一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于铅基反应堆领域冷却剂工艺和安全技术领域，具体涉及一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法。该装置包括：上端敞口的容器；盖在所述容器的敞口上的盖板；设置在所述盖板下方的筒状壳体，所述壳体的下部中间设置有中间隔板；固定在所述盖板上的出气管道，所述出气管道的下端与所述壳体内连通，所述出气管道的上端依次连通设置有吸除H

【技术实现步骤摘要】
一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法
本专利技术属于铅基反应堆领域冷却剂工艺和安全
，具体涉及一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法。
技术介绍
在铅基反应堆中，除Po和氧控是分离的两个功能。在除Po方面，美国麻省理工学院(MIT)采用H2Po气体分离法来去除液态铅铋中Po，通过一个含液态Pbbi和PbPo容器内注入氢气，另外一个容器进行冷却气体，最后通往捕集器，但未考虑注入氢气导致铅铋流体中氧气浓度急剧下降，进而导致堆内构件腐蚀加剧的问题。美国INEEL国家实验室建立熔盐法除Po实验装置，采用熔融的NaOH与PbPo反应来除Po，但在含Po铅铋冷却剂中引入了新的杂质NaOH等，影响反应堆后期运行。在氧控方面，气相氧控和氧控装置在国际上应用比较广泛，主要通过注入氧气、固相陶瓷配合氧传感器实现氧气控制，包括德国、意大利、日本、中国等，在铅铋实验回路平台、材料腐蚀平台等实验平台上实现技术应用。综上所述，目前铅基反应堆领域的除Po设计比较复杂，占用反应堆体积，且尚未考虑含Po铅铋冷却剂中的氧控问题和带来的杂质问题。因此，目前尚不存在一种一体化的同时具有除Po和氧控双重功能装置。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法。本专利技术所提供的技术方案如下：一种一体化除Po和氧控的装置，包括：上端敞口的容器；盖在所述容器的敞口上的盖板；设置在所述盖板下方的筒状壳体，所述壳体的开口朝下设置，所述壳体的底板与所述盖板固定连接，所述壳体的下部中间设置有中间隔板；固定在所述盖板上的出气管道，所述出气管道的下端依次贯穿所述盖板和所述壳体的底板，并与所述壳体内连通，所述出气管道的上端依次连通设置有吸除H2Po气体装置；固定在所述盖板上的氢气注入管道，其下端依次贯穿所述盖板和所述壳体的底板，并伸入到所述中间隔板的一侧，其上端连通有氢气气源；固定在所述壳体内的氧控装置，其位于所述中间隔板的另一侧。基于上述技术方案所提供的一体化除Po和氧控的装置，在中间隔板的两侧分别形成了含Po铅铋冷却剂的上升通道和下降通道。在上升通道设置有注氢气管道，既能够除Po，又可以提供铅铋向上流动的动力。而铅铋向上流动的动力又确保了下降通道内铅铋向下流动。进一步在下降通道设置氧控装置，可以有效解决除Po过程中氧气被氢气消耗的问题。该技术方案通过双通道的设计实现了除Po和氧控的一体化。进一步的，所述氧控装置包括：固定在所述壳体内的两端封闭的不锈钢筒，所述不锈钢筒竖向设置，其上底连通有进液管，其内部填充有氧化铅小球，其下底连通有出液管，并且，所述出液管的口径小于氧化铅小球的粒径，所述进液管的上端高度低于所述中间隔板的上沿高度。基于上述技术方案，可以通过氧化铅的质量交换来实现对含Po铅铋冷却剂的补氧。且氧化铅被限制在不锈钢筒中内，不会落入到含Po铅铋冷却剂中。进一步的，所述进液管的侧壁还设置有侧进液口，其低于所述中间隔板的上沿。基于上述技术方案，侧进液口便于从上升通道过来的含Po铅铋冷却剂能顺利的流入到不锈钢筒内。进一步的，所述不锈钢筒通过若干固定连接件固定到所述的壳体内。基于上述技术方案，可以方便的实现不锈钢筒的固定。进一步的，所述中间隔板的下端伸出所述壳体，并向远离所述氧控装置的一边弯折并水平延伸出，对应的，所述壳体远离所述氧控装置的侧壁的下端向远离所述氧控装置的一边弯折并水平延伸，两处延伸部位之间形成了水平的氢气进入通道，所述氢气注入管道的下端伸入到所述氢气进入通道中。基于上述技术方案，便于实现上升通道中进入的含Po铅铋冷却剂为未除Po的部分。进一步的，所述吸除H2Po气体装置包括依次连通设置的冷却器、气体压缩机和碱性过滤器，所述冷却器连通所述出气管道。基于上述技术方案，可以稳定的实现吸除H2Po。并且，可通过控制氢气注入管道的注氢速率和气体压缩机的速率来调节除Po的速率。NaOH碱性过滤器定期更换即可，便于维护。具体的，盖板上可设置有盖帽的注气孔，用于注入保护气体。本专利技术还提供了一种除Po的方法，采用本专利技术所提供的一体化除Po和氧控的装置进行，包括以下步骤：1)向容器内注入含Po铅铋冷却剂，至液面高于所述中间隔板的上沿，然后再含Po铅铋冷却剂液面上覆盖保护气体；2)打开氢气气源，通过所述氢气注入管道向所述容器内的含Po铅铋冷却剂中注入氢气，在所述容器内反应产生H2Po气体；3)启动所述吸除H2Po气体装置，吸出并除去H2Po气体；4)吸除H2Po气体过程中，氧控装置一侧的含Po铅铋冷却剂向下流动，流动过程中，氧控装置对含Po铅铋冷却剂补氧。基于上述技术方案，可以通过本专利技术所提供的一体化除Po和氧控的装置在控氧的情况下有效的除Po。如果盖板上设置注气孔，可通过注气孔注入保护气体，注入好后用塞子密封。如果盖板上不设置注气孔，可将盖板在盖上后留一定的缝隙，并通过缝隙注气孔注入保护气体，注入好后将盖子盖好即可。铅铋冷却剂使用3到6个月后可再进行除Po处理。进一步的，调整所述氢气气源的注氢速率来调整产生H2Po气体的速率。基于上述技术方案，可以方便的实现H2Po气体产生的速率的调节。进一步的，调整所述吸除H2Po气体装置的吸除速率来调整除Po的速率。基于上述技术方案，可以方便的实现除Po的速率的调节。每次运行的时间为1到2天。本专利技术与现有技术相比的优点在于：1)结构集成紧凑。通过设计双通道的空间设计，在上升通道设置注氢气管道，既能够除Po，又可以提供铅铋向上流动的动力，在下降通道设置氧控装置，解决除Po过程中氧气被氢气消耗的问题，并无额外占用很多空间，具有集成紧凑的优势。2)可靠性高。将氢气直接注入局部通道的含Po铅铋冷却剂中，通过化学反应产生H2Po气体，H2Po气体上浮到上部狭小空间，通过压缩机将H2Po气体一起冲入H2Po碱性过滤器中，通过化学反应除去H2Po，实现了铅铋中Po的移除，最大限度提高了系统的可靠性。3)经济性好。通过集成紧凑的设计，同时实现了除Po和氧控的小型化设计，除Po系统结构简单、小巧、部件少，具有经济性好的优势。综上所述，本专利技术具有非能动性、可靠性高、超小型、经济性高的优势。附图说明图1是本专利技术所提供的一体化除Po和氧控的装置的结构示意图。附图1中，各标号所代表的结构列表如下：1、容器，2、含Po铅铋冷却剂，3、中间隔板，4、壳体，5、氧控装置，6、保护气体，7、碱性过滤器，8、气体压缩机，9、冷却器，10、出气管道，11、氢气注入管道，12、不锈钢筒，13、侧进液口。具体实施方式以下对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。需要说明的是，当一个零件或组件被认为是“连接”、“位于”、“装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化除Po和氧控的装置，其特征在于，包括：/n上端敞口的容器(1)；/n盖在所述容器(1)的敞口上的盖板；/n设置在所述盖板下方的筒状壳体(4)，所述壳体(4)的开口朝下设置，所述壳体(4)的上端板与所述盖板固定连接，所述壳体(4)的下部中间竖直设置有中间隔板(3)；/n固定在所述盖板上的出气管道(10)，所述出气管道(10)的下端依次贯穿所述盖板和所述壳体(4)的上端板，并与所述壳体(4)内连通，所述出气管道(10)的上端连通设置有吸除H

