 汽轮机中低压联通管供热系统 | |
CN2771848Y (zh) | 高温高压冷凝水腐蚀模拟实验装置 | |
CN206566890U (zh) | 一种新型纯氧转化炉夹套冷却水循环利用装置 | |
CN204314266U (zh) | 一种元素测试仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130206 Termination date: 20200113 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |