CN113304535B - 用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件，过滤组件可固定于铅铋冷却反应堆净化装置中，过滤组件包括内筒体、外筒体和磁棒，磁棒设于内筒体和外筒体之间，用于吸附铅铋冷却反应堆中的铅铋合金中的磁性杂质。这种用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件结构简单、集成度高、并且便于更换，有助于净化铅铋合金中的杂质，改善反应堆的安全性。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及反应堆技术领域，具体涉及一种用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件。
背景技术
铅铋合金因其熔点低、沸点高、中子性能优异、化学惰性和导热率好成为反应堆冷却剂的首选。但是，利用铅铋合金作为冷却剂的反应堆在运行过程中，冷却剂内会不断产生腐蚀产物、裂变产物等杂质，杂质的累积会导致管道或设备的堵塞，严重危害反应堆的安全运行。目前，采用液态金属钠作为冷却剂的反应堆中设置净化系统，对冷却剂进行净化。但是，由于铅铋合金冷却剂中产生的杂质与液态金属钠冷却剂中产生的杂质种类及特性不同，无法利用上述现有的液态金属钠冷却剂的净化系统对铅铋合金冷却剂进行净化。并且，上述现有的液态金属钠冷却剂的净化系统结构复杂，出现杂质堵塞现象时无法更换滤芯，维护成本较高。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件。
根据本发明的第一个方面，提供了一种用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件，所述过滤组件可固定于所述铅铋冷却反应堆净化装置中，所述过滤组件包括内筒体、外筒体和磁棒，所述磁棒设于所述内筒体和所述外筒体之间，用于吸附所述铅铋冷却反应堆中的铅铋合金中的磁性杂质。
可选地，所述磁棒的一端可拆卸连接于所述内筒体，所述磁棒的另一端可拆卸连接于所述外筒体。
可选地，还包括杂质析出平台，所述杂质析出平台设于所述内筒体和所述外筒体之间。
可选地，所述杂质析出平台设有通孔，用于所述铅铋合金流通。
可选地，所述杂质析出平台位于所述磁棒的上部。
可选地，还包括测温件，所述测温件设于所述外筒体顶部，用于监测所述过滤组件内的温度。
可选地，还包括提拉件，所述提拉件用于提拉所述过滤组件。
可选地，还包括过滤件，所述过滤件设于所述内筒体内。
可选地，所述过滤件包括第一过滤部分和第二过滤部分，所述第一过滤部分包括多层丝网，所述第二过滤部分包括多层丝网。
可选地，所述第一过滤部分和所述第二过滤部分的丝网填充密度不同。
可选地，还包括配合件，所述配合件设于所述过滤组件底部，所述配合件使得所述过滤组件固定于所述铅铋冷却反应堆净化装置。
根据本发明的第二个方面，提供了一种铅铋冷却反应堆净化装置，包括：壳体；根据本发明的第一个方面提供的用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件，所述过滤组件固定于所述壳体。
可选地，还包括支撑件，所述支撑件设于所述壳体，所述过滤组件固定于所述支撑件。
可选地，所述支撑件设有固定部，所述配合件固定于所述固定部。
根据本发明的第三个方面，提供了一种铅铋冷却反应堆，包括：铅铋合金冷却剂管路；根据本发明的第二个方面提供的铅铋冷却反应堆净化装置，所述铅铋冷却反应堆净化装置连接于所述铅铋合金冷却剂管路。
与现有技术相比，本发明的实施例提供的用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件结构简单、集成度高、并且便于更换，有助于净化铅铋合金中的杂质，改善反应堆的安全性。
附图说明
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
图1是根据本发明一个实施例的过滤组件的结构示意图；
图2是根据图1所示的过滤组件的外形示意图。
应该注意的是，附图并未按比例绘制，并且出于说明目的，在整个附图中类似结构或功能的元素通常用类似的附图标记来表示。还应该注意的是，附图只是为了便于描述优选实施例，而不是本发明本身。附图没有示出所描述的实施例的每个方面，并且不限制本发明的范围。
图中，10为内筒体，20为外筒体，30为磁棒，40为杂质析出平台，50为测温件，60为提拉件，70为过滤件，80为配合件。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
