一种氧含量控制装置及反应系统制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种氧含量控制装置及反应系统，涉及核工程及核技术领域，将反应堆与氧含量控制装置关联，实现了氧含量控制装置对铅铋冷却剂中溶解氧含量的控制，保持了铅铋冷却剂对结构材料持续的钝化能力，防止材料腐蚀，保证反应堆的安全运行。该氧含量控制装置包括壳体、驱动件和氧控反应件，其中，壳体内形成有反应腔，壳体具有插入端，插入端与反应堆连通，插入端上设置有吸入口和排出口，吸入口和排出口均与反应腔连通；驱动件设置在壳体上，用于将反应堆内的铅铋冷却剂从吸入口驱动到反应腔内；氧控反应件设置在反应腔内。该氧含量控制装置用于对铅铋冷却剂内的氧含量进行调节。行调节。行调节。

【技术实现步骤摘要】
一种氧含量控制装置及反应系统


[0001]本申请涉及但不限于核工程及核
，尤其涉及一种氧含量控制装置及反应系统。

技术介绍

[0002]铅铋合金(Lead Bismuth Alloy，LBA)作为低熔点、高沸点合金，具有优异核物理和热工性能，化学惰性，是优异的快中子反应堆冷却剂。铅铋冷却快中子反应堆是第四代先进核电堆型之一，但是铅铋合金在高温下对反应堆结构材料具有较强的腐蚀性，铅铋合金对结构材料的腐蚀会严重威胁反应堆装置的安全运行。
[0003]为此，本申请提供了一种氧含量控制装置及反应系统。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种氧含量控制装置及反应系统，将反应堆与氧含量控制装置关联，实现了氧含量控制装置对铅铋冷却剂中溶解氧含量的控制，保持了铅铋冷却剂对结构材料持续的钝化能力，防止材料腐蚀，保证反应堆的安全运行。
[0005]为了达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种氧含量控制装置，包括壳体、驱动件和氧控反应件，其中，壳体内形成有反应腔，壳体具有插入端，插入端与反应堆连通，插入端上设置有吸入口和排出口，吸入口和排出口均与反应腔连通；驱动件设置在壳体上，用于将反应堆内的铅铋冷却剂从吸入口驱动到反应腔内；氧控反应件设置在反应腔内。
[0007]本申请实施例提供的氧含量控制装置，壳体上具有插入端，插入端可以与反应堆连通，反应堆内有铅铋冷却剂，插入端上设置有吸入口和排出口，吸入口和排出口都与反应腔连通，壳体上还设置有驱动件，驱动件可以将反应堆内的铅铋冷却剂从吸入口驱动到反应腔内，反应腔内设置有氧控反应件，铅铋冷却剂与氧控反应件反应，使得铅铋冷却剂中的溶解氧含量处于一个特定的区域，相比于相关技术中铅铋冷却剂在高温下对反应堆材料的强腐蚀性，且对结构材料的腐蚀会严重威胁到反应堆装置的安全运行，本申请通过在铅铋冷却剂与氧含量控制装置中的氧控反应件反应，使得铅铋冷却剂中的溶解氧含量处于一个特定区间，如此，既可以保证铅铋冷却剂中的溶解氧含量处于非饱和状态，保证氧化铅不在铅铋反应堆内冷点析出，堵塞管路，影响安全运行，还可以在反应堆堆内结构材料，如阀门、管路、加热器、换热器等材料的表面形成一层致密的氧化层，避免结构材料免遭铅铋冷却剂的腐蚀，即，本申请提供的氧含量控制装置，将反应堆与氧含量控制装置关联，实现了氧含量控制装置对铅铋冷却剂中溶解氧含量的控制，保持了铅铋冷却剂对结构材料持续的钝化能力，防止材料腐蚀，保证反应堆的安全运行。
[0008]在本申请的一种可能的实现方式中，反应腔包括氧控反应腔和铅铋吸入腔，氧控反应腔与铅铋吸入腔远离插入端的一侧连通，铅铋吸入腔与吸入口连通，氧控反应腔与排出口连通，氧控反应件设置在氧控反应腔内。
[0009]本申请实施例提供的氧含量控制装置，将反应腔分隔为两个腔体，分别为氧控反应腔和铅铋吸入腔，铅铋吸入腔与吸入口连通，反应堆内的铅铋冷却剂可从吸入口进入铅铋吸入腔，铅铋吸入腔与氧控反应腔远离插入端的一侧连通，处于铅铋吸入腔内的铅铋冷却剂可从连通处流入到氧控反应腔，与氧控反应腔内的氧控反应件反应，然后通过排出口排出，铅铋冷却剂通过吸入口、铅铋吸入腔、氧控冷却腔和排出口形成了闭环回路，加快了铅铋冷却剂与氧控反应件的快速反应。
[0010]在本申请的一种可能的实现方式中，还包括吸入管，吸入管设置在壳体内，吸入管的内部形成铅铋吸入腔。
[0011]本申请实施例提供的氧含量控制装置，在壳体内设置吸入管，直接将反应腔分隔为氧控反应腔和铅铋吸入腔，结构简单，操作方便，可实现性强。
[0012]在本申请的一种可能的实现方式中，吸入管靠近插入端的直径小于吸入管远离插入端的直径。
[0013]本申请实施例提供的氧含量控制装置，将吸入管设置为上粗下细的形状，所述吸入管远离插入端的一侧可完全容载从吸入口经过吸入管内的铅铋冷却剂，提高了氧含量控制装置的铅铋冷却剂的容载量。