【技术特征摘要】
1.一种一体化除Po和氧控的装置，其特征在于，包括：
上端敞口的容器(1)；
盖在所述容器(1)的敞口上的盖板；
设置在所述盖板下方的筒状壳体(4)，所述壳体(4)的开口朝下设置，所述壳体(4)的上端板与所述盖板固定连接，所述壳体(4)的下部中间竖直设置有中间隔板(3)；
固定在所述盖板上的出气管道(10)，所述出气管道(10)的下端依次贯穿所述盖板和所述壳体(4)的上端板，并与所述壳体(4)内连通，所述出气管道(10)的上端连通设置有吸除H2Po气体装置；
固定在所述盖板上的氢气注入管道(11)，其下端依次贯穿所述盖板和所述壳体(4)的底板，并伸入到所述中间隔板(3)的一侧，其上端用于连通氢气气源；
固定在所述壳体(4)内的氧控装置(5)，其位于所述中间隔板(3)的另一侧。


2.根据权利要求1所述的一体化除Po和氧控的装置，其特征在于，所述氧控装置(5)包括固定在所述壳体(4)内封闭的不锈钢筒(12)，所述不锈钢筒(12)竖向设置，其上端连通有进液管，其内部填充有氧化铅小球，其下端板连通有出液管，并且，所述出液管的管径小于氧化铅小球的粒径，所述进液管上端的高度低于所述中间隔板(3)上沿的高度。


3.根据权利要求2所述的一体化除Po和氧控的装置，其特征在于：所述进液管的侧壁上还设置有侧进液口(13)。


4.根据权利要求2所述的一体化除Po和氧控的装置，其特征在于：所述不锈钢筒(12)通过若干固定连接件固定到所述的壳体(4)内。


5.根据权利要求1至4任一所述的一体化除Po和氧控的装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：国科中子能青岛研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37