本发明的实施例提供了一种用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件，过滤组件可固定于铅铋冷却反应堆净化装置中，图1是根据本发明一个实施例的过滤组件的结构示意图，过滤组件包括内筒体10、外筒体20和磁棒30，磁棒30设于内筒体10和外筒体20之间，用于吸附铅铋冷却反应堆中的铅铋合金中的磁性杂质。磁棒30可以为钕铁硼磁铁，此种磁铁为永久性磁铁，一经磁化即能保持恒定磁性。在磁棒30的表面可以设有不锈钢保护套，有效保护磁棒30不易受损，可选地，不锈钢保护套可以为316L不锈钢材料，此种材料的耐腐蚀性强，可有效地保护磁棒30不被腐蚀。在其它实施例中，可以在磁棒30表面电镀金层、镍层或锌层，用于避免磁棒30受到腐蚀。在另一些实施例中，可以在磁棒30表面喷涂环氧树脂，用于保护磁棒30不受腐蚀。对磁棒30的表面处理方法还可以是磷化、电泳和真空气相沉积等，由于这些表面处理方法本身是本领域技术人员所习知的，在此不做赘述。外筒体20套设于内筒体10上，并且外筒体20的直径可以大于内筒体10的直径，内筒体10和外筒体20之间形成环隙，铅铋合金冷却剂从环隙中流入过滤组件。
磁棒30的一端可拆卸连接于内筒体10，磁棒30的另一端可拆卸连接于外筒体20，便于磁棒30的更换。可选地，磁棒30和内筒体10、磁棒30和外筒体20之间的连接方式可以为螺纹连接。
过滤组件还包括杂质析出平台40，杂质析出平台40设于内筒体10和外筒体20之间，用于给杂质析出提供平台，铅铋合金冷却剂内的杂质非均相析出时，析出点可以在该杂质析出平台40上，非均相析出，是指铅铋合金冷却剂由于杂质析出而成为固、液两相，固相即析出的杂质，液相即析出杂质后的铅铋合金冷却剂。在本发明的实施例中，杂质析出平台40可以为恒温翅片。可选地，杂质析出平台40表面设有通孔，通孔均匀排布，用于铅铋合金冷却剂通过杂质析出平台40。
杂质析出平台40位于磁棒30的上部。在本发明的实施例中，内筒体10和外筒体20之间形成环隙，环隙自上而下设有杂质析出平台40和磁棒30，铅铋合金冷却剂从环隙进入过滤组件，依次经过磁棒30和杂质析出平台40。
过滤组件还包括测温件50，测温件50设于外筒体20顶部，用于监测过滤组件内的温度。测温件50可以是热电偶。在其它实施例中，测温件50可以是热电阻或者热敏电阻。
过滤组件还包括提拉件60，用于提拉过滤组件，便于对铅铋冷却反应堆净化装置中的过滤组件进行更换。在本发明的实施例中，提拉件60为圆弧形提手。在其它实施例中，提拉件60可以是钩形提手，提拉件60也可以是拉环。
过滤组件还包括过滤件70，过滤件70设于内筒体10内。在本发明的实施例中，过滤件70可以是不同填充密度的丝网。过滤件70可以用于过滤液体和支撑滤饼，滤饼指的是液体通过过滤件70后保留在过滤件70上的原液所含的固体物质。过滤件70可以采用织物介质、堆积介质和多孔固体介质等。织物介质是由玻璃丝、金属丝或纤维织成的网，这类介质能够截留颗粒的最小直径为5～6μm；堆积介质是由不同种类的固体颗粒堆积而成，可以用于深层过滤；多孔固体介质是指具有很多微孔的固体材料，可以用于过滤直径为1～3μm的微细颗粒。在本发明的实施例中，过滤件70采用丝网进行过滤。丝网填充密度可以根据反应堆杂质水平进行选择。可选地，过滤件70可以包括多层丝网，每一层丝网的填充密度可以相同，也可以不同，此种方式可以过滤不同密度的漂浮杂质。例如，过滤件70可以包括第一部分和第二部分，第一部分包含多层丝网，第二部分包含多层丝网，第一部分所包含的每一层丝网填充密度相同，第二部分所包含的每一层丝网填充密度相同，第一部分所包含的丝网与第二部分所包含的丝网填充密度不同，此种设置可以更加充分地过滤铅铋合金冷却剂中的漂浮杂质。或者，过滤件70可以包括第一部分、第二部分和第三部分，第一部分、第二部分与第三部分所包含的丝网填充密度都不同，可选地，丝网填充密度自上而下可以是134、192、409Kg/m3。在其它实施例中，过滤件70可以采用其他过滤介质。可选地，过滤件70可以选用不同的过滤介质。例如，过滤件70可以包括第一部分和第二部分，第一部分可以为丝网，第二部分可以为堆积介质，此种设置可以过滤铅铋合金冷却剂中不同直径的杂质颗粒。
过滤组件还包括配合件80，配合件80设于过滤组件底部，配合件80使得过滤组件固定于铅铋冷却反应堆净化装置。在一些实施例中，配合件可以是螺栓，螺栓是和螺母配合使用的圆柱形带有螺纹的紧固件。可选地，铅铋冷却反应堆净化装置可以设有支撑板，过滤组件可以通过配合件80固定于支撑板上。或者，过滤组件也可以通过配合件80直接固定于净化装置本体上。
图2是根据图1所示的过滤组件的外形示意图。参见图2，外筒体20设有通孔，用于使铅铋合金冷却剂均匀进入或排出过滤组件。
将本发明的实施例提供的用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件固定至净化装置中，对铅铋合金冷却剂进行净化，将净化装置与反应堆冷却剂管路连接，借助铅铋泵使铅铋合金冷却剂流动，铅铋合金冷却剂通过进液口进入净化装置，并从外筒体20设有的通孔处流进过滤组件中内筒体10和外筒体20所形成的环隙，在环隙中依次经过磁棒30和杂质析出平台40，磁棒30吸附铅铋合金冷却剂中的磁性杂质，杂质析出平台40为杂质析出提供平台，铅铋合金冷却剂中的杂质在杂质析出平台40处溶解析出，，铅铋合金冷却剂流入内筒体10，经过滤件70过滤，将杂质拦截于过滤件70中，过滤后的铅铋合金冷却剂继续向下流动，通过出液口排出净化装置。
