CN114255893A - 液态金属连续进料系统及连续进料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种液态金属连续进料系统及连续进料方法，液态金属连续进料系统包括第一熔料罐以及与所述第一熔料罐相连通的第二熔料罐，所述第一熔料罐和所述第二熔料罐均用于熔融待熔金属，所述第一熔料罐内的温度大于待熔金属熔点50‑100℃，所述第二熔料罐内的温度比所述第一熔料罐内的温度高50‑150℃。本发明公开的液态金属连续进料系统既解决了一次装填量过大的问题，又解决了大型熔料箱加热负荷过大的问题，既降低了设备成本，又可快速安全保障试验运行。

Description

液态金属连续进料系统及连续进料方法

技术领域

本发明涉及液态金属领域，尤其涉及一种液态金属连续进料系统及连续进料方法。

背景技术

国内四代堆研发过程中会用到液态金属或熔盐作为导热介质，常规做法是采用将固态物料装填进熔料罐(4-10m³)，通过加热的方式将熔料罐内介质熔化，最终输送到系统中循环使用。

随着四代堆研发的发展，装置规模越来越大，系统内液态金属或熔盐装填量越来越多，导致熔料罐越做越大。而固态介质一般成块状，在熔料罐内装填时，为满足系统需要的使用量，需将熔料罐设计得非常大。当熔料罐内固态介质熔化后，熔料罐内很大一部分空间处于浪费状态，熔料罐设计过大导致设备制造成本增加。另外，熔料罐设计过大，导致熔料过程中热损失过大、介质输送时气量使用过大，造成使用运行成本过高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种液态金属连续进料系统及连续进料方法，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种液态金属连续进料系统包括第一熔料罐以及与所述第一熔料罐相连通的第二熔料罐，所述第一熔料罐和所述第二熔料罐均用于熔融待熔金属，所述第一熔料罐内的温度大于待熔金属熔点50-100℃，所述第二熔料罐内的温度比所述第一熔料罐内的温度高50-150℃。

在一实施例中，所述液态金属连续进料系统还包括进料管，所述第一熔料罐的顶部设置有进料口，所述进料管的端部穿过所述进料口并位于所述第一熔料罐的底部。

在一实施例中，所述进料管为金属件，所述进料管的熔点比所述待熔金属的熔点高150-200℃。

在一实施例中，所述第一熔料罐的顶部设置有进气口，通过所述进气口将保护气输入至所述第一熔料罐内，以使所述第一熔料罐内气压为0.05Mpa。

在一实施例中，所述液态金属连续进料系统还包括风机，所述风机与设置在所述第一熔料罐上的出气口连通。

在一实施例中，所述第一熔料罐中设置有液位检测传感器以检测所述第一熔料罐中液态金属的液位。

在一实施例中，所述第一熔料罐的底部设置有出料口，所述出料口处设置有阀门。

另外，本发明还提供一种液态金属连续进料方法，所述方法包括：

进料管先不装配在第一熔料罐上，通过投料口将待熔金属投入第一熔料罐内。

开启风机并且保护气进气，保证第一熔料罐内气压为0.05Mpa。

开启第一熔料罐的加热器，将第一熔料罐内加热至待熔金属熔化。

装上进料管，当第一熔料罐内处于高液位时，开启出料口的阀门，待熔金属进入第二熔料罐。

当第一熔料罐内处于低液位时，关闭中出料口的阀门，开始通过进料管往第一熔料罐内投料。

并根据第一熔料罐内液位变化，交替投料、泄料。

本发明的技术方案中，液态金属连续进料系统包括第一熔料罐以及与所述第一熔料罐相连通的第二熔料罐，所述第一熔料罐和所述第二熔料罐均用于熔融待熔金属，所述第一熔料罐内的温度大于待熔金属熔点50-100℃，所述第二熔料罐内的温度比所述第一熔料罐内的温度高50-150℃。在本技术方案中，设置第一熔料罐以快速实现常温固态金属装填，便于与原料转运装置直接对接。并且，第一熔料罐内的温度大于待熔金属熔点50-100℃，保证液态金属的流动性，同时，金属装填量大大降低，可以实现快速、均匀加热至所设温度。设置第一熔料罐和第二熔料罐替代大型熔料箱，既解决了一次装填量过大的问题，又解决了大型熔料箱加热负荷过大的问题，既降低了设备成本，又可快速安全保障试验运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的液态金属连续进料系统的结构示意图。

附图标号说明：10、第一熔料罐；11、进气口；12、出料口；13、阀门；20、进料管；30、风机。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

并且，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种液态金属连续进料系统。

如图1所示，本发明实施例提供的液态金属连续进料系统包括第一熔料罐10以及与所述第一熔料罐10相连通的第二熔料罐，所述第一熔料罐10和所述第二熔料罐均用于熔融待熔金属，所述第一熔料罐10内的温度大于待熔金属熔点50-100℃，所述第二熔料罐内的温度比所述第一熔料罐10内的温度高50-150℃。

