一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器

技术特征：
1.一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，包括液态铅铋流动管道和固态氧源补充部件，所述液态铅铋流动管道包括主回路管道突扩入口（1）、主回路管道（2）、文丘里管嘴出口（3）、竖直管道装料腔（7）、旁路管道（4）、竖直管道隔离器腔（19）、电动阀门（5）；所述竖直管道隔离腔（19）上部设置了密封法兰（8），用于与固定法兰（9）密封连接；所述竖直管道装料腔（7）管道外壁面设置了加热器（6），可以控制液态铅铋的温度；所述固态氧源补充部件包括固定法兰（9）、卡套连接件本体（10）、卡套紧固件（11）、滑杆（12）、装料桶上孔板（13）、装料桶（14）、装料桶下孔板（17）、装料桶上孔板锁紧孔（18）、氧化铝小球（15）、氧化铅陶瓷小球（16）；所述液态铅铋流动管道中的液态铅铋流动路径为，首先进入主回路管道突扩入口（1），然后同时进入主回路管道（2）和竖直管道装料腔（7），流过主回路管道（2）的液态铅铋流体可直接经过文丘里管嘴出口（3）进入下游系统中，而流入旁路管道（4）液态铅铋流体受到电动阀门（5）的控制，当电动阀门（5）开启时，流入旁路管道（4）液态铅铋流体在文丘里管嘴出口（3）处与流过主回路管道（2）的液态铅铋流体汇合进入下游系统；所述固态氧源补充部件的固定法兰（9）中间穿孔，将卡套连接件本体（10）焊接到固定法兰（9）穿孔上，滑杆（12）上端穿过固定法兰（9）和卡套连接件本体（10），并由卡套紧固件（11）与卡套连接件本体（10）固定其伸缩长度，滑杆（12）下端穿过装料桶（14）的装料桶上孔板（13）与装料桶下孔板（17）焊接；所述装料桶（14）用于填充氧化铝小球（15）和氧化铅陶瓷小球（16），装料桶（14）填满小球形成填充球床后由装料桶上孔板锁紧孔（18）用螺母锁紧装料桶上孔板（13），与装料桶下孔板（17）将填充球床固定在装料桶（14）中；所述固态氧源补充部件工作时由固定法兰（9）带动滑杆（12）将装料桶（14）插入到液态铅铋流动管道的竖直管道装料腔（7）中，当高温的液态铅铋流过竖直管道装料腔（7）时将装料桶（14）中的氧化铅陶瓷小球溶解，氧化铅进入到下游液态铅铋系统，实现液态铅铋固态氧控氧离子交换的目的。2.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，液态铅铋流动管道安装到液态铅铋回路中时主回路管道突扩入口（1）为上游，文丘里管嘴出口（3）为下游，装置需要竖直安装，以竖直管道装料腔（7）方向与重力方向一致为准，安装在整个液态铅铋系统的最高位置处，此时液态铅铋液位刚好没过旁路管道（4），未到达竖直管道隔离腔（19）。3.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，固态氧源补充部件中装料桶（14）的装料桶上孔板（13）和装料桶下孔板（17）为开孔4 mm的滤板，用于固定装料桶（14）中的填充球床形状，氧化铅陶瓷小球（16）是液态铅铋系统的固态氧源，装料桶（14）填充氧化铝小球（15）和氧化铅陶瓷小球（16）时，需按照先填充氧化铝小球（15）、然后填充氧化铅陶瓷小球（16）、最后再填充氧化铝小球（15）的顺序，即氧化铅陶瓷小球（16）需在装料桶（14）中的填充球床中间位置，这是因为氧化铝小球（15）不溶于液态铅铋，氧化铝球床起到过滤作用，防止氧化铅陶瓷小球（16）溶解变小后进入液态铅铋系统内。4.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，电动阀门（5）可以通过调节开度控制流过竖直管道装料腔（7）和旁路管道（4）的液态铅铋流量，进而控制氧化铅陶瓷小球（16）的溶解速率，达到控制氧离子交换速率的目的，液态铅铋系统需要快速增氧时，可以增大电动阀门（5）的开度增加液态铅铋流量。5.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，竖直管道装料腔（7）管道外壁面设置了加热器（6），可以控制此处的温度，温度越高，氧化铅陶瓷小球
（16）的溶解速率越大，氧离子交换速率也越大。6.根据权利要求1所述的一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，其特征在于，固态氧源补充部件不需要工作时，可以拧松与密封法兰（8）密封连接的固定法兰（9）上的卡套紧固件（11），然后提升滑杆（12）带动装料桶（14）向上移动到竖直管道隔离腔（19），此时，填充有氧化铝小球（15）和氧化铅陶瓷小球（16）的装料桶（14）离开液态铅铋流体，达到隔离作用，不需要打开固定法兰（9），有效防止环境对液态铅铋系统的污染。

技术总结
本发明公开了一种液态铅铋固态氧控氧离子交换器，固态氧控氧离子交换器主要包括主回路管道、旁路管道、电动阀门、加热器、竖直管道隔离腔和装料腔、滑杆、固定法兰、密封法兰、装料桶、氧化铅陶瓷小球等部件。液态铅铋流体流入固态氧控氧离子交换器时能够同时流入主回路管道和旁路管道，旁路管道设置了电动阀门，通过电动阀门可以调节旁路管道汇入主回路管道中的流体流量。竖直管道装料腔的外壁面设有加热丝，可以调节此处流过氧化铅陶瓷小球填充床的液态铅铋温度。所述的一种液态固态氧控氧离子交换器可以通过调节旁路管道液态铅铋流体流量和装料腔的液态铅铋温度来控制氧化铅陶瓷小球的溶解速率，从而达到调节液态铅铋溶解氧浓度的目的。解氧浓度的目的。解氧浓度的目的。


技术研发人员：牛风雷 梁瑞仙 涂旭 盛振华 祁睦然 李小波 王译锋 吴浩 朱卉平 刘芳 刘洋
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2022.09.09
技术公布日：2022/11/11