电磁式熔盐蒸发方法技术

本发明专利技术提供一种电磁式熔盐蒸发方法，应用电磁式熔盐蒸发器，该电磁式熔盐蒸发器包括一蒸发腔体、一熔盐蒸发体和一电磁感应线圈，电磁感应线圈环绕于该熔盐蒸发体，该熔盐蒸发体内具有一熔盐蒸发管，该电磁式熔盐蒸发方法包括以下步骤：S1：开启该气体压缩制冷机，以使得制冷气体循环于该气体流道；S2：使用该电磁感应线圈为该熔盐蒸发管预热至温度大于1000℃；S3：向该熔盐蒸发管的熔盐进液口注入熔盐，并且从该熔盐出液口回收液态熔盐。在制冷步骤S1中，通过使用带有气体流道的电磁感应线圈和气体压缩制冷机，该电磁式熔盐蒸发方法具有制冷效果稳定，且不会沉积污垢的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及熔盐蒸馏领域，特别涉及一种电磁式熔盐蒸发方法。
技术介绍
目前熔盐或熔盐炉的加热主要是应用于工业中的传热系统，所需要的温度条件比较温和，一般在几百摄氏度左右，加热手段可以通过燃煤加热、电阻炉加热等。其中燃煤加热能耗高，电阻炉加热升温缓慢，加热效率低。熔盐反应堆中的熔盐载体通常为氟盐，本身具有很强的腐蚀性，遇水后腐蚀性则更强，很容易腐蚀设备。对于核电工业，安全性要求苛刻，有必要杜绝一切隐患，所以要求涉及熔盐的设备环境为无水环境。蒸馏技术是回收载体熔盐的有效手段之一。蒸馏熔盐需要很高的温度，甚至上千度，而且需要真空环境。由于真空条件下，热传导效率降低，这样电阻加热的方式热效率进一步降低。为了解决电阻加热方式低效率的问题，人们研发出了大功率和高效率的电磁感应加热方法。然而，现有的电磁感应加热方法存在以下技术问题：第一、水冷管道长时间使用后会形成水垢，粘附于水冷管道的内壁上，不仅难以清除，而且影响制冷效果，工作时电磁线圈温度较高，影响线圈使用寿命；第二、存在放电现象，真空条件下(约100Pa)蒸发腔体内存在电弧放电现象，容易导致线圈被击穿而损坏仪器。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的电磁感应加热方法因水冷管道容易沉积水垢而影响制冷效果的缺陷，提供一种电磁式熔盐蒸发方法，该电磁式熔盐蒸发方法具有制冷效果稳定，且不会产生水垢的优点，并且能够制备纯度较高的熔盐。<br>本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种电磁式熔盐蒸发方法，应用电磁式熔盐蒸发器，该电磁式熔盐蒸发器包括一蒸发腔体、一熔盐蒸发体和一电磁感应线圈，电磁感应线圈环绕于该熔盐蒸发体，该熔盐蒸发体内具有一熔盐蒸发管，其特点在于，该电磁感应线圈为金属空心管，该金属空心管内部形成气体流道，该电磁式熔盐蒸发器还包括一个气体压缩制冷机，该气体压缩制冷机与该些气体流道相互连通，该电磁式熔盐蒸发方法包括以下步骤：S1：开启该气体压缩制冷机，以使得制冷气体循环于该气体流道；S2：使用该电磁感应线圈为该熔盐蒸发管预热至温度大于1000℃；S3：向该熔盐蒸发管的熔盐进液口注入熔盐，并且从该熔盐出液口回收液态熔盐。该气体压缩制冷机气体流量可以为1～5L/min。较佳地，该电磁式熔盐蒸发器包括至少一陶瓷材质的保护支架，该些保护支架套设于该熔盐蒸发体外，该电磁感应线圈环绕且固定于该些保护支架上。市面上保护支架的材质为有机橡胶，在高温、真空环境下容易挥发，造成熔盐污染，本专利技术通过选用陶瓷材料制作保护支架避免了高温挥发和熔盐污染。另外，熔盐蒸发体为电磁感应材料，如石墨或金属镍，在1～200Pa的真空中通过电磁感应加热蒸发体，蒸发体通过接触传热加热熔盐，蒸发温度最高为1200℃。较佳地，该电磁式熔盐蒸发器包括两个电磁感应线圈，该些电磁感应线圈的气体流道的进气口均与该气体压缩制冷机的排气口相互连通，该些电磁感应线圈的气体流道的出气口均与该气体压缩制冷机的回气口相互连通。电磁感应线圈环绕于熔盐蒸发体，加热时线圈工作电压为50～100V，工作电流为100～500A。较佳地，从该些气体流道的进气口到该些气体流道的出气口，该些气体流道的内径逐渐减小。较佳地，该气体流道内设置有绝缘导热网，该气体压缩制冷机与该些气体流道内循环有氮气或氦气。绝缘导热网能够将电磁感应线圈内的热量导出，并增加与低温氮气或低温氦气的接触面积，以便充分回收热量。较佳地，该蒸发腔体包括一个主腔体和位于该主腔体两端的两个密封端盖，该些密封端盖和该主腔体通过法兰密封连接。较佳地，该些密封端盖、该主腔体的两侧和该法兰之间的密封处均设置有金属密封圈，该电磁感应线圈与该主腔体的接触处均设置有聚四氟乙烯材质的密封圈。通过采用金属密封圈和法兰密封紧固密封，能够将主腔体抽取至真空度低于0.1托(torr)，增加了熔盐蒸发速率，为了防止电磁式熔盐蒸发器的线圈被击穿，降低放电概率，加热器采用低电压、大电流的工作模式，工作电压在100V以内，工作电流可达500A，为了达到如此大的电流，连接导线改用大截面而且长度短的金属板。