[发明专利]一种聚变堆排灰气中的氘氚快速回收装置及方法

摘要

本发明提供了一种聚变堆排灰气中的氘氚快速回收装置及方法，依据各单元在处理流程中的作用和必要性，分为主路和支路。主路中仅包含低温泵和Pd合金膜分离单元，通过这两个单元即可将排灰气中96%以上的氘氚燃料回收。本发明的聚变堆排灰气中的氘氚快速回收方法处理时间短，更加符合快速回收氘氚燃料的要求；同时，回收工艺简化，有利于降低系统中氚的滞留量，避免了杂质气体对Pd合金膜分离器的不利影响。而且，没有被主路回收的少量氘氚通过支路回收，保证了较高的回收效率。本发明聚变堆排灰气中的氘氚快速回收装置及方法具有处理周期短、流程简单、回收率高、系统稳定性好、使用寿命长等优点，能够满足现有聚变反应堆的设计需求。

主权项

一种聚变堆排灰气中的氘氚快速回收装置，其特征在于：所述的装置包括低温泵、Pd合金膜分离单元、色谱柱、Pd合金膜反应单元，聚变反应室生成的排灰气通过低温泵，分成A路、B路，A路进入Pd合金膜分离单元后分成A1路、A2路、A3路；A1路与氚储存系统相连；A2路通过色谱柱后分别与氚储存系统、氢同位素分离系统相连；A3路通过Pd合金膜反应单元进入废气除氚系统或氢同位素分离系统；B路通过Pd合金膜反应单元进入废气除氚系统或氢同位素分离系统；所述的低温泵由低温分子筛柱和氦制冷低温泵组合而成，低温分子筛柱作为前级泵，工作温度为77K，抽出除He和Q2以外的杂质气体，氦制冷低温泵工作温度为4K，抽出He和Q2；所述的Pd合金膜分离单元由两个或两个以上的Pd合金膜分离器串联组成，所述的Pd合金为Pd+Ag、Pd+Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y或Pd+Ag+Au+Ni合金中的一种；所述的色谱柱中装填Al2O3+1%SiO2、涂覆Fe2O3的4A分子筛或5A分子筛中的一种，色谱柱工作温度范围为77K~150K；所述的Pd合金膜反应单元由两个或两个以上的Pd合金膜反应器串联组成，所述的Pd合金为Pd+Ag、Pd+Y、Pd+Ag+Au、Pd+Ag+Au+Y或Pd+Ag+Au+Ni合金中的一种。