[发明专利]一种铅铋合金中颗粒物的去除系统

说明书

技术领域

本发明属于机械设备及核电安全技术领域，特别涉及一种铅铋合金中颗粒物的去除系统。

背景技术

核电是一种清洁有效的绿色能源，在世界能源日益紧缺的今天，核能的发展显得必不可少。但是核废料问题是核能可持续发展的重要制约因素，是一个不可回避必须解决的重大问题。在可选择的燃料循环方式中，“分离-嬗变”战略是比较先进的，也是未来燃料循环的一个趋势。它是在回收利用铀和钚的基础上，进一步将次锕系元素和长寿命裂变产物（如碘）分离出来，在嬗变器进行嬗变。而ADS是最有前景的嬗变技术之一。

铅铋合金共晶体是ADS系统的重要的散裂靶材料和冷却剂候选材料，利用液态铅铋合金作为散裂靶兼冷却剂除了具有很好的中子学性能以外，还具有良好的抗辐照性能、传热性能和安全特性，可以提高靶系统的寿命和次临界反应堆的安全性。

但是铅铋合金对结构和管道材料易造成氧化腐蚀，形成大量微细颗粒物，会影响传热，可能堵塞细小通道，对反应堆的安全造成一系列的隐患。对于颗粒的脱除，一般考虑利用除尘器来进行脱除，根据工作原理的不同，主要有重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器、湿式除尘器、电除尘器及布袋除尘器等，但是这些除尘器对于细颗粒的脱除效果差，而且主要是针对火电厂的颗粒物脱除，目前还没有针对ADS系统、针对铅铋合金中颗粒物的脱除系统。因此，有必要寻找一种有效简单的安全脱除颗粒物的方法，以保证核电运行的安全。

发明内容

本发明是针对铅铋合金颗粒物去除技术方面的不足提出的一种利用热泳沉积和湍流效应的方法去除铅铋合金中颗粒物的系统。利用温度较低的冷却剂通过类似换热器的装置，形成较大的温度梯度，使颗粒物因为热泳沉积效应和湍流效应沉积在去除系统内。

本发明提供的铅铋合金中颗粒物的去除系统，主要是由去除器、冷却剂储存箱和电动泵三个部分构成的；

冷却剂储存箱与电动泵及去除器构成一个循环冷却回路；

所述的系统的核心设备为颗粒物去除器，其结构由下至上分为下部法兰连接件、箱体和上联箱三个部分，在去除器内分布颗粒物脱除通道和冷却通道，去除器侧壁上部设置铅铋合金入口，侧壁下部设置铅铋合金出口，铅铋合金出口与去除器底部之间留有一定距离；上联箱顶部设置冷却剂出口，下联箱底部设置冷却剂入口。

进一步的，优选冷却剂从冷却剂入口流入去除器，由下向上流动，通过内置式的管道与铅铋合金形成较大温度梯度，之后从冷却剂出口流出；铅铋合金则从铅铋合金入口流入去除器，经过热泳效应和湍流效应脱除颗粒物之后从铅铋合金出口流出。

所述去除器在高温铅铋合金及冷却剂形成的温度梯度场中，产生热泳效应和湍流效应脱除颗粒物。

所述法兰连接件可以拆卸，用于清除沉积的颗粒物。

所述去除系统设立两个去除器，其中一套为冗余系统。

去除器通过管道与冷却剂储存箱连接，在冷却剂回路中设置一台电动泵以提供充足的动力，在每个去除器两侧都设置两个阀门，同时在两个去除器连接铅铋回路的管道中设置两个阀门，方便拆卸检修。

本发明的有益效果为：本发明提供的一种铅铋合金中颗粒物的去除系统是一种新型装置，可以脱除铅铋合金中的颗粒物，保证铅铋合金的纯度，保证反应堆安全。本发明提供的铅铋合金中颗粒物的去除系统颗粒脱除效果好，去除器拆卸方便，容易清理。该去除装置安装简单，方便控制，且设有冗余，可以保证颗粒物去除的持续进行。

附图说明

图1为铅铋合金中颗粒物的去除系统组成图；

图2为发明所述去除器结构示意图；

图3为去除器俯视图。

图中标号：

1-冷却剂入口；2-冷却剂出口；3-铅铋合金入口；4-铅铋合金出口；5-法兰连接件；6、7、8、9、10、11-阀门；12-电动泵；13-冷却剂储存箱；14、15-去除器；16-冷却剂补充更换管道。

具体实施方式

本发明提供了一种利用热泳效应和湍流效应去除铅铋合金中颗粒物的系统，下面结合附图对本发明做进一步说明。

本实施例的铅铋合金中颗粒物的去除系统，主要是由去除器、冷却剂储存箱和电动泵三个部分构成的；

冷却剂储存箱13与电动泵12及去除器构成一个循环冷却回路；