CN112763367A - 一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统，包括铅铋合金储存罐及与之相连的铅铋蒸汽过滤系统和铅铋蒸汽测量系统；系统采用氩气作为保护气体，铅铋蒸汽在氩气携带下通过铅铋蒸汽阱进行循环净化；本发明可分别在容器不同高度处进行在线取样测量，通过称量冷凝在陶瓷坩埚中的铅铋合金质量计算气体混合物中铅铋蒸汽的浓度；本发明结构简单，经济性好，解决了铅铋合金在工业应用中的关键技术难题，有助于推动铅铋反应堆加速实现工业化，具有广泛应用前景。

Description

一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统
技术领域
本发明涉及铅铋反应堆领域，具体涉及一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统。
背景技术
铅铋反应堆运行过程中产生的铅铋蒸汽可能会在反应堆各设备和管道中残留，对系统的检查、维护等工作带来了技术困难，同时凝固的铅铋可能还会导致反应堆中部分运动部件损坏。因此需要对铅铋蒸汽的产生机制和清除技术进行深入研究，以支持铅铋反应堆的工业应用。
该问题是在铅冷快堆大型设备运行中发现的实际工业问题，由于目前国际上铅铋反应堆大多还处于实验室阶段，因此对该问题研究较少。发展较早的钠冷快堆中对钠蒸汽的吸附以及粘钠设备的清洗方面已经有了较为深入的研究，发展出了多种清洗技术，但是由于钠的化学性质活泼，因此清洗技术大多是基于钠与水或其他介质发生的化学反应，铅铋具有化学惰性，因此很难通过类似手段进行清洗。本发明针对该问题，从蒸汽产生和传输两部分出发，尽可能减少铅铋蒸汽在设备和管道中的残留。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统，可应用于实验室铅铋蒸汽研究和实际工业设备中用于铅铋蒸汽过滤。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统，包括铅铋合金储存罐1及与之相连的铅铋蒸汽过滤系统2和铅铋蒸汽测量系统3；所述铅铋合金储存罐1，铅铋合金储存罐1内下部储存有液态铅铋合金4，上部为气体覆盖空间5，铅铋合金储存罐1外部覆盖有电伴热和保温系统6，用于加热融化铅铋合金并且控制温度，铅铋合金储存罐1上设置有用于测量罐内压力和温度的压力变送器7和温度变送器8；所述铅铋合金储存罐1通过调节阀14与氩气储存罐相连；所述铅铋蒸汽过滤系统2包括通过调节阀11与铅铋合金储存罐1相连的蒸汽阱9和气体循环泵10；所述铅铋蒸汽测量系统3包括三组布置于铅铋合金储存罐1的气体覆盖空间5不同高度处的取样通道12以及与取样通道12连通的测量系统13。
所述蒸汽阱9包括圆柱形外壳19、圆柱形外壳19内部的过滤丝网18和圆柱形外壳19外部的电伴热装置20，在进行蒸汽过滤时，不开启电伴热装置，铅铋蒸汽在氩气携带下通过蒸汽阱9时会被冷凝并黏附在过滤丝网18上，当过滤丝网18上黏附的铅铋较多阻碍流动时，开启电伴热装置20使铅铋合金熔化回流。
所述测量系统13包括与取样通道12连通的中空容器，置于中空容器底部的高精度电子天平16，置于高精度电子天平16上的陶瓷坩埚15，与中空容器连通的排气管道，设置在排气管道上的气体流量计17及排放阀18，由取样通道12进入测量系统的气体混合物中的铅铋蒸汽会在低温下迅速冷凝，并附着在陶瓷坩埚15壁面上，通过高精度电子天平16监测陶瓷坩埚15的质量变化，同时通过气体流量计17监测进入测量系统的气体混合物流量，就能够测得气体混合物中铅铋蒸汽浓度；所述取样通道12外部包覆有保温材料和电伴热，防止铅铋蒸汽在取样通道12内壁面黏附，影响测量精度。
本发明解决了铅铋蒸汽过滤在线测量的工业难题，填补了国际空白，结构简单，经济性好，有助于加快铅铋反应堆的工业应用，具有广阔应用前景。
附图说明
图1为本发明系统整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统，包括铅铋合金储存罐1及与之相连的铅铋蒸汽过滤系统2和铅铋蒸汽测量系统3；所述铅铋合金储存罐1，铅铋合金储存罐1内下部储存有液态铅铋合金4，上部为气体覆盖空间5，铅铋合金储存罐1外部覆盖有电伴热和保温系统6，用于加热融化铅铋合金并且控制温度，铅铋合金储存罐1上设置有用于测量罐内压力和温度的压力变送器7和温度变送器8；所述铅铋合金储存罐1通过调节阀14与氩气储存罐相连；所述铅铋蒸汽过滤系统2包括通过调节阀11与铅铋合金储存罐1相连的蒸汽阱9和气体循环泵10；所述铅铋蒸汽测量系统3包括三组布置于铅铋合金储存罐1的气体覆盖空间5不同高度处的取样通道12以及与取样通道12连通的测量系统13。
作为本发明的优选实施方式，所述蒸汽阱9包括圆柱形外壳19、圆柱形外壳19内部的过滤丝网18和圆柱形外壳19外部的电伴热装置20，在进行蒸汽过滤时，不开启电伴热装置，铅铋蒸汽在氩气携带下通过蒸汽阱9时会被冷凝并黏附在过滤丝网18上，当过滤丝网18上黏附的铅铋较多阻碍流动时，开启电伴热装置20使铅铋合金熔化回流。
作为本发明的优选实施方式，所述测量系统13包括与取样通道12连通的中空容器，置于中空容器底部的高精度电子天平16，置于高精度电子天平16上的陶瓷坩埚15，与中空容器连通的排气管道，设置在排气管道上的气体流量计17及排放阀18，由取样通道12进入测量系统的气体混合物中的铅铋蒸汽会在低温下迅速冷凝，并附着在陶瓷坩埚15壁面上，通过高精度电子天平16监测陶瓷坩埚15的质量变化，同时通过气体流量计17监测进入测量系统的气体混合物流量，就能够测得气体混合物中铅铋蒸汽浓度；所述取样通道12外部包覆有保温材料和电伴热，防止铅铋蒸汽在取样通道12内壁面黏附，影响测量精度。

