CN102582978A

CN102582978A - 一种液态金属钠运输储存设备

Info

Publication number: CN102582978A
Application number: CN2012100536255A
Authority: CN
Inventors: 巫英伟; 秋穗正; 仇子铖; 李亚; 苏光辉; 田文喜
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-03-02
Also published as: CN102582978B

Abstract

本发明公开了一种液态金属钠运输储存设备，包括钠罐、初步净化冷阱、设置在初步净化冷阱顶部的液态金属钠入口和连接管；所述连接管连接初步净化冷阱和钠罐，在连接管上靠近初步净化冷阱一端设置有二号活接头，在连接管上靠近钠罐一端设置有三号活接头；所述液态金属钠入口上设置有一号活接头。本发明的装置具有初步净化能力，耐压，密封性好，安装拆卸方便，可以监测调控工作温度，工作压力等特点，很好的满足了液态金属钠运输储存等各方面要求。

Description

一种液态金属钠运输储存设备

技术领域

本发明属于液态金属钠运输储存设备技术领域，具体涉及一种应用于液态金属钠试验回路中对钠进行运输储存的装置。

背景技术

随着液态金属钠作为快堆冷却剂的应用以及对于液态金属钠各项性能实验研究逐步深入，金属钠的运输及储存技术成为必须关注的问题。由于金属钠活泼的化学性质导致其运输储存具有一定的危险性，这就需要对液态金属钠运输储存罐及其配套设备进行合理设计和使用。

液态金属钠运输储存罐及其配套设备需要具有对液态金属钠罐装，初步净化，及储存运输能力。

例如，中国专利201010140862提供了一种带有盖体的运输容器，它包括一个便于装载搬运的容器本体，其顶面设置有开口；一与所述容器本体连接的容器盖体；所述容器盖体为卷帘式盖体，所述卷帘式盖体包括：卷帘、收纳部、驱动部、导引支撑部；所述收纳部设置在所述开口的一侧，用于将所述卷帘卷入并收纳至一盖体开启位置；所述驱动部设置在与所述收纳部相同或相对的开口一侧，用于驱动所述卷帘至一盖体封闭位置，所述导引支撑部设置在所述开口边缘上，用于支撑所述卷帘并导引所述卷帘在所述盖体开启位置与所述盖体封闭位置之间移动。本发明带有盖体的运输容器，能对矿砂、煤粉等散装货物的装载运输，并能避免运输过程中内装货物的溢出、撒落、扬尘、漏雨、漏水等问题，同时又方便装卸。另外，中国专利CN201516969U公开了一种储存粘性液体的容器，它包括桶体和桶架。桶体为圆桶形，桶体的上端面上有进料口、放空阀，桶体的下端面上有底阀，桶架为一个由金属杆件组成的方形的支架，桶体固定在桶架上，桶体上有数根通气管，通气管位于桶体内，通气管的两端分别位于桶体的上端面和下端面上，通气管的上、下端管口分别与桶体的上端面和下端面相密封连接，通气管的上、下端与大气相连通。这种储存粘性液体的容器易于加料、卸料和清理，可重复使用。并且，由于桶体内设有通气管，依靠通气管内空气的流通，能够加快桶体内储存液体的散热速度，对于防止高温的大分子树脂在储存时因降温太慢而降粘有很大的帮助，特别适于储存粘性液体。但是，以上两项专利提及的容器均无法完全隔绝被储存物品与空气的接触，而化学性质活泼的金属钠在空气中就会快速氧化影响使用，甚至会发生危险，因此对于金属钠的运输储存不适用。

又如，中国专利CN101776426A提供了一种用于在运输过程中贮放民用爆破器材的抗爆容器。该抗爆容器包括容器罐和密封盖，容器罐是由内筒和外筒组成，密封盖由顶板和底板组成，在顶板与底板之间设有带泄爆孔的固定柱，在固定柱的泄爆孔上设有泄爆螺栓，其要点在于：密封盖的顶板和底板呈凸弧面，密封盖与容器罐的外筒之间通过活动铰链连接，在密封盖与容器罐的外筒之间还设有若干个锁紧件；在密封盖底部外缘处设有环形槽，容器罐外筒的筒口与密封盖底部的环形槽相配合；容器罐的外筒的筒口端面上设有环形槽，在环形槽内装有密封圈。但是该容器无法满足金属钠在液态下罐装，加热保温及提供氩气保护等要求，因此也不适合作为液态金属钠运输储存的容器。

