一种液态碱金属-水蒸气界面反应速率的测量装置和测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液态碱金属‑水蒸气界面反应速率的测量装置和测试方法，其特征在于包括汽化混合段、过热段、旁通段、实验段和过滤测量段。通过可视化的拍摄，控制对流速度、初始温度和水蒸气浓度，以及对反应时间和H

A measuring device and method for the interfacial reaction rate of liquid alkali metal and water vapor

【技术实现步骤摘要】
一种液态碱金属-水蒸气界面反应速率的测量装置和测试方法
本专利技术涉及的是液态碱金属与水蒸气发生界面反应的传热传质实验领域，对反应现象如反应速率，温度峰值，界面特征，反应发展过程等特性的研究，涉及液态碱金属-水蒸气界面反应速率的测量装置和测试方法。
技术介绍
液态碱金属由于其低熔点、优良的导热能力等优点，常被作为反应堆的冷却剂使用。但其往往化学性质活泼，在蒸汽发生器(SG)中，破裂的传热管会导致液态碱金属与水的接触。加压水蒸气在SG管外的液态碱金属中形成湍流反应流，导致附近传热管的二次故障。液态碱金属与水蒸气射流两相界面之间的反应速率特性是关键因素。目前国际上对于液态碱金属-水蒸气界面反应速率的测量装置和方法都局限于研究反应形成的温度分布，但温度分布的变化是由界面反应速率和传热传质决定的，需要对该问题的化学反应速率进行定量评价。本专利技术通过液态碱金属-水蒸气两相界面可视化，可以研究反应的阶段、界面传质等物理特性。通过对反应时间和反应产物H2浓度的测量，计算界面反应速率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态碱金属-水蒸气界面反应速率的测量装置，包括汽化混合段、过热段、旁通段、实验段和过滤测量段；其特征在于：汽化混合段、过热段和旁通段提供混合气体；旁通段内设置有玻璃视盅和管内温度测点；汽化混合段包含多段折流板和不锈钢延伸管结构；管内温度测点为悬置于气流中的铠装热电偶；过热段出口安装有压力计；未达到实验标准的混合气体排放到旁通段，直至额定质量分数的混合气体参数稳定，质量分数的分辨率可以达到0.1％；实验段为带有加热的石英玻璃管；实验段上部的加热坩埚喷嘴出口收缩为微孔；正对坩埚喷嘴下方的反应皿内设置多个测量两相界面的温度测点；实验段下部的反应皿为适当尺寸的圆柱形结构并设置电加热丝；通过液态...

【技术特征摘要】
1.一种液态碱金属-水蒸气界面反应速率的测量装置，包括汽化混合段、过热段、旁通段、实验段和过滤测量段；其特征在于：汽化混合段、过热段和旁通段提供混合气体；旁通段内设置有玻璃视盅和管内温度测点；汽化混合段包含多段折流板和不锈钢延伸管结构；管内温度测点为悬置于气流中的铠装热电偶；过热段出口安装有压力计；未达到实验标准的混合气体排放到旁通段，直至额定质量分数的混合气体参数稳定，质量分数的分辨率可以达到0.1％；实验段为带有加热的石英玻璃管；实验段上部的加热坩埚喷嘴出口收缩为微孔；正对坩埚喷嘴下方的反应皿内设置多个测量两相界面的温度测点；实验段下部的反应皿为适当尺寸的圆柱形结构并设置电加热丝；通过液态碱金属加热坩埚和反应皿提供液态碱金属，控制反应初始温度并形成绝热边界；液态碱金属包括钠、锂、钠钾合金。


2.一种液态碱金属-水蒸气界面反应速率的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在氮气气体氛围下预热汽化混合段、过热段以及石英玻璃管至额定温度后，将过热段出口切换至旁通段并向汽化混合段通入液态水，直至该系统混合气体温度和稳定性达到实验要求；加热坩埚内液态碱金属达到初始温度并预热反应皿；
(2)将液态碱金属导入反应皿，液态碱金属温度稳定后向实验段通入不同质量分数的混合过热蒸汽；拍摄反应皿两相界面的物理变化，采集气体环境压力及两相界面附近的多点温度变化情况，采集产物氢气质量分数；
(3)通过分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智刚，王赟，吴琦，马耀龙，纪斌，李克亮，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23