一种高温碱金属热管冷态灌装系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高温碱金属热管冷态灌装系统及方法，包括碱金属切丝装置、密封手套箱、排气箱、液压夹断装置、净化装置、氩气气瓶、真空分子泵、气体阀门等部件；所述高温碱金属热管冷态灌装回路系统及方法可以实现高温碱金属工质的热管冷态灌装及不凝气体排出功能；本发明专利技术提供了一种适用于高温钠热管、钾热管、钠钾热管以及锂热管冷态灌装的通用方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高温碱金属热管冷态灌装系统及方法
本专利技术涉及热管设计制造
，具体涉及一种高温碱金属热管冷态灌装系统及方法。
技术介绍
高温碱金属热管是一种基于液体碱金属相变换热的先进非能动换热器件，具有等温性高、传热效率高、可靠性高等特点。高温碱金属热管因其优异的传热特性、良好的安全性、可靠性以及其非能动传热特性，使其在空间核反应堆中具有广阔的应用前景。高温碱金属热管的灌装技术是高温碱金属热管制造工艺中至关重要的一环。碱金属的纯度(>99％)、真空度(10-4<)、灌装量以及灌装技术对于热管的传热性能影响显著。目前，大传热功率、高等温性的高温碱金属热管制造工艺还不够成熟。总之，针对于高温碱金属热管简单易行的冷态灌装方法研究还未有相关现有技术见诸报道或公开。
技术实现思路
为避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种高温碱金属热管冷态灌装系统及方法，满足大传热功率、高等温性的高温碱金属热管研发制造的需求，具有简易可行、安全可靠、精准高效的优点。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高温碱金属热管冷态灌装系统，包括充氩气保护的密封手套箱1，密封手套箱1一端通过管线与氩气气瓶2连接，第一气体阀门3位于连接管线上用于控制氩气进入，密封手套箱1另一端与排空气的真空泵4连接；预制好的热管管壳5与碱金属储存罐6和碱金属切丝装置7连接，均位于充氩气保护的密封手套箱1中，在热管管壳5中罐装碱金属；罐装碱金属后的热管管壳5从密封手套箱1中取出，热管管壳5一端被电加热丝8包裹放置于排气箱9中，用于热管封装的液压夹断装置10放置于热管管壳5出口，热管管壳5出口分两路，分别通过管线与用于除去碱金属蒸汽的净化装置11和第二气体阀门12连接，第二气体阀门12通过管线与气体抽真空的真空分子泵13、真空度显示的真空计14以及防止碱金属碎屑进入真空分子泵13的过滤器15连接。所述碱金属储存罐6中的液态碱金属通过油封的形式防止其氧化；所述碱金属切丝装置7中的碱金属由氩气气瓶2中的氩气进行保护防止其氧化。所述热管管壳5置于密封手套箱1和排气箱9中，防止碱金属工质在罐装和排气过程中流出。碱金属罐装入热管管壳5后进行抽真空和热排气。所述一种高温碱金属热管冷态灌装系统的实验方法，灌装开始前，关闭第一气体阀门3，利用真空泵4对密封手套箱1进行抽真空，排出密封手套箱1中的空气；之后打开第一气体阀门3对密封手套箱1充氩气，待密封手套箱1充氩气保护后，通过人工操作将碱金属储存罐6中的固体碱金属送入碱金属切丝装置7切丝后再装入热管管壳5中；碱金属填装入热管管壳5后，将热管管壳5从密封手套箱1中取出，再将热管管壳5下端缠上电加热丝8放入到排气箱9中，先打开第二气体阀门12，再打开真空分子泵13，待真空计14读数达到预定真空度后，关闭第二气体阀门12，通过电加热丝8加热热管管壳7，待碱金属融化，碱金属蒸汽携带不凝气体进入净化装置11，排气完成后再利用液压夹断装置10对热管管壳5出口进行液压密封，完成高温碱金属热管的封装制造。能够实现高温钠热管、钾热管、钠钾热管以及锂热管的冷态灌装。能够实现高温钠热管、钾热管、钠钾热管以及锂热管的冷态灌装。和现有技术相比较，本专利技术具备如下优点：1)本专利技术目的是针对大传热功率热管的研发制造需求，提出一种高温碱金属热管冷态灌装系统及方法，相比于碱金属热管热灌装系统结构更加简单，降低了系统的技术难度，避免采用液态金属回路提高了操作的安全性。2)本专利技术提出一种可以用于高温钠热管、高温钾热管、高温钠钾热管、高温锂热管灌装的通用冷态灌装方法，可以实现高温碱金属热管的批量灌装。附图说明图1为本专利技术一种高温碱金属热管冷态灌装系统示意图。