在本实施例中，液态金属连续进料系统包括第一熔料罐10以及与所述第一熔料罐10相连通的第二熔料罐，所述第一熔料罐10和所述第二熔料罐均用于熔融待熔金属，所述第一熔料罐10内的温度大于待熔金属熔点50-100℃，所述第二熔料罐内的温度比所述第一熔料罐10内的温度高50-150℃。在本技术方案中，设置第一熔料罐10以快速实现常温固态金属装填，便于与原料转运装置直接对接。并且，第一熔料罐10内的温度大于待熔金属熔点50-100℃，保证液态金属的流动性，同时，金属装填量大大降低，可以实现快速、均匀加热至所设温度。设置第一熔料罐10和第二熔料罐替代大型熔料箱，既解决了一次装填量过大的问题，又解决了大型熔料箱加热负荷过大的问题，既降低了设备成本，又可快速安全保障试验运行。

其中，第一熔料罐10和第二熔料罐的形状相同，区别仅在于第二熔料罐的体积大于第一熔料罐10。

进一步地，所述液态金属连续进料系统还包括进料管20，所述第一熔料罐10的顶部设置有进料口，所述进料管20的端部穿过所述进料口并位于所述第一熔料罐10的底部。在第一次投料时，可不装载进料管20，直接将待熔金属通过进料口投入第一熔料罐10中，在第一批待熔金属熔化后，再装载进料管20，当第一熔料罐10内的液态金属流入到第二熔料罐后，再通过进料管20对待熔金属投放到第一熔料罐10内。可以理解的是，所述进料管20为金属件，所述进料管20的熔点比所述待熔金属的熔点高150-200℃。因此能够防止进料管20熔化，并且进料管20的下端部始终位于液态金属的液位之下。

另外，所述第一熔料罐10的顶部设置有进气口11，通过所述进气口11将保护气输入至所述第一熔料罐10内，以使所述第一熔料罐10内气压为0.05Mpa。所述液态金属连续进料系统还包括风机30，所述风机30与设置在所述第一熔料罐10上的出气口连通。

其中，所述第一熔料罐10中设置有液位检测传感器以检测所述第一熔料罐10中液态金属的液位，所述第一熔料罐10的底部设置有出料口12，所述出料口12处设置有阀门13。可通过液位检测传感器来检测第一熔料罐10中液态金属的液位高度。当第一熔料罐10内处于高液位时，开启出料口12的阀门13，待熔金属进入第二熔料罐，当第一熔料罐10内处于低液位时，关闭中出料口12的阀门13，开始通过进料管20往第一熔料罐10内投料，从而能够实现连续加料。

另外，本发明还提供一种液态金属连续进料方法，所述方法包括：

进料管20先不装配在第一熔料罐10上，通过投料口将待熔金属投入第一熔料罐10内。

开启风机30并且保护气进气，保证第一熔料罐10内气压为0.05Mpa。

开启第一熔料罐10的加热器，将第一熔料罐10内加热至待熔金属熔化。

装上进料管20，当第一熔料罐10内处于高液位时，开启出料口12的阀门13，待熔金属进入第二熔料罐。

当第一熔料罐10内处于低液位时，关闭中出料口12的阀门13，开始通过进料管20往第一熔料罐10内投料。

并根据第一熔料罐10内液位变化，交替投料、泄料。

在本技术方案中，既解决了常温固态金属加料难的问题，又解决了大型熔料箱配置大功率的电加热和设备内构件保护设施带来的加热不均匀和快速加热的难题，可以实现常温固态快速加热和均匀加热至液态金属。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种液态金属连续进料系统，其特征在于，所述液态金属连续进料系统包括第一熔料罐以及与所述第一熔料罐相连通的第二熔料罐，所述第一熔料罐和所述第二熔料罐均用于熔融待熔金属，所述第一熔料罐内的温度大于待熔金属熔点50-100℃，所述第二熔料罐内的温度比所述第一熔料罐内的温度高50-150℃。

2.根据权利要求1所述的液态金属连续进料系统，其特征在于，所述液态金属连续进料系统还包括进料管，所述第一熔料罐的顶部设置有进料口，所述进料管的端部穿过所述进料口并位于所述第一熔料罐的底部。

3.根据权利要求2所述的液态金属连续进料系统，其特征在于，所述进料管为金属件，所述进料管的熔点比所述待熔金属的熔点高150-200℃。

4.根据权利要求1所述的液态金属连续进料系统，其特征在于，所述第一熔料罐的顶部设置有进气口，通过所述进气口将保护气输入至所述第一熔料罐内，以使所述第一熔料罐内气压为0.05Mpa。

5.根据权利要求4所述的液态金属连续进料系统，其特征在于，所述液态金属连续进料系统还包括风机，所述风机与设置在所述第一熔料罐上的出气口连通。

6.根据权利要求1所述的液态金属连续进料系统，其特征在于，所述第一熔料罐中设置有液位检测传感器以检测所述第一熔料罐中液态金属的液位。

7.根据权利要求1所述的液态金属连续进料系统，其特征在于，所述第一熔料罐的底部设置有出料口，所述出料口处设置有阀门。

8.一种液态金属连续进料方法，其特征在于，所述方法包括：

进料管先不装配在第一熔料罐上，通过投料口将待熔金属投入第一熔料罐内。

开启风机并且保护气进气，保证第一熔料罐内气压为0.05Mpa。

开启第一熔料罐的加热器，将第一熔料罐内加热至待熔金属熔化。

装上进料管，当第一熔料罐内处于高液位时，开启出料口的阀门，待熔金属进入第二熔料罐。

当第一熔料罐内处于低液位时，关闭中出料口的阀门，开始通过进料管往第一熔料罐内投料。

并根据第一熔料罐内液位变化，交替投料、泄料。

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