本发明专利技术的目的在于提供一种碱金属真空加注装置，包括机械泵、分子泵、充气阀门、气缸、储料罐、加热器、测量段和试验装置，机械泵与分子泵相连，分子泵上安装气缸，充气阀门安装在气缸上，储料罐连接气缸，加热器安装在储料罐上，试验装置通过管与气缸相连，试验装置还通过测量段与储料罐相连。本发明专利技术能够克服碱金属性质活泼的特性，确保加注到装置内的碱金属纯净，并满足装置内部对真空度的要求，从而达到装置使用要求，保证装置的正常工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种用于活泼金属加注的装置。
技术介绍
热管是凭借封闭管内的工作介质反复发生相变(蒸发、冷凝)而进行热量传递的一种高效传热元件，具有蒸发段和冷凝段温差小、相变潜热大、结构简单、无运动部件等特点，是目前颇有发展前途的传热新技术。按照热管管内工作温度区分，热管可分为低温热管 (-273-0°C )、常温热管(0-250°C )、中温热管(250-450°C )、高温热管(450-1000°C )等。 碱金属热管属于高温热管，其可以承受很高的温度，内部压力却很低，但是制作条件较为苛刻，管必须是耐高温材质，而且对工质的纯度要求较高，管内必须是高真空。碱金属热电直接转换器(AlkaliMetal Thermal to ElectricConverter-AMTEC) 是一种新型的热电直接转换技术。该技术主要利用固体电解质(β “ -Al2O3)的选择渗透性进行工作，中间不经过任何机械部件就可以将热能转化为电能。由于转换器内部无运动部件，故具有无噪音、连续运行数年而无需维修的特点。AMTEC尤其适用于某些需求动力设备绝对可靠，连续运行数年而无需维修的场合，例如外层空间、地球的偏远地区。另外AMTEC 内部无需原料的充入，没有废物的排除，因此无体积重量变化，这一特点使其成为不依赖于空气的动力源的最佳选择，适用于水下无人平台等特殊场所。另外，AMTEC技术还可以用于大规模的工业发电，如将垃圾焚烧产生的能量作为AMTEC热量来源，形成“垃圾焚烧+碱金属热电直接转换技术”发电模式；将AMTEC技术应用于太阳能光热发电，形成“太阳能+碱金属热电直接转换技术”新的太阳能热发电模式；AMTEC还可以用于核电领域，将核能作为 AMTEC的发电热源，形成“核能+碱金属热电直接转换技术”的发电模式。碱金属热管、AMTEC等装置内部循环工质是化学性质极为活泼的碱金属，因此对于此类装置，不仅要求装置各部件所用材料具有很强抗腐蚀性，还要求装置内部必须高真空， 对工质纯度要求很高，且要加注工质一次成功，否则将可能导致装置整体部件的报废。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供克服碱金属性质活泼的特性、确保加注到装置内的碱金属纯净的一种碱金属真空加注装置。本专利技术的目的是这样实现的本专利技术一种碱金属真空加注装置，其特征是包括机械泵、分子泵、充气阀门、气缸、储料罐、加热器、测量段和试验装置，机械泵与分子泵相连，分子泵上安装气缸，充气阀门安装在气缸上，储料罐连接气缸，加热器安装在储料罐上，试验装置通过管与气缸相连， 试验装置还通过测量段与储料罐相连。本专利技术一种碱金属真空加注装置还可以包括1、所述的机械泵与分子泵之间安装电磁阀。2、所述的储料罐上安装热电偶接口、手动搅拌器、真空表和充气口。3、所述的试验装置与气缸之间的管上安装超高真空电离规和阀门。4、所述的测量段包括两个支路和一个总路，两个支路分别与储料罐连接，总路与试验装置连接，每个支路和总路上分别安装阀门。本专利技术的优势在于本专利技术能够克服碱金属性质活泼的特性，确保加注到装置内的碱金属纯净，并满足装置内部对真空度的要求，从而达到装置使用要求，保证装置的正常工作。附图说明图1为本专利技术的一种碱金属真空加注装置结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述结合图1，本专利技术包括机械泵A、电磁阀B、分子泵C、充气阀门D、热电偶接口 E、手动搅拌器F、充气口 G、真空表H、储料罐I、测量段J、超高真空电离规K、试验装置L和加热器M、阀门a d。机械泵A与分子泵C相连，分子泵C上安装气缸，充气阀门D安装在气缸上，储料罐I连接气缸，加热器M安装在储料罐I上，试验装置L通过管与气缸相连，试验装置L还通过测量段J与储料罐I相连。