当过滤组件吸附大量杂质后，可以对过滤组件进行反冲洗或者更换操作。反冲洗，又称滤池冲洗，目的是清除截留在滤料层中的杂质，使滤池在短时间内恢复过滤能力。反冲洗方法可以是高速水流反冲洗、气——水反冲洗和表面辅助冲洗，由于反冲洗方法本身是本领域技术人员所习知的，在此不再赘述。
本发明的实施例提供了一种铅铋冷却反应堆净化装置，包括：壳体；根据本发明的第一个方面提供的用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件，过滤组件固定于壳体。
本发明的实施例提供的铅铋冷却反应堆净化装置还包括支撑件，支撑件设于壳体，过滤组件可以固定于支撑件。在一些实施例中，支撑件可以是圆盘，圆盘固定于壳体的两侧。在其它实施例中，支撑件也可以为其他形状。可选地，支撑件可以设有通孔，用于对铅铋合金冷却剂导流，使铅铋合金冷却剂流入过滤组件。
过滤组件底部设有配合件80，配合件80固定于支撑件，使得过滤组件固定于支撑件。可选地，支撑件可以设有固定部，配合件80固定于固定部。
在一些实施例中，固定部可以设为镰刀形孔，配合件80插入镰刀形孔的一端，并旋转至镰刀形孔的另一端，使配合件80卡合于镰刀形孔的另一端，使得配合件80固定于镰刀形孔。配合件80可以是螺栓，可以与螺母配合，使得配合件80更紧固地固定于镰刀形孔。在其它实施例中，配合件80可以是螺栓，螺栓是和螺母配合使用的圆柱形带有螺纹的紧固件，固定部可以设为通孔，螺栓插入通孔并与螺母配合，使得过滤组件固定于支撑件。这种设置方式，使得过滤组件是可拆卸地固定于支撑件，在更换过滤组件时，只需要将螺母从螺栓上旋下，就可以将过滤组件从支撑件上拆下，便于过滤组件的更换。
本发明的实施例提供了一种铅铋冷却反应堆，包括：铅铋合金冷却剂管路；根据本发明的第二个方面提供的铅铋冷却反应堆净化装置，所述铅铋冷却反应堆净化装置连接于所述铅铋合金冷却剂管路。
对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种用于铅铋冷却反应堆净化装置的过滤组件，其特征在于，所述过滤组件固定于所述铅铋冷却反应堆净化装置中，所述过滤组件包括内筒体（10）、外筒体（20）和磁棒（30），所述磁棒（30）设于所述内筒体（10）和所述外筒体（20）之间，用于吸附所述铅铋冷却反应堆中的铅铋合金中的磁性杂质；
其中，所述过滤组件还包括过滤件（70），所述过滤件（70）设于所述内筒体（10）内；
所述过滤组件还包括杂质析出平台（40），所述杂质析出平台（40）设于所述内筒体（10）和所述外筒体（20）之间，所述杂质析出平台（40）设有通孔，用于所述铅铋合金流通。
2.根据权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述磁棒（30）的一端可拆卸连接于所述内筒体（10），所述磁棒（30）的另一端可拆卸连接于所述外筒体（20）。
3.根据权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述杂质析出平台（40）位于所述磁棒（30）的上部。
4.根据权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，还包括测温件（50），所述测温件（50）设于所述外筒体（20）顶部，用于监测所述过滤组件内的温度。
5.根据权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，还包括提拉件（60），所述提拉件（60）用于提拉所述过滤组件。
6.根据权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，所述过滤件（70）包括第一过滤部分和第二过滤部分，所述第一过滤部分包括多层丝网，所述第二过滤部分包括多层丝网。
7.根据权利要求6所述的过滤组件，其特征在于，所述第一过滤部分和所述第二过滤部分的丝网填充密度不同。
8.根据权利要求1所述的过滤组件，其特征在于，还包括配合件（80），所述配合件（80）设于所述过滤组件底部，所述配合件（80）使得所述过滤组件固定于所述铅铋冷却反应堆净化装置。
9.一种铅铋冷却反应堆净化装置，其特征在于，包括：
壳体；
权利要求1-8任一项所述的过滤组件，所述过滤组件固定于所述壳体。
10.根据权利要求9所述的铅铋冷却反应堆净化装置，其特征在于，还包括支撑件，所述支撑件设于所述壳体，所述过滤组件固定于所述支撑件。
11.一种铅铋冷却反应堆，其特征在于，包括：
铅铋合金冷却剂管路；
权利要求9或10所述的铅铋冷却反应堆净化装置，所述铅铋冷却反应堆净化装置连接于所述铅铋合金冷却剂管路。
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