[发明专利]一种液态金属高温脉动热管销毁装置及方法

说明书

本发明提供一种液态金属高温脉动热管销毁装置及方法，装置包括手套箱，手套箱外部设有液态金属高温脉动热管、分子泵机组、冷阱和氩气瓶，手套箱内部设有液态金属反应釜、液氮喷枪、乙醇注射器和多个真空阀；手套箱为密封箱体结构，其内部通过循环保持惰性气体环境。本发明在惰性气体保护下，将液态金属高温脉动热管中的工质抽出，在低温惰性气体保护下，通过可控化学反应将使用后的高温脉动热管工质进行无害化处理，并对高温脉动热管进行清洗，最大程度降低安全风险；填补了高温脉动热管处理及销毁技术的空白，解决了使用后的液态金属高温脉动热管无法处理、存放不便和危险性大的问题。

技术领域

本发明涉及脉动热管研究技术领域，具体而言，尤其涉及一种液态金属高温脉动热管销毁装置及方法。

背景技术

脉动热管由Akachi在20世纪90年代初最先提出。与普通热管相比，具有结构简单、传热能力强、成本低等优点。脉动热管利用工质在管内形成的液塞与气塞受热后存在的压差，驱动工质在管内振荡流动。在脉动热管的制作过程中，需将工质在内外压差的作用下充入毛细管内部，在使用结束后，需将脉动热管进行后处理，包括将管内的有毒、易燃、易爆工质抽出，进行无害化处理；将管材进行无害化处理等。对于工作温度低于500℃的脉动热管，常用工质为水、醇类、丙酮等，其无害化处理较为常规，后处理较为简单，而对于工作温度超过500℃的液态金属高温脉动热管，其工质可为金属钠、金属钾和不同比例的钠钾合金等，遇酸、二氧化碳、潮气及水可发生反应，放出氢气，可发生自燃，有时甚至会爆炸，因此无法在大气环境中进行处理，其后处理难度较大。

目前尚未有液态金属高温脉动热管的后处理装置及方法，传统的脉动热管工质后处理方法无法适用于高温工质，不对其进行后处理则存在严重的安全隐患。因此，从安全性的角度考虑，发明一种液态金属高温脉动热管销毁装置及方法是高温脉动热管研究和应用的基础。

发明内容

根据上述提出的液态金属高温脉动热管后处理难度大的技术问题，而提供一种液态金属高温脉动热管销毁装置及方法。本发明主要在惰性气体保护下，将液态金属高温脉动热管中的工质抽出，在低温惰性气体保护下，利用手套箱内部的液态金属反应釜，通过可控化学反应将使用后的高温脉动热管工质进行无害化处理，并对高温脉动热管进行清洗，最大程度降低安全风险。

本发明采用的技术手段如下：

一种液态金属高温脉动热管销毁装置，包括：手套箱，所述手套箱外部设有液态金属高温脉动热管、分子泵机组、冷阱和氩气瓶，所述手套箱内部设有液态金属反应釜、液氮喷枪、乙醇注射器和多个真空阀；所述手套箱为密封箱体结构，其内部通过循环保持惰性气体环境；

所述手套箱底部壳体上设有真空塞，液态金属高温脉动热管顶部的充液管通过真空塞伸入手套箱内部的内端与第一抽真空管路的一端相连通，充液管与真空塞连接部位保证密封，第一抽真空管路的另一端与液态金属反应釜内部相连通，第一抽真空管路上安装有至少一个第四真空阀；液态金属高温脉动热管还与横向第二进气管路的一端相连通；

所述液氮喷枪通过管路一连接在液态金属反应釜的顶部，用于向液态金属反应釜内部喷液氮，管路一上安装有至少一个第一真空阀；所述乙醇注射器通过管路二连接在液态金属反应釜的顶部，管路二上安装有至少一个第二真空阀；

所述液态金属反应釜的一侧上方与第一排气管路的一端相连通，第一排气管路上安装有至少一个第三真空阀，第一排气管路的另一端与竖向第一进气管路的上端汇集于管路三，管路三的上方连通手套箱内气体环境，管路三上安装有至少一个第五真空阀；第一进气管路的下端伸出至手套箱外部并与第二进气管路的另一端汇集于管路四，管路四与大气环境相连通，管路四上安装有至少一个第六真空阀；

所述分子泵机组通过管路与冷阱相连，所述冷阱与第二抽真空管路的一端相连，第二抽真空管路伸入手套箱内与液态金属反应釜相连，置于手套箱内的第二抽真空管路上安装有至少一个第七真空阀；所述氩气瓶通过管路与手套箱内部相连通，用于对手套箱进行供气。