发明内容

本发明的目的就是克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有对液态金属钠罐装，初步净化，及储存运输能力的设备。

本发明公开的液态金属钠运输储存设备，包括钠罐、初步净化冷阱、设置在初步净化冷阱顶部的液态金属钠入口和连接管；所述连接管连接初步净化冷阱和钠罐，在连接管上靠近初步净化冷阱一端设置有二号活接头，在连接管上靠近钠罐一端设置有三号活接头；所述液态金属钠入口上设置有一号活接头。

所述钠罐由筒体、上封头和下封头构成；所述上封头上设置有金属钠进出口、测温热电偶盲管、电加热棒盲管、低液位探针、高液位探针、通气管。

所述通气管上分别设置有进气口和排气口，在通气管上设置有压力表。

所述上封头和下封头都是拱形，筒体为圆筒形。

所述钠罐上部设置有氩气空间。

所述钠罐、初步净化冷阱和连接管外侧均缠有电加热丝及保温层并设置若干热电偶测温。

所述钠罐上部定安装有两个或多个吊耳。

所述钠罐底部设置有基座。

本发明的液态金属钠运输储存设备包括初步净化冷阱，钠罐，连接管道及其加热保温装置。初步净化冷阱设置有液态钠进口，出口，内部以不锈钢丝网为过滤网；钠罐使用306L不锈钢制作，包括上封头，筒体，下封头，基座组成，上封头为拱形，其上设置有两根加热棒盲管，气体进出及压力表口，热电偶盲管，高低液位探针，液态钠进口管及吊耳，筒体为圆筒形，下封头为拱形，上下封头与筒体之间采取氩弧焊焊接，保证密封和强度，下封头下侧焊接圆形基座以方便放置和固定；连接管道为306L不锈钢管，以活接头将采钠罐与冷阱以及冷阱与钠罐连接；冷阱，罐体及所有管道外侧均缠有电加热丝及保温层并设置若干热电偶测温，以保证系统运行时温度高于液态钠的熔点。

本发明具有以下优点和有益效果：

1.初步净化冷阱可以对液态金属钠进行初步净化处理，保证钠的纯净；

2.上下封头为拱形，筒体为圆筒形，提高了设备的耐压能力；

3.上下封头与筒体之间采用氩弧焊焊接，保证了强度及密封性；

4.设备之间采用活接头连接，安装拆卸方便且密封性良好；

5.合理布置温度测量点，可监控系统工作温度；

6.采用外加热丝及保温层进行加热保温，可方便控制系统工作温度，确保罐钠的顺利进行；

7.钠罐上部设置氩气空间，方便对金属钠进行保存及调节系统压力。

总之，本装置可以很好的完成液态金属钠的罐装及储存作业，设计合理，结构简单，方便使用操作。

附图说明

图1为本发明组装后的整体结构示意图；

图2为本发明钠罐部分结构示意图；

其中，a为初步净化冷阱；b为液态金属钠入口；c为一号活接头；d为二号活接头；e为连接管；f为三号活接头；g为钠罐；1为吊耳；2为排气口；3为压力表；4为进气口；5为测温热电偶盲管；6为金属钠进出口；7为电加热棒盲管；8为低液位探针；9为高液位探针；10为上封头；11为筒体；12为下封头；13为基座。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2对本发明作进一步详细说明。

参见图1和图2，在罐钠开始前，需通过一号活接头c将采钠容器与初步净化冷阱a入口进行连接，通过二号活接头d将初步净化冷阱a出口与连接管e进行连接，通过三号活接头f将连接管e与钠罐g金属钠进出口进行连接。

