CN105347041B - 一种熔盐输运方法以及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种熔盐输运方法及其设备。方法包括如下步骤：调节包括一称重单元的熔盐输运设备的内部气压，使所述熔盐输运设备内部和熔盐使用设备内部之间形成气压差，将熔盐设备内部的熔盐输运至熔盐使用设备；其中，所述称重单元用于测量所述熔盐的输运量和输运速率。使用本发明熔盐输运方法以及设备可精确控制熔盐输运量和输运速率，输运熔盐的重量最高可达100kg，称量精度为10克级，传热效率高、升温速率快。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于熔盐输运方法及其设备。
背景技术
熔盐是盐类熔化形成的，由金属阳离子和非金属阴离子组成的高温熔体，具有热稳定性好、蒸汽气压低、粘度低、导电性好以及热容量大等性能特点。因此，熔盐已作为干法后处理技术中的核素载体，熔盐堆的燃料载体和传热介质被应用于核能领域中。
随着快堆、熔盐堆等先进核能系统的提出和发展，与之密切相关的干法后处理技术也越来越受到各国的研究关注，在各种干法后处理工艺中常常需要对载体熔盐进行加热、暂存和定量输送。
现有技术中，一般利用熔盐泵将液态熔盐输运至其他设备中，熔盐泵存在着结构复杂，高温下运行稳定性差，输送流量较大，无法实现定量控制等缺点。此外，也有设备采用气体压送法来实现熔盐的输运，并利用液位计定量监测熔盐液面的变化，但液位计对于罐体内高温熔盐的液位测量误差较大，尤其在液位较低和较高时。因此，现有的熔盐输运技术均难以满足干法后处理中熔盐输送流量小，运送量精确可控的工艺要求。所以需要开发一种可准确定量输运熔盐的技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术熔盐输运方法以及设备无法实现小流量、精确定量输运熔盐的功能，加热效率低等缺陷，提供一种可准确控制输运量和输运速率的熔盐输送方法以及特别适用于此方法的一种熔盐输运设备。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种熔盐输运方法，通过调节包括一称重单元的熔盐输运设备内部气压，使所述熔盐输运设备内部和熔盐使用设备内部之间形成气压差，将熔盐设备内部的熔盐输运至熔盐使用设备；所述称重单元用于测量所述熔盐的输运量和输运速率。
其中，调节所述熔盐输运设备的内部气压的方法较佳地为将所述熔盐输运设备与外部的供气系统和真空系统连接，利用所述供气系统和真空系统调节所述熔盐输运设备的内部气压。
其中，所述的熔盐输运设备为本领域常规的熔盐输运设备。
其中，所述的称重单元可以为本领域常规可用于精确测量质量变量的称重设备。
上述方法通过控制所述熔盐输运设备内部和下游熔盐使用设备之间的气压差，同时配合利用称重单元可以精确控制熔盐输运量和输运速率。
本发明还提供一种特别适用于上述熔盐输运方法的熔盐输运设备，其包括一密封腔体、一称重设备、一熔盐提桶、一加热设备、一熔盐管道；所述称重设备与所述熔盐提桶均设于所述密封腔体内部，所述熔盐提桶通过一吊杆与设在所述熔盐提桶上方的所述称重设备连接；所述加热设备设于所述密封腔体的内部，用于加热所述熔盐提桶；所述熔盐管道的一端延伸至所述熔盐提桶的底部，另一端设在所述熔盐输运设备的外部；所述密封腔体设有一进气口和一排气口。
本发明中，所述进气口与外部的供气系统连接，所述排气口与外部真空系统连接，便于控制及调整所述密封腔体内部气压，从而实现所述熔盐提桶内的熔盐通过所述熔盐管道输运到其他设备。所述密封腔体内部一般使用惰性气体保护。设在熔盐输运设备外部的所述熔盐管道的另一端一般与熔盐使用设备连接。
本发明中，较佳地，所述密封腔体的内部设有若干红外反射层；所述称重设备设于所述红外反射层上方，所述熔盐提桶设于所述红外反射层下方，所述的红外反射层用于阻隔熔盐提桶内高温熔盐的热辐射。
