本實用新型屬于液態(tài)金屬回路設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液態(tài)金屬凈化實驗裝置。

背景技術(shù)：

液態(tài)金屬因其熔點低、沸點高、熱導(dǎo)率好成為新一代液態(tài)金屬反應(yīng)堆冷卻劑的首選，如鉛基反應(yīng)堆中使用鉛做冷卻劑，加速器驅(qū)動次臨界系統(tǒng)中使用鉛鉍合金作冷卻劑，已經(jīng)在世界范圍內(nèi)開展廣泛研究。在液態(tài)金屬反應(yīng)堆或回路中，面臨的一個重要的問題是液態(tài)金屬對結(jié)構(gòu)材料的腐蝕所產(chǎn)生的雜質(zhì)，以及檢修，裝卸料和原料中引入的雜質(zhì)等，這些雜質(zhì)容易堵塞換熱器流道和回路管道，降低傳熱效率等。

為保證回路和反應(yīng)堆的安全運行，必須對冷卻劑進(jìn)行凈化，但目前凈化技術(shù)不成熟，故需要凈化裝置以開展實驗，通常凈化實驗在液態(tài)金屬回路中進(jìn)行，但回路運行成本高，實驗代價大，且液態(tài)金屬中的雜質(zhì)來源為液態(tài)金屬長時間腐蝕回路管道所致，實驗時間長，效率低下。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種液態(tài)金屬回路用凈化裝置，可以開展凈化實驗，且可以通過熔化罐添加雜質(zhì)，以模擬真實工況，另外其運行成本低，實驗效率高，且可以對各種濾芯進(jìn)行測試。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

一種液態(tài)金屬凈化實驗裝置，包括熔化罐、凈化罐、儲藏罐和高壓氣瓶，所述熔化罐上端通過法蘭三密封，所述法蘭三上設(shè)置真空閥組，所述熔化罐側(cè)面的下部設(shè)有熱電偶，所述熔化罐的底部與凈化罐的側(cè)壁的上部通過管道一連接，所述凈化罐上端通過法蘭一密封，所述凈化罐的側(cè)壁的下部設(shè)有熱電偶二，所述凈化罐的底部中心和所述儲藏罐的側(cè)壁的上部通過管道二連接，所述凈化罐上部的所述管道一和所述凈化罐底部的所述管道二之間設(shè)有壓差計，所述儲藏罐上部通過法蘭二密封，所述法蘭二上設(shè)有液位計和氣體閥門，所述氣體閥門通過管道與所述高壓氣瓶連接，所述儲藏罐側(cè)壁的下部設(shè)有熱電偶三，所述儲藏罐的底部中心位置通過管道三與所述熔化罐的側(cè)壁的上部連接，所述管道一、所述管道二和所述管道三上分別設(shè)有閥門一，閥門二和閥門三。

本實用新型所述的液態(tài)金屬凈化實驗裝置，其中，所述熔化罐、所述凈化罐、所述儲藏罐、所述管道一、所述管道二和所述管道三的外壁均纏繞有加熱絲，所述加熱絲外面設(shè)有保溫層，所述保溫層外部溫度小于50℃。

本實用新型所述的液態(tài)金屬凈化實驗裝置，其中，所述熔化罐、所述凈化罐、所述儲藏罐、所述管道一、所述管道二、所述管道三、所述法蘭一、所述法蘭二和所述法蘭三的材料均為316L不銹鋼。

本實用新型所述的液態(tài)金屬凈化實驗裝置，其中，所述高壓氣瓶內(nèi)氣體為惰性氣體。

本實用新型技術(shù)效果：

（1）本實用新型液態(tài)金屬可循環(huán)，循環(huán)方式通過高壓氣體和閥門控制進(jìn)行，省去了回路中常見的液態(tài)金屬泵，大大節(jié)約了實驗成本，提高了實驗效率。

