CN106840765B - 一种熔盐取样器及取样方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高温熔盐冶金技术领域，公开了一种熔盐取样器及取样方法。该取样器包括取样器外壳、固定管和取样管，其中固定管和取样管之间固定连接并组合为一个取样单元；固定管位于取样器外壳内，取样器外壳内上下放置一个或多个取样单元，最下方取样单元的取样管伸出取样器外壳；该取样方法是将取样器穿过待熔盐取样的反应罐上设置的取样孔取样，等熔盐通过取样管的进样孔进入取样管后，将小型熔盐取样器拔出，将新的取样单元从取样器顶部装入，已经取完样的单元弹出取样器。待已经取完样的取样单元冷却后将固定管与取样管分离，通过顶压取样管中的活动塞，取出熔盐样品。该熔盐取样器和取样方法，可实现对高温熔盐的实时、定量取样。

Description

一种熔盐取样器及取样方法
技术领域
本发明属于高温熔盐冶金技术领域，具体涉及一种熔盐取样器及取样方法。
背景技术
高温熔盐因其导电性好、蒸汽压低、粘度低及热容量大等优点，常用作冶金工业中的化学反应介质。熔盐也应用于核燃料干法后处理的过程，在电解和氯化等处理过程中需要对液态熔盐进行取样分析，不断检测熔盐的成分，根据熔盐的成分判断氯化和电解程度。
由于熔盐温度高、腐蚀性大使得熔盐准确取样较为困难，尤其在手套箱中进行的核燃料干法后处理熔盐实验，空间和取样量的限制使得较大的取样器无法操作。现有的在手套箱中对熔盐取样一般采用较小的敞口细管，只能取到液体表层样品，无法在狭小空间准确定量，尤其是定深度取样，且不能有效防止放射性气溶胶进入手套箱。因此，目前的小型熔盐取样装置和方法不能满足熔盐取样尤其是核燃料干法后处理领域中熔盐取样的要求。
发明内容
(一)发明目的
根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种可实现快速、准确、定量取出高温熔盐样品的取样器和取样方法。
(二)技术方案
为了解决现有技术所存在的问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种熔盐取样器，该取样器包括取样器外壳、固定管和取样管，其中固定管和取样管之间固定连接并组合为一个取样单元；固定管位于取样器外壳内，取样器外壳内上下放置一个或多个取样单元，最下方取样单元的取样管伸出取样器外壳；
所述取样器外壳为外圆内正六边形结构，且内部为贯穿的通孔；取样器外壳内壁的下方设置有便于固定固定管的定位孔，该定位孔的数量为2个，位置对称；
所述固定管为内圆外正六边形结构，其外径与取样器外壳内径匹配并可在取样器外壳内顺畅推进，固定管的内部为上下贯通的圆柱体型；固定管的外壁靠近中间的部位设置有一对对称的定位销，与取样器外壳上设置的定位孔对应，该定位销为不锈钢簧片，该不锈钢簧片随着固定管下降至定位孔位置处实现固定管的定位；固定管的底部设置有便于与取样管连接的位置对称的一对卡沟；
所述取样管为中空的圆柱体形状，其上端位于固定管内且取样管的外径与固定管内径匹配；取样管的上部设置有一对位置对称的卡销，该卡销与固定管底部的卡沟对应，旋转取样管可实现卡销和卡沟的连接或分离；取样管的下部设置有便于熔盐进样的进样孔，该进样孔的数量和位置与所需熔盐取样量和深度相适应；取样管底部设置有便于盛装所取熔盐及便于熔盐转移的活动塞，该活动塞上端开口下端密封，其上端塞于取样管内部且下端伸出取样管底部。
优选地，所述固定管外壁处设置的定位销为不锈钢簧片。
优选地，所述活动塞的材质为陶瓷。