其中，较佳地，多个所述红外反射层贴设在所述密封腔体的侧面内壁；多个所述红外反射层还套设在所述吊杆上。
本发明中，较佳地，所述密封腔体顶部加设有一真空保护罩，将所述称重设备放置在所述真空保护罩内部。
所述称重设备的工作温度范围为20～200℃，称重设备设在顶部真空保护罩内，并且通过套设在吊杆的红外反射层，使称重设备几乎不受到设在密封腔体下部分的加热设备的高温影响，使称重设备更佳准确的测量熔盐提桶中的熔盐输运量，并且延长称重设备的使用寿命。
本发明中，较佳地，所述熔盐输运设备还设有一压力测量设备，用于测量所述密封腔体内部的压力。
熔盐加热过程或输运过程中对密封腔体内部压力要求比较高，一般密封腔体的气体密度要保持在较低范围内，有效抑制气体传热。通过压力测量设备可以随时测量整个密封腔体内部压力，便于更佳精确调整内部压力，保证所述密封腔体内部与下游用盐设备内部间的气压差保持在103～105Pa。
本发明中，较佳地，所述熔盐输运设备还设有一热电偶，所述热电偶用于测量所述密封腔体内部的熔盐温度。
本发明中，所述称重设备可以为本领域常规的称重设备，较佳地为一称重传感器。
本发明中，较佳地，所述密封腔体外壁设有一水冷套。水冷套为本领域常规设备，一般嵌设在密封腔体外壁中间，水冷套通入冷却水可以更加有效的冷却密封腔体。
本发明中，较佳地，所述的密封腔体、熔盐提桶、加热设备和熔盐管道均由耐腐蚀性合金制成；所述耐腐蚀性合金较佳地为英科耐尔合金、蒙乃尔合金和哈氏合金材料中的一种或多种。上述英科耐尔合金、蒙乃尔合金和哈氏合金材料均为本领域常规材料，市售可得。
本发明还提供一种熔盐输运方法，包括如下步骤：使用上述熔盐输运设备进行熔盐输运。
较佳地，包括如下步骤：通过调节上述熔盐输运设备的内部气压，使所述熔盐输运设备内部和熔盐使用设备内部之间形成气压差，将熔盐设备内部的熔盐输运至熔盐使用设备；所述称重单元用于测量所述熔盐的输运量和输运速率。
本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明的各较佳实施例。
本发明的积极进步效果在于：本发明用于熔盐的定量输运设备，可以精确控制熔盐输运量和输运设备速率，涉及的输运设备采用内加热方式供热，加热效率高，升温速率快。采用本发明输运方法以及设备的熔盐定量输运过程不仅可以精确控制熔盐输运总量，亦可控制熔盐输运速率，输运熔盐的重量最高可达100kg，称量精度为10克级，输运速率在20g/min～5.0kg/min。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的熔盐输运设备的结构示意图。
具体实施方式
下面举出较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明所涉及的设备。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种用于熔盐加热储存以及定量输运的设备，其包括一密封腔体1、一称重设备2、一熔盐提桶3、一加热设备4、一熔盐管道5；所述称重设备2与所述熔盐提桶3均设于所述密封腔体1内部，所述熔盐提桶3通过一吊杆6与设在所述熔盐提桶3上方的所述称重设备2连接；所述加热设备4设于所述密封腔体1的内部，用于加热所述熔盐提桶3；所述熔盐管道5的一端延伸至所述熔盐提桶3的底部，另一端设在所述熔盐输运设备的外部；所述密封腔体顶部设有一真空保护罩11，所述称重设备3设在所述真空保护罩11内部。所述密封腔体内部设有若干红外反射层12，多个所述红外反射层12贴设于密封腔体1的侧面内壁，多个所述红外反射层12还套设在所述吊杆6上；所述的红外反射层12用于阻隔熔盐提桶3内高温熔盐的热辐射；所述密封腔体设有一进气口13和一排气口14分别外部的供气系统和真空系统连接，便于控制及调整腔体内部气压，从而实现熔盐提桶的熔盐通过熔盐管道输运到其他设备。所述设备包括一热电偶15，热电偶用于测量所述密封腔体内部的熔盐温度。所述熔盐输运设备上还设有一压力测量设备(图中未标示)，可实时测量所述密封腔体内部压力，方便于精确调节其内部压力，方便于所述密封腔体与下游用盐设备间的气压差一直保持在105～103Pa之间，所述的加热设备加热温度范围为20～750℃。所述熔盐输运设备的熔盐输运速率可调节范围为0.02～5kg/min。
