[发明专利]一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法

说明书

本发明属于铅基反应堆领域冷却剂工艺和安全技术领域，具体涉及一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法。该装置包括：上端敞口的容器；盖在所述容器的敞口上的盖板；设置在所述盖板下方的筒状壳体，所述壳体的下部中间设置有中间隔板；固定在所述盖板上的出气管道，所述出气管道的下端与所述壳体内连通，所述出气管道的上端依次连通设置有吸除H₂Po气体装置；固定在所述盖板上的氢气注入管道，其下端依次贯穿所述盖板和所述壳体的底板，并伸入到所述中间隔板的一侧，其上端连通有氢气气源；固定在所述壳体内的氧控装置。该技术方案通过双通道的设计实现了除Po和氧控的一体化。

技术领域

本发明属于铅基反应堆领域冷却剂工艺和安全技术领域，具体涉及一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法。

背景技术

在铅基反应堆中，除Po和氧控是分离的两个功能。

在除Po方面，美国麻省理工学院(MIT)采用H₂Po气体分离法来去除液态铅铋中Po，通过一个含液态Pbbi和PbPo容器内注入氢气，另外一个容器进行冷却气体，最后通往捕集器，但未考虑注入氢气导致铅铋流体中氧气浓度急剧下降，进而导致堆内构件腐蚀加剧的问题。美国INEEL国家实验室建立熔盐法除Po实验装置，采用熔融的NaOH与PbPo反应来除Po，但在含Po铅铋冷却剂中引入了新的杂质NaOH等，影响反应堆后期运行。在氧控方面，气相氧控和氧控装置在国际上应用比较广泛，主要通过注入氧气、固相陶瓷配合氧传感器实现氧气控制，包括德国、意大利、日本、中国等，在铅铋实验回路平台、材料腐蚀平台等实验平台上实现技术应用。

综上所述，目前铅基反应堆领域的除Po设计比较复杂，占用反应堆体积，且尚未考虑含Po铅铋冷却剂中的氧控问题和带来的杂质问题。因此，目前尚不存在一种一体化的同时具有除Po和氧控双重功能装置。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种一体化除Po和氧控的装置及除Po的方法。

本发明所提供的技术方案如下：

一种一体化除Po和氧控的装置，包括：

上端敞口的容器；

盖在所述容器的敞口上的盖板；

设置在所述盖板下方的筒状壳体，所述壳体的开口朝下设置，所述壳体的底板与所述盖板固定连接，所述壳体的下部中间设置有中间隔板；

固定在所述盖板上的出气管道，所述出气管道的下端依次贯穿所述盖板和所述壳体的底板，并与所述壳体内连通，所述出气管道的上端依次连通设置有吸除H₂Po气体装置；

固定在所述盖板上的氢气注入管道，其下端依次贯穿所述盖板和所述壳体的底板，并伸入到所述中间隔板的一侧，其上端连通有氢气气源；

固定在所述壳体内的氧控装置，其位于所述中间隔板的另一侧。

基于上述技术方案所提供的一体化除Po和氧控的装置，在中间隔板的两侧分别形成了含Po铅铋冷却剂的上升通道和下降通道。在上升通道设置有注氢气管道，既能够除Po，又可以提供铅铋向上流动的动力。而铅铋向上流动的动力又确保了下降通道内铅铋向下流动。进一步在下降通道设置氧控装置，可以有效解决除Po过程中氧气被氢气消耗的问题。该技术方案通过双通道的设计实现了除Po和氧控的一体化。

进一步的，所述氧控装置包括：固定在所述壳体内的两端封闭的不锈钢筒，所述不锈钢筒竖向设置，其上底连通有进液管，其内部填充有氧化铅小球，其下底连通有出液管，并且，所述出液管的口径小于氧化铅小球的粒径，所述进液管的上端高度低于所述中间隔板的上沿高度。

基于上述技术方案，可以通过氧化铅的质量交换来实现对含Po铅铋冷却剂的补氧。且氧化铅被限制在不锈钢筒中内，不会落入到含Po铅铋冷却剂中。