优选地，所述固定管、取样器外壳的材质为不锈钢。
优选地，所述取样管的材质为钽。
利用上述取样器进行熔盐取样的方法，该方法包括以下步骤：
(1)在待熔盐取样的反应罐上设置取样孔，取样器穿过该取样孔进入反应罐；
(2)将最下方取样单元的取样管插入熔盐，熔盐通过取样管上设置的进样孔进入取样管内；
(3)从取样孔取出取样器，关闭取样孔；
(4)将一组新的取样单元从取样器外壳上端摁入，固定管会向下方推进，从而使最下方的取样单元弹出，最下方取样单元上方的一组取样单元的固定管处的定位销下降至定位孔实现定位，便于进行下一次取样；
(5)待熔盐冷却后，旋转固定管或取样管，将取样管与固定管分离；
(6)从取样管上端将活动塞压下，取出取样管内的熔盐样品。
(三)有益效果
采用本发明提供的熔盐取样器和取样方法，可实现对高温熔盐的实时、定量取样，尤其适于取样空间小、样品温度高且带有放射性的干法后处理熔盐取样领域。该取样器和取样方法对熔盐进行取样时，不会对正常的反应过程造成影响，也不会使得反应罐中的放射性气溶胶扩散到手套箱中，将熔盐取样后无需等待冷却只需将下一个取样单元取代上一个取样单元即可进行下一次熔盐取样，简单、方便。
附图说明
图1是本发明提供的取样器取样结构示意图；其中1是手套箱；2是反应罐；3是熔盐；4是取样器；5是取样孔；
图2是取样器取样单元的结构示意图；其中6是固定管；7是取样器外壳；8是定位销；9是定位孔；10是取样管；11是进样孔；12是活动塞；
图3是取样器外壳的结构示意图；13是卡销；14是卡沟。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本申请作进一步阐述。
一种熔盐取样器，该取样器包括取样器外壳7、固定管6和取样管10，其中固定管6和取样管10之间固定连接并组合为一个取样单元；固定管6位于取样器外壳7内，取样器外壳7内上下放置一个或多个取样单元，最下方取样单元的取样管10伸出取样器外壳7；
所述取样器外壳7为外圆内正六边形结构，且内部为贯穿的通孔；取样器外壳7内壁的下方设置有便于固定固定管6的定位孔9，该定位孔的数量为2个，位置对称；
所述固定管6为内圆外正六边形结构，其外径与取样器外壳7内径匹配并可在取样器外壳7内顺畅推进，固定管6的内部为上下贯通的圆柱体型；固定管6的外壁靠近中间的部位设置有一对对称的定位销8，与取样器外壳7上设置的定位孔对应，该定位销8为不锈钢簧片，该不锈钢簧片随着固定管6下降至定位孔位置处实现固定管6的定位；固定管6的底部设置有便于与取样管10连接的位置对称的一对卡沟14；
所述取样管10为中空的圆柱体形状，其上端位于固定管6内且取样管10的外径与固定管6内径匹配；取样管10的上部设置有一对位置对称的卡销13，该卡销13与固定管6底部的卡沟14对应，旋转取样管10可实现卡销13和卡沟14的连接或分离；取样管10的下部设置有便于熔盐进样的进样孔11，该进样孔11的数量和位置与所需熔盐取样量和深度相适应；取样管10底部设置有便于盛装所取熔盐及便于熔盐转移的活动塞12，活动塞12的材质为陶瓷，该活动塞12上端开口下端密封，其上端塞于取样管10内部且下端伸出取样管10底部。
所述固定管6外壁处设置的定位销为不锈钢簧片；所述固定管6、取样器外壳7的材质为不锈钢；所述取样管10的材质为钽。
利用上述取样器进行熔盐取样的方法，该方法包括以下步骤：
(1)在待熔盐取样的反应罐2上设置取样孔5，取样器4穿过该取样孔5进入反应罐2；