本方案设备在密封腔体内设有若干红外反射层与熔盐腔体内部的加热设备配合，更佳有利于利用腔体内部热能。并且称重设备设在顶部真空保护罩内，通过套设在吊杆的红外反射层以及密封腔体的红外反射层反射热量，使称重设备几乎不受到高温影响，使称重设备更佳准确的测量熔盐提桶中的熔盐输运量，并且延长称重设备的使用寿命。所述称重设备的工作温度范围一般为20～200℃，其量程为0～100kg，称量精度为10克级。
优选地，所述称重设备为一称重传感器。
优选地，所述密封腔体外壁设有一水冷套16。水冷套通入冷却水可以更加有效地冷却密封腔体。
优选地，所述的密封腔体、熔盐提桶、加热设备和熔盐管道均由耐腐蚀性合金制成；所述的耐腐蚀性合金优选为英科耐尔合金、蒙乃尔合金和哈氏合金材料中的一种或多种。
本方案熔盐输运设备，可以精确控制熔盐输运量和输运速率，并且采用内加热方式供热，加热效率高，升温速率快。
熔盐输运方法：使用上述熔盐输运设备，控制设备内部气压从而精确调节熔盐输运设备内部和下游使用熔盐设备之间的气压差，同时配合利用称重传感器可随时观察并精确控制调节熔盐输运量和输运速率。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种熔盐输运设备，其特征在于，包括一密封腔体、一称重设备、一熔盐提桶、一加热设备、一熔盐管道；所述称重设备与所述熔盐提桶均设于所述密封腔体内部，所述熔盐提桶通过一吊杆与设在所述熔盐提桶上方的所述称重设备连接；所述加热设备设于所述密封腔体的内部，用于加热所述熔盐提桶；所述熔盐管道的一端延伸至所述熔盐提桶的底部，另一端设在所述密封腔体的外部；所述密封腔体设有一进气口和一排气口，所述密封腔体的内部设有若干红外反射层；所述称重设备设于所述红外反射层上方，所述熔盐提桶设于所述红外反射层下方。
2.如权利要求1所述的熔盐输运设备，其特征在于，多个所述红外反射层贴设在所述密封腔体的侧面内壁；多个所述红外反射层还套设在所述吊杆上。
3.如权利要求1所述的熔盐输运设备，其特征在于，所述密封腔体顶部加设有一真空保护罩，将所述称重设备放置在所述真空保护罩内部。
4.如权利要求3所述的熔盐输运设备，其特征在于，所述熔盐输运设备还设有一压力测量设备，用于测量所述密封腔体内部的压力。
5.如权利要求1所述的熔盐输运设备，其特征在于，所述熔盐输运设备还设有一热电偶，用于测量所述密封腔体内部的熔盐温度。
6.如权利要求1所述的熔盐输运设备，其特征在于，所述密封腔体外壁设有一水冷套。
7.如权利要求1所述的熔盐输运设备，其特征在于，所述密封腔体、熔盐提桶、加热设备和熔盐管道均由耐腐蚀性合金制成；所述耐腐蚀性合金为英科耐尔合金、蒙乃尔合金和哈氏合金材料中的一种或多种。
8.一种熔盐输运方法，包括如下步骤：使用如权利要求1-7任一项所述的熔盐输运设备进行熔盐输运。
9.一种熔盐输运方法，其特征在于，其使用如权利要求1-7任一项所述的熔盐输运设备，其包括如下步骤：调节包括一称重单元的所述熔盐输运设备的内部气压，使所述熔盐输运设备内部和熔盐使用设备内部之间形成气压差，将所述熔盐输运设备内部的熔盐输运至熔盐使用设备；其中，根据所述称重单元测量的所述熔盐的输运量和输运速率，通过改变所述熔盐输运设备的内部气压，以调节所述熔盐输运量和输运速率。
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