设备连接完毕后，应通过进气口4为整个设备充入较低压力的氩气，以置换其中的空气，并分别为初步净化冷阱a，钠罐g及连接管道e缠加热丝，保温棉，并在适当位置布置热电偶。

加热保温装置安装完毕后，通过调压器对加热丝供电，为系统预热，待系统各部分温度均达到200℃-300℃之间时，认为已经满足罐钠条件。

打开采钠容器放钠阀门，液态金属钠将由初步净化冷阱a的液态金属钠入口b流入，依次流经初步净化冷阱a，连接管e，进入钠罐g。随着液态金属钠的注入，低液位探针8对应的指示灯首先变亮，此时需观察钠罐g罐体热电偶读数，确保其在200℃左右，且打开排气口2阀门逐渐放气，维持钠罐g与采钠容器之间的压力差，通过压力表3读数调节放气量及放气速度。待高液位探针9对应指示灯变亮时，关闭采钠容器放钠阀门，并关闭排气口2阀门，停止罐钠。

如只有一个钠罐，可分别打开一号活接头c，二号活接头d，三号活接头f附近保温棉，以使上述位置较快冷却，待温度下降到50℃时，方可对活接头进行分离，并使用配套堵头密封，使设备各部分相互脱离。

如有多个钠罐，则只需要加快三号活接头f附近的冷却速度，使钠罐与系统脱离，从而更换下一个钠罐，即可继续罐钠。

对于从系统脱离的钠罐，需要通过进气口4对其充入一定压力的氩气，以保证金属钠与空气隔绝。待钠罐冷却至常温，认为罐钠过程完成。

罐钠完成后，可以将钠罐进行封装，由专业运输车辆进行运输。

如需要对金属钠进行储存，则可以直接在钠罐内进行储存，只要定期观察氩气压力，当压力不足时补充氩气，即可保证金属钠得到良好储存。

如需要将金属钠灌注到特定容器或者回路中使用，则只需仍按照罐钠时连接安装各设备和加热保温装置。区别只是通过进气口4充入氩气，保持钠罐内压力高于目标容器内压力即可顺利完成钠的灌注。也可以将钠罐直接连接到回路上，作为回路的一部分进行使用。

本液态金属钠运输储存设备已经经过实际错做的检验，证明其安装，调试，使用，操作均非常安全，可靠，方便，且能够对液态金属钠提供很好的储存条件，运输过程中安全性也可以得到充分保证，非常适合作为液态金属钠的运输储存设备。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种液态金属钠运输储存设备，其特征在于：包括钠罐、初步净化冷阱、设置在初步净化冷阱顶部的液态金属钠入口和连接管；所述连接管连接初步净化冷阱和钠罐，在连接管上靠近初步净化冷阱一端设置有二号活接头，在连接管上靠近钠罐一端设置有三号活接头；所述液态金属钠入口上设置有一号活接头。

2.如权利要求1所述液态金属钠运输储存设备，其特征在于：所述钠罐由筒体、上封头和下封头构成；所述上封头上设置有金属钠进出口、测温热电偶盲管、电加热棒盲管、低液位探针、高液位探针和通气管。

3.如权利要求2所述液态金属钠运输储存设备，其特征在于：所述通气管上分别设置有进气口和排气口，在通气管上设置有压力表。

4.如权利要求2所述液态金属钠运输储存设备，其特征在于：所述上封头和下封头都是拱形，筒体为圆筒形。

5.如权利要求1所述液态金属钠运输储存设备，其特征在于：所述钠罐上部设置有氩气空间。

6.如权利要求1所述液态金属钠运输储存设备，其特征在于：所述钠罐、初步净化冷阱和连接管外侧均缠有电加热丝及保温层，并设置若干测温的热电偶。

7.如权利要求1所述液态金属钠运输储存设备，其特征在于：所述钠罐上部安装有两个或多个吊耳。

8.如权利要求1所述液态金属钠运输储存设备，其特征在于：所述钠罐底部设置有基座。