[发明专利]一种碱金属真空加注装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于活泼金属加注的装置。

背景技术

热管是凭借封闭管内的工作介质反复发生相变(蒸发、冷凝)而进行热量传递的一种高效传热元件，具有蒸发段和冷凝段温差小、相变潜热大、结构简单、无运动部件等特点，是目前颇有发展前途的传热新技术。按照热管管内工作温度区分，热管可分为低温热管(-273-0℃)、常温热管(0-250℃)、中温热管(250-450℃)、高温热管(450-1000℃)等。碱金属热管属于高温热管，其可以承受很高的温度，内部压力却很低，但是制作条件较为苛刻，管必须是耐高温材质，而且对工质的纯度要求较高，管内必须是高真空。

碱金属热电直接转换器(Alkali Metal Thermal to ElectricConverter-AMTEC)是一种新型的热电直接转换技术。该技术主要利用固体电解质(β″-Al₂O₃)的选择渗透性进行工作，中间不经过任何机械部件就可以将热能转化为电能。由于转换器内部无运动部件，故具有无噪音、连续运行数年而无需维修的特点。AMTEC尤其适用于某些需求动力设备绝对可靠，连续运行数年而无需维修的场合，例如外层空间、地球的偏远地区。另外AMTEC内部无需原料的充入，没有废物的排除，因此无体积重量变化，这一特点使其成为不依赖于空气的动力源的最佳选择，适用于水下无人平台等特殊场所。另外，AMTEC技术还可以用于大规模的工业发电，如将垃圾焚烧产生的能量作为AMTEC热量来源，形成“垃圾焚烧+碱金属热电直接转换技术”发电模式；将AMTEC技术应用于太阳能光热发电，形成“太阳能+碱金属热电直接转换技术”新的太阳能热发电模式；AMTEC还可以用于核电领域，将核能作为AMTEC的发电热源，形成“核能+碱金属热电直接转换技术”的发电模式。

碱金属热管、AMTEC等装置内部循环工质是化学性质极为活泼的碱金属，因此对于此类装置，不仅要求装置各部件所用材料具有很强抗腐蚀性，还要求装置内部必须高真空，对工质纯度要求很高，且要加注工质一次成功，否则将可能导致装置整体部件的报废。

发明内容

本发明的目的在于提供克服碱金属性质活泼的特性、确保加注到装置内的碱金属纯净的一种碱金属真空加注装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种碱金属真空加注装置，其特征是：包括机械泵、分子泵、充气阀门、气缸、储料罐、加热器、测量段和试验装置，机械泵与分子泵相连，分子泵上安装气缸，充气阀门安装在气缸上，储料罐连接气缸，加热器安装在储料罐上，试验装置通过管与气缸相连，试验装置还通过测量段与储料罐相连。

本发明一种碱金属真空加注装置还可以包括：

1、所述的机械泵与分子泵之间安装电磁阀。

2、所述的储料罐上安装热电偶接口、手动搅拌器、真空表和充气口。

3、所述的试验装置与气缸之间的管上安装超高真空电离规和阀门。

4、所述的测量段包括两个支路和一个总路，两个支路分别与储料罐连接，总路与试验装置连接，每个支路和总路上分别安装阀门。

本发明的优势在于：本发明能够克服碱金属性质活泼的特性，确保加注到装置内的碱金属纯净，并满足装置内部对真空度的要求，从而达到装置使用要求，保证装置的正常工作。

附图说明

图1为本发明的一种碱金属真空加注装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明包括机械泵A、电磁阀B、分子泵C、充气阀门D、热电偶接口E、手动搅拌器F、充气口G、真空表H、储料罐I、测量段J、超高真空电离规K、试验装置L和加热器M、阀门a～d。机械泵A与分子泵C相连，分子泵C上安装气缸，充气阀门D安装在气缸上，储料罐I连接气缸，加热器M安装在储料罐I上，试验装置L通过管与气缸相连，试验装置L还通过测量段J与储料罐I相连。机械泵A与分子泵C之间安装电磁阀B。储料罐I上安装热电偶接口E、手动搅拌器F、真空表H和充气口G。试验装置L与气缸之间的管上安装超高真空电离规K和阀门d。测量段J包括两个支路和一个总路，两个支路分别与储料罐I连接，总路与试验装置L连接，每个支路和总路上分别安装阀门a～c。管路上的阀门均为高真空阀门，其材质可选择用抗腐蚀性较强的不锈钢。由于整体设备需要至少5×10^-4Pa的高真空度，所以对阀门部分的漏率要求为不大于10^-7Pa·L/s。

本发明装置的具体工作过程为：