Claims (3)

1.一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统，其特征在于：包括铅铋合金储存罐(1)及与之相连的铅铋蒸汽过滤系统(2)和铅铋蒸汽测量系统(3)；所述铅铋合金储存罐(1)，铅铋合金储存罐(1)内下部储存有液态铅铋合金(4)，上部为气体覆盖空间(5)，铅铋合金储存罐(1)外部覆盖有电伴热和保温系统(6)，用于加热融化铅铋合金并且控制温度，铅铋合金储存罐(1)上设置有用于测量罐内压力和温度的压力变送器(7)和温度变送器(8)；所述铅铋合金储存罐(1)通过调节阀(14)与氩气储存罐相连；所述铅铋蒸汽过滤系统(2)包括通过调节阀(11)与铅铋合金储存罐(1)相连的蒸汽阱(9)和气体循环泵(10)；所述铅铋蒸汽测量系统(3)包括三组布置于铅铋合金储存罐(1)的气体覆盖空间(5)不同高度处的取样通道(12)以及与取样通道(12)连通的测量系统(13)。
2.根据权利要求1所述一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统，其特征在于：所述蒸汽阱(9)包括圆柱形外壳(19)、圆柱形外壳(19)内部的过滤丝网(18)和圆柱形外壳(19)外部的电伴热装置(20)，在进行蒸汽过滤时，不开启电伴热装置，铅铋蒸汽在氩气携带下通过蒸汽阱(9)时会被冷凝并黏附在过滤丝网(18)上，当过滤丝网(18)上黏附的铅铋较多阻碍流动时，开启电伴热装置(20)使铅铋合金熔化回流。
3.根据权利要求1所述一种铅铋蒸汽循环过滤及在线测量系统，其特征在于：所述测量系统(13)包括与取样通道(12)连通的中空容器，置于中空容器底部的高精度电子天平(16)，置于高精度电子天平(16)上的陶瓷坩埚(15)，与中空容器连通的排气管道，设置在排气管道上的气体流量计(17)及排放阀(18)，由取样通道(12)进入测量系统的气体混合物中的铅铋蒸汽会在低温下迅速冷凝，并附着在陶瓷坩埚(15)壁面上，通过高精度电子天平(16)监测陶瓷坩埚(15)的质量变化，同时通过气体流量计(17)监测进入测量系统的气体混合物流量，就能够测得气体混合物中铅铋蒸汽浓度；所述取样通道(12)外部包覆有保温材料和电伴热，防止铅铋蒸汽在取样通道(12)内壁面黏附，影响测量精度。
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