（2）本實用新型凈化罐采用法蘭密封，凈化罐液態(tài)金屬進(jìn)出口裝有壓差計，可以對不同種類濾芯進(jìn)行測試。

（3）本實用新型通過熔化罐添加雜質(zhì)，可以模擬真實腐蝕工況產(chǎn)生的雜質(zhì)凈化。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的液態(tài)金屬凈化實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：真空閥組1；熔化罐2；熱電偶一3；閥門一4；管道一5；法蘭一6；凈化罐7；熱電偶二8；閥門二9；壓差計10；管道二11；法蘭二12；液位計13；儲藏罐14；氣體閥門15；高壓氣瓶16；熱電偶三17；閥門三18；管道三19；法蘭三20。

下面將結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

具體實施方式

如圖1所示，一種液態(tài)金屬凈化實驗裝置，包括熔化罐2、凈化罐7、儲藏罐14和高壓氣瓶16，熔化罐2上端通過法蘭三20密封，法蘭三20上設(shè)置真空閥組1，熔化罐2側(cè)面的下部設(shè)有熱電偶3，用于檢測熔化罐2的溫度，熔化罐2的底部與凈化罐7的側(cè)壁的上部通過管道一5連接，凈化罐7上端通過法蘭一6密封，凈化罐7的側(cè)壁的下部設(shè)有熱電偶二8，凈化罐7的底部中心和儲藏罐14的側(cè)壁的上部通過管道二11連接，凈化罐7上部的管道一5和底部的管道二11之間設(shè)有壓差計10，儲藏罐14上部通過法蘭二12密封，法蘭二12上設(shè)有液位計13和氣體閥門15，氣體閥門15通過管道與高壓氣瓶16連接，儲藏罐14側(cè)壁的下部設(shè)有熱電偶三17，儲藏罐14的底部中心位置通過管道三19與熔化罐2的側(cè)壁的上部連接，管道一5、管道二11和管道三19上分別設(shè)有閥門一4，閥門二9和閥門三18。熔化罐2、凈化罐7、儲藏罐14、管道一5、管道二11和管道三19的外壁均纏繞有加熱絲，所述加熱絲外面設(shè)有保溫層，所述保溫層外部溫度小于50℃。熔化罐2、凈化罐7、儲藏罐14、管道一5、管道二11、管道三19和法蘭三20、法蘭一6和法蘭二12材料均為316L不銹鋼，高壓氣瓶16內(nèi)氣體為惰性氣體。

本實用新型的工作過程如下：打開法蘭三20，將鑄錠裝載進(jìn)熔化罐2，裝載完成，封上法蘭三20，打開真空閥組1、閥門一4、閥門二9和閥門三18，關(guān)閉氣體閥門15，抽真空，到目標(biāo)真空度后，關(guān)閉真空閥組1，同時關(guān)閉閥門一4和閥門三18，接通電源，使用纏繞在儲藏罐14和管道一5、管道二11和管道三19表面的加熱絲進(jìn)行緩慢加熱，熱電偶一3、熱電偶二8和熱電偶三17的測量值達(dá)到實驗?zāi)繕?biāo)溫度后，停止加熱，保溫，然后開啟閥門一4，在重力作用下液態(tài)金屬從熔化罐2底部流出，流經(jīng)凈化罐7，經(jīng)由管道二11，進(jìn)入儲藏罐14。待熔化罐和凈化罐的液態(tài)金屬全部進(jìn)入儲藏罐14后，一次凈化實驗完成。如果進(jìn)行第二次凈化實驗，則關(guān)閉閥門二9和閥門一4，打開閥門三18，緩慢打開氣體閥門15，此時高壓氣瓶內(nèi)的氣體進(jìn)入到儲藏罐14，通過惰性氣體壓力，將儲藏罐14內(nèi)液態(tài)金屬壓入熔化罐2，通過液位計13可以查看儲藏罐內(nèi)液態(tài)金屬液面高度，從而判斷是否全部進(jìn)入到熔化罐，待液態(tài)金屬完全進(jìn)入到熔化罐后，關(guān)閉氣體閥門15和閥門三18，至此一個循環(huán)完成。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。