机械泵A与分子泵C之间安装电磁阀B。储料罐I 上安装热电偶接口 E、手动搅拌器F、真空表H和充气口 G。试验装置L与气缸之间的管上安装超高真空电离规K和阀门d。测量段J包括两个支路和一个总路，两个支路分别与储料罐 I连接，总路与试验装置L连接，每个支路和总路上分别安装阀门a C。管路上的阀门均为高真空阀门，其材质可选择用抗腐蚀性较强的不锈钢。由于整体设备需要至少5X KT4Pa 的高真空度，所以对阀门部分的漏率要求为不大于10-7 · L/s。本专利技术装置的具体工作过程为1.首先对储料罐I和各管路包括阀门进行去油、去水处理。去油方法是用碱水进行清洗，洗后再进行去水处理。2.连接好各部件，安装过程注意密封性。3.将碱金属从容器中取出，用滤纸将金属表面吸附干净，放进储料罐I中，将储料罐I封闭。4.打开除了电磁阀B外的所有阀门，使气动阀门D处于气缸的上部。5.先打开机械泵A开关，电磁阀门B会随之开启，对整个碱金属真空加注系统包括试验装置L进行初步抽真空，此时用真空表H对低真空度进行测量，可使用真空规管，用复合真空计实现对真空度的监视。6.当机械泵A达到其极限IX 10-1 后，打开分子泵C。用超高真空电离规K对试验装置L内的真空度进行测试，用超高真空计对真空度进行监测。7.当储料罐I和试验装置L内的真空度达到要求时，首先关闭气动阀门D，而后关闭阀门a、b、c。8.将保护气体通过充气口 G注入到储料罐I中，使储料罐I内的气压达到常压。 而此时，由于阀门d没有关闭，所以分子泵C仍对试验装置L进行抽真空。9.利用加热器M对储料罐I进行加热，通过热电偶接口 E对储料罐I内的温度进行监测。当温度在高于工质熔点温度20_30°C左右时，停止加热。靠热惯性使温度达到高于工质熔点温度40-50°C左右，以保证工质完全熔化。同时，对流经液态工质的管路进行保温加热。可使用加热带。10.在加热过程中，由于碱金属工质的外层具有氧化层，因此利用搅拌器F对储料罐I内的工质进行搅拌，将氧化皮打碎。11.当工质完全熔化后，打开阀门b，使储料罐I和测量段J形成连通器，液态工质进入到测量段J中。此时，可以关闭机械泵A和分子泵C。12.关闭阀门d，停止对试验装置L抽真空。打开阀门c使液态工质进入到试验装置L中。通过读取测量段J上的刻度来控制进入到试验装置L的工质的体积。当进入试验装置L内的工质的体积达到要求时，立即关闭阀门c停止加注。当发现工质不能顺利自行流入试验装置L内时，可以通入保护气体，通过气体压注的方法使工质顺利注入试验装置L 内13.对试验装置L加注接口进行密封。而后断开试验装置L，完成对试验装置L工质的真空加注。14.至此，加注到试验装置L中的工质完全满足碱金属热管、AMTEC等装置苛刻的纯净度要求，同时所达到的真空度也完全满足装置正常工作要求。本专利技术主要利用连通器原理，利用管路和阀门将储料罐I和测量段J连接起来，利用熔融碱金属易流动的性质，使加热后的液态工质从储料罐I流入到测量段J内，再利用保护气体和阀门的控制完成对试验装置工质的加注。完成加注的同时，通过阀门控制参与抽气的管路，从而完成为试验装置L抽真空的目的。由于碱金属化学性质活泼，具有较强的腐蚀性，因此阀门、储料罐I和测量段J都要求具有抗腐蚀性；碱金属对普通玻璃材质的测量段具有侵蚀作用，因此本专利技术中的测量段J材质选择半透明陶瓷管或者石英玻璃，对碱金属蒸汽具有抗腐蚀作用。在测量段外壁上标定刻度，方便读取液面高度数据；碱金属工质在常本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种碱金属真空加注装置，其特征是：包括机械泵、分子泵、充气阀门、气缸、储料罐、加热器、测量段和试验装置，机械泵与分子泵相连，分子泵上安装气缸，充气阀门安装在气缸上，储料罐连接气缸，加热器安装在储料罐上，试验装置通过管与气缸相连，试验装置还通过测量段与储料罐相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周春良，郑洪涛，张松，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93
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