具体实施方式下面结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：如图1所示，本专利技术提出一种高温碱金属热管冷态灌装系统，包括充氩气保护的密封手套箱1，密封手套箱1一端通过管线与氩气气瓶2连接，第一气体阀门3位于连接管线上用于控制氩气进入，密封手套箱1另一端与排空气的真空泵4连接；预制好的热管管壳5与碱金属储存罐6和碱金属切丝装置7连接，均位于充氩气保护的密封手套箱1中，在热管管壳5中罐装碱金属；罐装碱金属后的热管管壳5从密封手套箱1中取出，热管管壳5一端被电加热丝8包裹放置于排气箱9中，用于热管封装的液压夹断装置10放置于热管管壳5出口，热管管壳5出口分两路，分别通过管线与用于除去碱金属蒸汽的净化装置11和第二气体阀门12连接，第二气体阀门12通过管线与气体抽真空的真空分子泵13、真空度显示的真空计14以及防止碱金属碎屑进入真空分子泵13的过滤器15连接。作为本专利技术的优选实施方式，所述碱金属储存罐6中的液态碱金属通过油封的形式防止其氧化；所述碱金属切丝装置7中的碱金属由氩气气瓶2中的氩气进行保护防止其氧化。所述热管管壳5置于密封手套箱1和排气箱9中，防止碱金属工质在罐装和排气过程中流出。碱金属罐装入热管管壳5后进行抽真空和热排气。本专利技术一种高温碱金属热管冷态灌装系统的实验方法，灌装开始前，关闭第一气体阀门3，利用真空泵4对密封手套箱1进行抽真空，排出密封手套箱1中的空气；之后打开第一气体阀门3对密封手套箱1充氩气，待密封手套箱1充氩气保护后，通过人工操作将碱金属储存罐6中的固体碱金属送入碱金属切丝装置7切丝后再装入热管管壳5中；碱金属填装入热管管壳5后，将热管管壳5从密封手套箱1中取出，再将热管管壳5下端缠上电加热丝8放入到排气箱9中，先打开第二气体阀门12，再打开真空分子泵13，待真空计14读数达到预定真空度后，关闭第二气体阀门12，通过电加热丝8加热热管管壳7，待碱金属融化，碱金属蒸汽携带不凝气体进入净化装置11，排气完成后再利用液压夹断装置10对热管管壳5出口进行液压密封，完成高温碱金属热管的封装制造。本专利技术方法能够实现高温钠热管、钾热管、钠钾热管以及锂热管的冷态灌装。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温碱金属热管冷态灌装系统，其特征在于：包括充氩气保护的密封手套箱(1)，密封手套箱(1)一端通过管线与氩气气瓶(2)连接，第一气体阀门(3)位于连接管线上用于控制氩气进入，密封手套箱(1)另一端与排出空气的真空泵(4)连接；预制好的热管管壳(5)与碱金属储存罐(6)和碱金属切丝装置(7)连接，均位于充氩气保护的密封手套箱(1)中，在热管管壳(5)中罐装碱金属；罐装碱金属后的热管管壳(5)从密封手套箱(1)中取出，热管管壳(5)一端被电加热丝(8)包裹放置于用于不凝气体排出的排气箱(9)中，用于热管封装的液压夹断装置(10)放置于热管管壳(5)出口，热管管壳(5)出口分两路，分别通过管线与用于除去碱金属蒸汽的净化装置(11)和第二气体阀门(12)连接，第二气体阀门(12)通过管线与气体抽真空的真空分子泵(13)、真空度显示的真空计(14)以及防止碱金属碎屑进入真空分子泵(13)的过滤器(15)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温碱金属热管冷态灌装系统，其特征在于：包括充氩气保护的密封手套箱(1)，密封手套箱(1)一端通过管线与氩气气瓶(2)连接，第一气体阀门(3)位于连接管线上用于控制氩气进入，密封手套箱(1)另一端与排出空气的真空泵(4)连接；预制好的热管管壳(5)与碱金属储存罐(6)和碱金属切丝装置(7)连接，均位于充氩气保护的密封手套箱(1)中，在热管管壳(5)中罐装碱金属；罐装碱金属后的热管管壳(5)从密封手套箱(1)中取出，热管管壳(5)一端被电加热丝(8)包裹放置于用于不凝气体排出的排气箱(9)中，用于热管封装的液压夹断装置(10)放置于热管管壳(5)出口，热管管壳(5)出口分两路，分别通过管线与用于除去碱金属蒸汽的净化装置(11)和第二气体阀门(12)连接，第二气体阀门(12)通过管线与气体抽真空的真空分子泵(13)、真空度显示的真空计(14)以及防止碱金属碎屑进入真空分子泵(13)的过滤器(15)连接。


2.根据权利要求1所述一种高温碱金属热管冷态灌装系统，其特征在于：所述碱金属储存罐(6)中的液态碱金属通过油封的形式防止其氧化；所述碱金属切丝装置(7)中的碱金属由氩气气瓶(2)中的氩气进行保护防止其氧化。


3.根据权利要求1所述一种高温碱金属热管冷态灌装系统，其特征在于：所述热管管壳(5)置于密封手套箱(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，代智文，苏光辉，张大林，田文喜，秋穗正，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61