(2)将最下方取样单元的取样管10插入熔盐，熔盐通过取样管10上设置的进样孔11进入取样管10内；
(3)从取样孔5取出取样器，关闭取样孔5；
(4)将一组新的取样单元从取样器外壳7上端摁入，固定管6会向下方推进，从而使最下方的取样单元弹出，最下方取样单元上方的一组取样单元的固定管处的定位销8下降至定位孔实现定位，以便进行下一次取样；
(5)待熔盐冷却后，旋转固定管6或取样管10，将取样管10与固定管6分离；
(6)从取样管10上端将活动塞12压下，取出取样10的熔盐样品。
利用该熔盐取样器和方法已经实现了对超过500℃的LiCl-KCl熔盐进行取样。如图1所示，在手套箱中将取样器穿过反应罐的取样孔，进入盛装熔盐的坩埚内。等熔盐通过取样管的进样孔进入取样管后，将小型熔盐取样器拔出，将新的取样单元从取样器顶部装入，已经取完样的单元弹出取样器。取样器可再次取样。待已经取完样的取样单元冷却后将固定管与取样管分离，通过顶压取样管中的活动塞，取出取样管内的完整熔盐样品。

Claims (6)

1.一种熔盐取样器，其特征在于，该取样器包括取样器外壳、固定管和取样管，其中固定管和取样管之间固定连接并组合为一个取样单元；固定管位于取样器外壳内，取样器外壳内上下放置一个或多个取样单元，最下方取样单元的取样管伸出取样器外壳；
所述取样器外壳为外圆内正六边形结构，且内部为贯穿的通孔；取样器外壳内壁的下方设置有便于固定固定管的定位孔，该定位孔的数量为2个，位置对称；
所述固定管为内圆外正六边形结构，其外径与取样器外壳内径匹配并可在取样器外壳内顺畅推进，固定管的内部为上下贯通的圆柱体型；固定管的外壁靠近中间的部位设置有一对对称的定位销，与取样器外壳上设置的定位孔对应，该定位销为不锈钢簧片，该不锈钢簧片随着固定管下降至定位孔位置处实现固定管的定位；固定管的底部设置有便于与取样管连接的位置对称的一对卡沟；
所述取样管为中空的圆柱体形状，其上端位于固定管内且取样管的外径与固定管内径匹配；取样管的上部设置有一对位置对称的卡销，该卡销与固定管底部的卡沟对应，旋转取样管可实现卡销和卡沟的连接或分离；取样管的下部设置有便于熔盐进样的进样孔，该进样孔的数量和位置与所需熔盐取样量和深度相适应；取样管底部设置有便于盛装所取熔盐及便于熔盐转移的活动塞，该活动塞上端开口下端密封，其上端塞于取样管内部且下端伸出取样管底部。
2.根据权利要求1所述的一种熔盐取样器，其特征在于，所述固定管外壁处设置的定位销为不锈钢簧片。
3.根据权利要求1所述的一种熔盐取样器，其特征在于，所述活动塞的材质为陶瓷。
4.根据权利要求1所述的一种熔盐取样器，其特征在于，所述固定管、取样器外壳的材质为不锈钢。
5.根据权利要求1所述的一种熔盐取样器，其特征在于，所述取样管的材质为钽。
6.利用权利要求1～5任一项所述取样器进行熔盐取样的方法，该方法包括以下步骤：
(1)在待熔盐取样的反应罐上设置取样孔，取样器穿过该取样孔进入反应罐；
(2)将最下方取样单元的取样管插入熔盐，熔盐通过取样管上设置的进样孔进入取样管内；
(3)从取样孔取出取样器，关闭取样孔；
(4)将一组新的取样单元从取样器外壳上端摁入，固定管会向下方推进，从而使最下方的取样单元弹出，最下方取样单元上方的一组取样单元的固定管处的定位销下降至定位孔实现定位，便于进行下一次取样；
(5)待熔盐冷却后，旋转固定管或取样管，将取样管与固定管分离；
(6)从取样管上端将活动塞压下，取出取样管内的熔盐样品。
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