用于检测冷阱净化性能的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于检测冷阱净化性能的方法及系统，所述方法包括：在纯净液态钠中引入杂质；检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值；当达到所述第一预设值时，利用冷阱对液态钠进行净化，并实时检测流入冷阱的液态钠中杂质的第一含量和从冷阱流出的液态钠中杂质的第二含量；以及基于所述第一含量和所述第二含量，评估冷阱的净化性能。

Method and system for testing the purification performance of cold trap

【技术实现步骤摘要】
用于检测冷阱净化性能的方法及系统
本专利技术的实施例涉及核工程
，特别涉及一种用于检测冷阱净化性能的方法及系统。
技术介绍
在钠冷快堆中，采用液态钠作为冷却剂对堆芯进行换热。液态钠中存在的金属杂质和非金属杂质对传热性能、材料性能、核性能等有害，甚至会影响到反应堆的安全运行。例如，杂质氧会加速钠对组件包壳和结构材料的腐蚀，导致其机械性能发生改变；并且，杂质氧的化合物和杂质钙的化合物在钠中沉淀，会导致流道堵塞，影响燃料组件和热交换器的传热性能；此外，杂质钾在辐照条件下会发生中子活化反应，产生放射性同位素41Ar，增加钠的覆盖气体的放射性。因此，有必要对入堆核级钠、一回路钠和二回路钠中杂质的质量进行监控。为满足对液态钠的纯度要求，通常在反应堆或钠回路上采用冷阱对液态钠中的杂质进行净化。冷阱的净化性能指标包括净化速率、捕集能力和杂质容量，不同结构型式的冷阱具有不同的净化性能指标，这些指标是钠冷快堆一、二回路钠净化系统设置冷阱数量的依据。因此，有必要对冷阱的净化性能进行检测，以便针对不同应用情况选择不同型式和不同数量的冷阱。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于检测冷阱净化性能的方法及系统，以解决上述技术问题中的至少一个方面。根据本专利技术的一个方面，提出一种用于检测冷阱净化性能的方法，包括：在纯净液态钠中引入杂质；检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值；当达到所述第一预设值时，利用冷阱对液态钠进行净化，并实时检测流入冷阱的液态钠中杂质的第一含量和从冷阱流出的液态钠中杂质的第二含量；以及基于所述第一含量和所述第二含量，评估冷阱的净化性能。根据一些实施方式，所述在纯净液态钠中引入杂质包括：在纯净液态钠中加入预设量的固体过氧化钠。根据一些实施方式，所述检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值包括：使得液态钠沿第一回路流动，利用第一测量单元检测所述第一回路中的液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值。根据一些实施方式，所述实时检测所述第一含量和所述第二含量包括：使得液态钠沿第二回路流动，利用所述第一测量单元检测所述第二回路中的液态钠中杂质的所述第一含量，以及利用第二测量单元检测所述第二回路中的液态钠中杂质的所述第二含量。根据一些实施方式，通过打开或关闭切换阀门来对所述第一回路和所述第二回路进行切换。根据一些实施方式，基于所述第二含量达到第二预设值，完成一个周期的检测。根据一些实施方式，所述方法还包括：对冷阱净化性能进行多个周期的持续检测。根据一些实施方式，还包括：基于所述第一含量和所述第二含量，计算所述冷阱收集到的杂质量，并基于所述杂质量评估所述冷阱的捕集能力。根据一些实施方式，还包括：对流入所述冷阱的液态钠进行换热处理，使其达到第一预设温度；以及对从所述冷阱流出的液态钠进行换热处理，使其达到第二预设温度。根据本专利技术的另一方面，提出一种用于检测冷阱净化性能的系统，包括：储存单元，设置为储存液态钠，所述液态钠从所述储存单元流出，经过第一回路或第二回路流回所述储存单元；加料单元，设置为向所述储存单元内投放添加物，以在液态钠中引入杂质；冷阱，设置在所述第二回路上，用于对引入杂质后的液态钠进行净化；第一测量单元，设置为：检测所述第一回路中的液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值，以及实时检测所述第二回路中流入冷阱的液态钠中杂质的第一含量；以及第二测量单元，设置为实时检测所述第二回路中从冷阱流出的液态钠中杂质的第二含量；其中，所述冷阱设置为：当所述第一回路中杂质的含量达到所述第一预设值时，开始对所述第二回路中的液态钠进行净化。根据一些实施方式，还包括切换阀门，用于对所述第一回路和所述第二回路进行切换。根据一些实施方式，还包括设置在所述第二回路上的换热单元，设置为：对流入所述冷阱的液态钠进行换热处理，使其达到第一预设温度；以及对从所述冷阱流出的液态钠进行换热处理，使其达到第二预设温度。根据一些实施方式，所述第一测量单元包括阻塞计，所述第二测量单元包括阻塞计。根据一些实施方式，所述添加物包括固体过氧化钠。在根据本专利技术的实施例的用于检测冷阱净化性能的方法中，通过在纯净液态钠中引入杂质并检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值，能够模拟钠冷快堆中液态钠的杂质情况，为冷阱的净化提供试验条件。通过实时检测所述第一含量和所述第二含量，有利于了解进出冷阱的液态钠中杂质含量的实时变化情况，从而能够评估冷阱的净化速率等性能指标。