较佳地，该电磁式熔盐蒸发器还包括一个压力探测器和一个真空泵，该真空泵用于为该蒸发腔体抽真空，该压力探测器用于检测该蒸发腔体的真空度，该步骤S1、该步骤S2和该步骤S3均是在抽真空的状态下进行的。由于针对的熔盐体系是氟盐或者氯盐，遇水后腐蚀性大大增强，尤其是在高温条件下，所以万一腔体内的线圈漏水，遇盐蒸汽后将严重腐蚀设备，是一个安全隐患，因此有必要使用气体冷却线圈。较佳地，该电磁感应线圈和该熔盐蒸发体之间设置有一热屏蔽层，该热屏蔽层的材质为陶瓷材料，该熔盐蒸发体的材质为石墨、钼或镍。陶瓷材料不仅绝热性能好，而且也不会影响涡旋电磁场对熔盐蒸发体的加热。较佳地，该熔盐蒸发体内设置有至少一个热电偶。本专利技术的积极进步效果在于：在制冷步骤S1中，通过使用带有气体流道的电磁感应线圈和气体压缩制冷机，该电磁式熔盐蒸发方法具有制冷效果稳定，且不会沉积污垢的优点。附图说明图1为本专利技术较佳实施例的电磁式熔盐蒸发器的结构示意图。图2为本专利技术较佳实施例的电磁式熔盐蒸发器的层状结构示意图。附图标记说明：蒸发腔体：1   电磁感应线圈：2热屏蔽层：3   熔盐蒸发体：4热电偶：5     压力探测器：6保护支架：7   熔盐蒸发管：8熔盐进液口：9 熔盐出液口：10真空泵：11    法兰：12变频电源：13  气体压缩制冷机：14气体流道：15  密封端盖：16具体实施方式下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本专利技术。本实施例的电磁式熔盐蒸发器的结构如下：请结合图1-2予以理解，本实施例提供一种电磁式熔盐蒸发器，包括一蒸发腔体1、两个电磁感应线圈2、一熔盐蒸发体4和至少一陶瓷材质的保护支架7。该些保护支架7套设于该熔盐蒸发体4外，该熔盐蒸发体4内具有一熔盐蒸发管8，该电磁感应线圈2环绕且固定于该些保护支架7上。该电磁感应线圈2为金属空心管，该金属空心管内部形成气体流道15，该电磁式熔盐蒸发器还包括一个气体压缩制冷机14，该些电磁感应线圈2的气体流道15的进气口均与该气体压缩制冷机14的排气口相互连通，该些电磁感应线圈2的气体流道15的出气口均与该气体压缩制冷机14的回气口相互连通。该气体流道15内设置有绝缘导热网，研发人员可以根据具体需要选择绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁式熔盐蒸发方法，应用电磁式熔盐蒸发器，该电磁式熔盐蒸发器包括一蒸发腔体、一熔盐蒸发体和一电磁感应线圈，电磁感应线圈环绕于该熔盐蒸发体，该熔盐蒸发体内具有一熔盐蒸发管，其特征在于，该电磁感应线圈为金属空心管，该金属空心管内部形成气体流道，该电磁式熔盐蒸发器还包括一个气体压缩制冷机，该气体压缩制冷机与该些气体流道相互连通，该电磁式熔盐蒸发方法包括以下步骤：S1：开启该气体压缩制冷机，以使得制冷气体循环于该气体流道；S2：使用该电磁感应线圈为该熔盐蒸发管预热至温度大于1000℃；S3：向该熔盐蒸发管的熔盐进液口注入熔盐，并且从该熔盐出液口回收液态熔盐。

【技术特征摘要】
1.一种电磁式熔盐蒸发方法，应用电磁式熔盐蒸发器，该电磁式熔盐
蒸发器包括一蒸发腔体、一熔盐蒸发体和一电磁感应线圈，电磁感应线圈环
绕于该熔盐蒸发体，该熔盐蒸发体内具有一熔盐蒸发管，其特征在于，该电
磁感应线圈为金属空心管，该金属空心管内部形成气体流道，该电磁式熔盐
蒸发器还包括一个气体压缩制冷机，该气体压缩制冷机与该些气体流道相互
连通，该电磁式熔盐蒸发方法包括以下步骤：
S1：开启该气体压缩制冷机，以使得制冷气体循环于该气体流道；
S2：使用该电磁感应线圈为该熔盐蒸发管预热至温度大于1000℃；
S3：向该熔盐蒸发管的熔盐进液口注入熔盐，并且从该熔盐出液口回收
液态熔盐。
2.如权利要求1所述的电磁式熔盐蒸发方法，其特征在于，该电磁式
熔盐蒸发器包括至少一陶瓷材质的保护支架，该些保护支架套设于该熔盐蒸
发体外，该电磁感应线圈环绕且固定于该些保护支架上。
3.如权利要求1所述的电磁式熔盐蒸发方法，其特征在于，该电磁式
熔盐蒸发器包括两个电磁感应线圈，该些电磁感应线圈的气体流道的进气口
均与该气体压缩制冷机的排气口相互连通，该些电磁感应线圈的气体流道的
出气口均与该气体压缩制冷机的回气口相互连通。
4.如权利要求1所述的电磁式熔盐蒸发方法，其特征在于，从该些气
体流道的进气口...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，窦强，付海英，耿俊霞，王子豪，李晴暖，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31