[0014]在本申请的一种可能的实现方式中，远离插入端的吸入管的侧壁上设置有多个汇流连通孔，用以将氧控反应腔和铅铋吸入腔连通。
[0015]本申请实施例提供的氧含量控制装置，在远离插入端的吸入管的侧壁上设置多个汇流连通孔的方法，将氧控反应腔和铅铋吸入腔连通，操作简单方便，降低了氧含量控制装置的设计成本。
[0016]在本申请的一种可能的实现方式中，靠近插入端的吸入管的侧壁上设置多个回流孔，用于反应过后的部分铅铋冷却剂从回流孔流入吸入管内。
[0017]本申请实施例提供的氧含量控制装置，在靠近插入端的吸入管的侧壁上设置多个回流孔，当铅铋冷却剂与氧控反应件反应后，部分氧含量为达到标准的铅铋冷却剂可通过回流孔进入到铅铋吸入腔内继续循环，直到铅铋冷却剂中的溶解氧含量到达标准，再从排出口排出进入到反应堆内，提高了铅铋冷却剂与氧控反应件的反应速率。
[0018]在本申请的一种可能的实现方式中，氧控反应腔内设置多个氧控反应件，且多个氧控反应件均布在氧控反应腔内。
[0019]本申请实施例提供的氧含量控制装置，在氧控反应腔内设置多个氧控反应件，有利于氧控反应件与铅铋冷却剂的完全反应，提高反应速率。
[0020]在本申请的一种可能的实现方式中，多个氧控反应件通过栅板固定在氧控反应腔内。
[0021]本申请实施例提供的氧含量控制装置，将多个氧控反应件通过栅板固定在反应腔内，使得反应腔可以均匀的布置在氧控反应腔内，铅铋冷却剂与氧控反应完成后可以沿着氧控反应件的间隙中顺利流出，加快了反应后的铅铋冷却剂流向排出口的速度，且多个氧控反应件之间设置有间隙，铅铋冷却剂全部充设在氧控反应件的间隙里，与氧控反应件表面均接触反应，提高了铅铋冷却剂与氧控反应件的反应速率。
[0022]在本申请的一种可实现方式中，驱动件为铅铋悬臂离心泵，铅铋悬臂离心泵的一端伸入到吸入管远离插入端的铅铋吸入腔内。
[0023]第二方面，本申请实施例提供了一种反应系统，包括反应堆、铅铋供给回路以及第一方面实施例提供的氧含量控制装置，反应堆与铅铋供给回路连通，用于向反应堆提供铅铋冷却剂；氧含量控制装置的插入端与反应堆内铅铋冷却剂连通，用于对反应堆内的铅铋冷却剂的氧含量进行调节控制。
[0024]本申请实施例提供了一种反应系统，由于包括了第一方面的任一实施例提供的氧含量控制装置，因此，具有同样的技术效果，即，将反应堆与氧含量控制装置关联，实现了氧含量控制装置对铅铋冷却剂中溶解氧含量的控制，保持了铅铋冷却剂对结构材料持续的钝化能力，防止材料腐蚀，保证反应堆的安全运行。
[0025]在本申请的一种可能的实现方式中，反应堆内设置有电化学型传感器，用于实时监测铅铋冷却剂内氧含量。
[0026]在本申请的一种可能的实现方式中，的反应系统还包括控制模块，控制模块与电化学型传感器和驱动件电连接，控制模块根据电化学型传感器所监测的铅铋冷却剂的氧含量控制驱动件的转速。
附图说明
[0027]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧含量控制装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内形成有反应腔，所述壳体具有插入端，所述插入端与反应堆连通，所述插入端上设置有吸入口和排出口，所述吸入口和所述排出口均与所述反应腔连通；驱动件，所述驱动件设置在所述壳体上，用于将所述反应堆内的铅铋冷却剂从所述吸入口驱动到所述反应腔内；氧控反应件，所述氧控反应件设置在所述反应腔内。2.根据权利要求1所述的氧含量控制装置，其特征在于，所述反应腔包括氧控反应腔和铅铋吸入腔，所述氧控反应腔与所述铅铋吸入腔远离所述插入端的一侧连通，所述铅铋吸入腔与所述吸入口连通，所述氧控反应腔与所述排出口连通，所述氧控反应件设置在所述氧控反应腔内。3.根据权利要求2所述氧含量控制装置，其特征在于，还包括吸入管，所述吸入管设置在所述壳体内，所述吸入管的内部形成所述铅铋吸入腔。4.根据权利要求3所述的氧含量控制装置，其特征在于，所述吸入管靠近所述插入端的直径小于所述吸入管远离所述插入端的直径。5.根据权利要求3所述的氧含量控制装置，其特征在于，远离所述插入端的所述吸入管的侧壁上设置有多个汇流连通孔，用以将所述氧控反应腔和所述铅铋吸入腔连通。6.根据权利要求3所述的氧含量控制装置，其特征在于，靠近所述插入端的所述吸入管的侧壁上设置多个回流孔，用于反应过...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦博，阮章顺，鲁盛会，龙斌，付晓刚，钱燕悦，张金权，王荣东，张金山，周培德，杨红义，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：