附图说明通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于检测冷阱净化性能的方法的流程图；以及图2示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于检测冷阱净化性能的系统的示意图。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。图1示出了根据本专利技术的一个示例性实施例的用于检测冷阱净化性能的方法的流程图，如图1所示，所述方法包括以下步骤：步骤S1，在纯净液态钠中引入杂质；步骤S2，检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值；步骤S3，当达到所述第一预设值时，利用冷阱对液态钠进行净化，并实时检测流入冷阱的液态钠中杂质的第一含量和从冷阱流出的液态钠中杂质的第二含量；以及步骤S4，基于所述第一含量和所述第二含量，评估冷阱的净化性能。在根据本专利技术的实施例的用于检测冷阱净化性能的方法中，通过在纯净液态钠中引入杂质并检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值，能够模拟钠冷快堆中液态钠的杂质情况，为冷阱的净化提供试验条件。通过实时检测所述第一含量和所述第二含量，有利于了解进出冷阱的液态钠中杂质含量的实时变化情况，从而能够评估冷阱的净化速率等性能指标。所述纯净液态钠是核级钠，核级钠纯度高，具有高于多数金属的比热和良好的导热性能，能够适应反应堆的特殊条件，是理想的冷却剂。可以通过向纯净液态钠中投放添加物来引入杂质，添加物在纯净液态钠中需要一定的溶解时间和反应时间，因此可以通过检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值来判断溶解过程和反应过程是否已经充分进行。可以根据试验需求来加入预设量的添加物以使杂质含量达到一定值，所述第一预设值可以是钠冷快堆中液态钠的杂质含量。可以通过改变添加物的加入量来改变得到的杂质含量。在一个实施例中，所述在纯净液态钠中引入杂质可以包括：在纯净液态钠中加入预设量的固体过氧化钠。固体过氧化钠和液态钠在一定温度下反应生成氧化钠，从而能够保证液态钠中杂质氧的存在形式与钠冷快堆的钠中杂质氧的存在形式具有一致性。通过加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测冷阱净化性能的方法，包括：/n在纯净液态钠中引入杂质；/n检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值；/n当达到所述第一预设值时，利用冷阱对液态钠进行净化，并实时检测流入冷阱的液态钠中杂质的第一含量和从冷阱流出的液态钠中杂质的第二含量；以及/n基于所述第一含量和所述第二含量，评估冷阱的净化性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于检测冷阱净化性能的方法，包括：
在纯净液态钠中引入杂质；
检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值；
当达到所述第一预设值时，利用冷阱对液态钠进行净化，并实时检测流入冷阱的液态钠中杂质的第一含量和从冷阱流出的液态钠中杂质的第二含量；以及
基于所述第一含量和所述第二含量，评估冷阱的净化性能。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在纯净液态钠中引入杂质包括：
在纯净液态钠中加入预设量的固体过氧化钠。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值包括：
使得液态钠沿第一回路流动，利用第一测量单元检测所述第一回路中的液态钠中杂质的含量是否达到第一预设值。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实时检测所述第一含量和所述第二含量包括：
使得液态钠沿第二回路流动，利用所述第一测量单元检测所述第二回路中的液态钠中杂质的所述第一含量，以及利用第二测量单元检测所述第二回路中的液态钠中杂质的所述第二含量。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过打开或关闭切换阀门来对所述第一回路和所述第二回路进行切换。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第二含量达到第二预设值，完成一个周期的检测。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对冷阱净化性能进行多个周期的持续检测。


8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述第一含量和所述第二含量，计算所述冷阱收集到的杂质量，并基于所述杂质量评估所述冷阱的捕集能力。


9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢淳，王景春，李煦，申凤阳，禹春利，徐迟，王明政，惠媛媛，赵展，李文龙，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11