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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液态金属加热与冷却,具体涉及一种超高温液态金属加热与冷却系统。
技术介绍
1、液态铅或液态铅铋合金具有较低的中子慢化能力、良好的导热性能和非常高的沸点,为核反应堆低压或常压运行提供了可能,这些优势使得铅或铅铋合金成为了快中子反应堆优良的冷却剂选择,因此铅基快堆被认为是第四代先进核能系统的主力堆型。
2、不锈钢多被采用作为铅基快堆的结构材料,不锈钢与高温液态铅或液态铅铋合金(以下称为“高温液态金属”)接触时会发生包括氧化、溶解、冲蚀和微动磨损等多种腐蚀现象,影响结构材料性能,特别是在反应堆内高温环境作用下结构材料可能加速失效。因此,研究结构材料在高温液态金属下的腐蚀特性对于铅基快堆的安全运行是必不可少的。
3、在铅基快堆内,正常运行工况下液态金属被熔点很高(2865℃)的uo2核燃料加热到550℃左右的高温,在反应性引入、堵流、失流等事故工况下,局部液态金属能被加热到700℃以上超高温。因此,为了开展正常运行和事故工况下结构材料在液态金属中的腐蚀特性测试,有必要设计一种针对高温(550℃)和超高温(700℃)液态金属的试验回路。
4、在试验回路中,超高温液态金属会对试验回路进行腐蚀,长期使用会出现穿管等重大安全问题,腐蚀防护成本很高,因此有必要在试验回路中合理设计冷却系统,对超高温液态金属进行冷却,将其温度降低到合理水平,减少对试验设备的腐蚀。现有技术中,一般是直接将超高温金属液态金属经过换热器进行换热,进行降低超高温液态金属的温度,但是这样会造成换热器在超高温液体金属的换热下,换
5、鉴于此,现有技术还有待改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足之处,本专利技术的目的在于提供一种超高温液态金属加热与冷却系统,旨在解决现有的超高温液态金属试验通过换热器降低温度时,超高温度使得换热器造成腐蚀以及穿管的问题。
2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案如下:
3、一种超高温液态金属加热与冷却系统,包括储存罐以及放置于储存罐内部的液态金属,其特征在于,还包括:
4、超高温试验管,所述超高温试验管的进口通过第一回路与所述储存罐内部连通,所述第一回路表面设置有加热组件;
5、混合器,设置于所述超高温试验管一侧,并与所述超高温试验管的出口连通,所述混合器相对的两侧分别设置进口与出口,所述混合器的进口通过第二回路与所述第一回路连通,且连接点位于所述加热组件与所述储存罐之间;
6、换热器,设置于所述混合器一侧,所述换热器的进口通过管道与所述混合器的出口连通,所述换热器的出口通过第三回路与所述第一回路连通,且连接点位于所述第二回路和所述第一回路连接点与所述储存罐之间;
7、驱动装置,设置于所述储存罐上,并与所述储存罐相配合,以驱动液态金属进入所述第一回路。
8、进一步的,所述混合器的出口设置有高温试验管,且通过管道连通,所述高温试验管远离所述混合器的一端通过第四回路与所述换热器的进口连通。
9、进一步的,所述第一回路表面设置有回热器,所述第四回路贯穿所述回热器。
10、进一步的,所述加热组件包括:
11、预热器,设置于所述第一回路表面,且位于靠近所述储存罐一侧,用于加热所述第一回路内部的液态金属;
12、电磁加热装置,设置于所述第一回路表面,且位于所述预热器远离储存罐一侧,用于加热所述第一回路内部的液态金属。
13、进一步的,所述驱动装置包括:
14、真空机,设置于所述储存罐一侧,所述真空机通过管道与所述储存罐内部连通;
15、高压氩气瓶,设置于所述储存罐一侧,所述高压氩气瓶通过管道与所述储存罐内部连通;
16、电磁泵,设置于所述第一回路内部,用于驱动液态金属在所述第一回路内流动。
17、进一步的,所述第一回路、所述第二回路以及所述第三回路靠近所述储存罐的一侧内部设置有电磁流量计。
18、进一步的,所述第三回路内部设置有过滤器。
19、进一步的,所述第三回路内部设置有第二止回阀。
20、进一步的,所述第三回路一侧连通有排气管道,所述排气管道内部设置有第一调节阀。
21、进一步的,所述换热器为水冷换热器。
22、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:
23、本专利技术中,储存罐内存放液态金属,在驱动装置的作用下,液态金属进入第一回路内部,并在加热组件的作用下,将液态金属加热至超高温,然后使得超高温液态金属进入超高温试验管,对试验材料进行腐蚀试验,然后将经过腐蚀试验的超高温液态金属进入混合器内,同时驱动装置将储存罐内的液态金属驱动入第二回路内部,并进入混合器内,使得混合器内部的超高温液态金属与低温液态金属混合,进行降低超高温液态金属的温度,然后将降低的超高温液态金属进入换热器进行换热,通过混合器的作用,有效的降低了超高温液态金属的温度,防止该液态金属温度过高,在换热器内换热时,使得换热器内部出现过度腐蚀情况,以避免造成穿管的问题。
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1.一种超高温液态金属加热与冷却系统,包括储存罐以及放置于储存罐内部的液态金属,其特征在于,还包括:
2.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述混合器的出口设置有高温试验管,且通过管道连通,所述高温试验管远离所述混合器的一端通过第四回路与所述换热器的进口连通。
3.根据权利要求2所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述第一回路表面设置有回热器,所述第四回路贯穿所述回热器。
4.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述加热组件包括:
5.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述驱动装置包括:
6.根据权利要求3所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述第一回路、所述第二回路以及所述第三回路靠近所述储存罐的一侧内部设置有电磁流量计。
7.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述第三回路内部设置有过滤器。
8.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与
9.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述第三回路一侧连通有排气管道,所述排气管道内部设置有第一调节阀。
10.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述换热器为水冷换热器。
...【技术特征摘要】
1.一种超高温液态金属加热与冷却系统,包括储存罐以及放置于储存罐内部的液态金属,其特征在于,还包括:
2.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述混合器的出口设置有高温试验管,且通过管道连通,所述高温试验管远离所述混合器的一端通过第四回路与所述换热器的进口连通。
3.根据权利要求2所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述第一回路表面设置有回热器,所述第四回路贯穿所述回热器。
4.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述加热组件包括:
5.根据权利要求1所述的一种超高温液态金属加热与冷却系统,其特征在于,所述驱动装置包括:
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