CN110010258A - 一种钠充排系统及其方法 - Google Patents

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张大林
苏光辉
周健成
田文喜
秋穗正
杨红义
肖常志
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    • G—PHYSICS
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Abstract

一种钠充排系统及其方法，包括长期储存钠的储钠罐、为储钠罐抽真空的真空系统、给储钠罐充入保护气体的氩气系统、防止储钠罐中液态钠挥发进入阀门造成其堵塞的钠蒸汽阱、将储钠罐中的钠抽入纳回路系统的钠电磁泵；由于储钠罐位于最低位置，因此纳回路中一旦实验停止需要排出钠时，钠可以在重力作用下排入储钠罐中；本发明钠充排系统结构简单，操作方便，安全性高。

Description

一种钠充排系统及其方法
技术领域
本发明涉及液态金属钠的转移技术领域，具体涉及一种液态金属钠回路的充排系统及其方法。
背景技术
钠冷快堆为第四代反应堆，将液态金属钠作为冷却剂带走堆芯的热量，而钠是属于活泼金属，因此在实验过程中需要对其谨慎操作，不得将其暴露于空气之中，在实验操作规程中，有关钠的操作也是极为严格，由于钠的特殊性，在实验回路中需要增加相应的装置保证回路的正常运行。
在参考文献“刘林顶,骆学军,李静.快堆钠接收和二回路钠充排系统设计分析研究[J].中国原子能科学研究院年报,2011:15-15.”中仅仅在宏观方面将反应堆拆分为钠接收系统储纳系统及排气系统等并未描述详细的装置及操作流程；在其他文献或者专利中尚未出现相关钠充排的技术。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种钠充排系统及其方法，通过合理的设计及操作规程能够大规模且快速地对纳回路进行充排操作。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钠充排系统，包括长期储存钠的储钠罐E，通过管道与储钠罐E连接的为储钠罐抽真空的真空系统B，管路上设置有抽真空控制阀门V2；通过管道与储钠罐E连接的给储钠罐E充入保护气体的氩气系统C，管路上设置有保护气体控制阀门V3；在真空系统B和氩气系统C与储钠罐E连接的共有管路上设置有防止储钠罐F中液态钠挥发进入抽真空控制阀门V2和保护气体控制阀门V3造成其堵塞的钠蒸汽阱D；通过管道与储钠罐E连接的将储钠罐E中的钠抽入纳回路系统的纳回路系统入口G，管路上设置有钠电磁泵F和钠排出阀门V4，通过管道与储钠罐E连接的将纳回路系统的的钠抽出并排入储钠罐E中的纳回路系统出口A，管路上设置有钠充入阀门V1。
所述储钠罐E位于所述钠充排系统的最低端，液态钠在重力的作用下直接排入储钠罐E中，无需其他动力来源。
所述储钠罐E在以上所有装置中位置最低，能够储存大量的液态金属钠；所述钠蒸汽阱D用于捕捉蒸汽钠防止钠蒸汽进入抽真空控制阀门V2和保护气体控制阀门V3凝结造成阀门堵塞；所述真空系统B用于抽取管道及储钠罐E中的空气，防止其与钠反应；所述氩气系统C为储钠罐E充入保护气体氩气，将钠与其他气体隔绝；所述钠电磁泵F抽取储钠罐E中的钠通过纳回路系统入口G进入纳回路，当纳回路停止运行时钠通过纳回路系统出口A排入储钠罐E中。
所述的一种钠充排系统进行钠充排的方法，所有阀门均处于关闭状态，打开抽真空控制阀门V2，启动真空系统B抽取管道和储钠罐E中的空气，关闭抽真空控制阀门V2并打开保护气体控制阀门V3，启动氩气系统C对管道和储钠罐E充入保护气体氩气，当纳回路系统停止实验时，打开钠充入阀门V1，钠在重力作用下排入储钠罐E之中；当纳回路系统需要钠进行实验时，打开钠排出阀门V4，启动钠电磁泵F，抽取储钠罐E中的钠进入纳回路系统中，抽取完成后关闭钠电磁泵F，整个钠充排过程即完成。
本发明具有以下优点和有益效果：
1、储钠罐E位于最低端，纳回路系统中的钠可在重力作用下排入储钠罐E之中，无需额外的泵提供动力。
2、钠蒸汽阱D的使用大大降低了阀门V2和阀门V3的堵塞率，保证氩气系统C和真空系统B的正常投入使用。
3、真空系统B可抽取储钠罐E及管道中的空气，而氩气系统C可将管道中的残余空气吹走，对液态金属钠起到保护作用。
4、钠电磁泵F可为纳回路系统提供足够高的压头，将储钠罐E中的钠抽取至纳回路系统之中。
附图说明
图1为本发明钠充排系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：
如图1所示，所有阀门均处于关闭状态，打开抽真空控制阀门V2，启动真空系统B抽取管道和储钠罐E中的空气，关闭抽真空控制阀门V2并打开保护气体控制阀门V3，启动氩气系统C对管道和储钠罐E充入保护气体氩气当纳回路系统需要钠进行实验时，打开钠排出阀门V4，启动钠电磁泵F，抽取储钠罐E中的钠进入纳回路系统中，抽取完成后关闭钠电磁泵F，当纳回路系统停止实验时，打开钠充入阀门V1，钠在重力作用下排入储钠罐E之中，整个钠充排过程即完成。

Claims (3)

1.一种钠充排系统，其特征在于：包括长期储存钠的储钠罐(E)，通过管道与储钠罐(E)连接的为储钠罐抽真空的真空系统(B)，管路上设置有抽真空控制阀门(V2)；通过管道与储钠罐(E)连接的给储钠罐(E)充入保护气体的氩气系统(C)，管路上设置有保护气体控制阀门(V3)；在真空系统(B)和氩气系统(C)与储钠罐(E)连接的共有管路上设置有防止储钠罐(E)中液态钠挥发进入抽真空控制阀门(V2)和保护气体控制阀门(V3)造成其堵塞的钠蒸汽阱(D)；通过管道与储钠罐(E)连接的将储钠罐(E)中的钠抽入纳回路系统的纳回路系统入口(G)，管路上设置有钠电磁泵(F)和钠排出阀门(V4)，通过管道与储钠罐(E)连接的将纳回路系统的的钠抽出并排入储钠罐(E)中的纳回路系统出口(A)，管路上设置有钠充入阀门(V1)。
2.根据权利要求1所述的一种钠充排系统，其特征在于：储钠罐(E)位于所述钠充排系统的最低端，液态钠在重力的作用下直接排入储钠罐(E)中，无需其他动力来源。
3.权利要求1所述的一种钠充排系统进行钠充排的方法，其特征在于：所有阀门均处于关闭状态，打开抽真空控制阀门(V2)，启动真空系统(B)抽取管道和储钠罐(E)中的空气，关闭抽真空控制阀门(V2)并打开保护气体控制阀门(V3)，启动氩气系统(C)对管道和储钠罐(E)充入保护气体氩气；当纳回路系统需要钠进行实验时，打开钠排出阀门(V4)，启动钠电磁泵(F)，抽取储钠罐(E)中的钠进入纳回路系统中，抽取完成后关闭钠电磁泵(F)，当纳回路系统停止实验时，打开钠充入阀门(V1)，钠在重力作用下排入储钠罐(E)之中，整个钠充排过程即完成。
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