[发明专利]一种高温热管定量充液装置及方法

说明书

本发明公开了一种高温热管定量充液装置及方法，该装置包括缓冲罐、标定管、液位计、惰性气体罐、真空泵、真空计、压力表、水/氧含量检测计、工质净化回路出口、工质净化回路入口、热管等。本发明结构简单、可靠性高、可实现高温热管的定量充液。

技术领域

本发明涉及相变换热设备技术领域，具体涉及一种高温热管定量充液装置及方法。

背景技术

高温热管采用液态金属作为工作介质，工作温度高于500℃，可应用于航天器热防护、核反应堆系统、高温化学反应釜等装置，具有广阔的应用场景。然而，液态金属一般在室温下为固态，多数液态金属会与空气发生反应产生杂质。此外，高温热管工质的充装一般很难在高温条件定量充装。由于现实因素的限制，高温热管的精细化加工制造存在困难，限制了高温热管性能的提升。本发明针对高温热管的充装过程，提出了一种高温热管充装装置及方法，实现高温热管高质量工质充装。

发明内容

为实现在高温热管的定量化工质充装，本发明提出一种高温热管定量充装装置及方法，本装置结构简化，利用标定管实现高温热管的定量充装，结构简单，应用前景广阔。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种高温热管定量充液装置，包括缓冲罐10、标定管20和清洗剂30；所述缓冲罐10底部通过管道连接标定管20顶部；所述缓冲罐10包括充气阀110、惰性气体罐111、第一气阀120、真空计121、第二气阀130、水/氧含量检测计131、第三气阀140、压力表141、排气阀150和真空泵机组151，缓冲罐10顶部通过充气阀110连接惰性气体罐111，缓冲罐10顶部通过第一气阀120连接真空计121，缓冲罐10顶部通过第二气阀130连接水/氧含量检测计131，缓冲罐10顶部通过第三气阀140连接压力表141，缓冲罐10顶部通过排气阀150连接真空泵机组151；所述标定管20包括工质进口阀210、工质净化回路出口211、第一工质阀220、第二工质阀221、浮子222、液位计223、工质出口阀224、工质净化回路入口225、工质充注阀230、充注连接头231、工质封口阀232和热管234，标定管20侧壁通过工质进口阀210连接工质净化回路出口211，标定管20侧壁通过第一工质阀220连接液位计223，液位计223内部含有浮子222,液位计223侧壁由下到上分别设置有第一工质阀220和第二工质阀221，缓冲罐10侧壁通过第二工质阀221连接液位计223，液位计223底部通过工质出口阀224连接工质净化回路入口225，标定管20底部通过工质充注阀230、充注连接头231和工质封口阀232连接热管234。

所述标定管20的容积为标定值，标定管20底部为锥形或半球形结构，便于工质完全流入工质充注阀230，标定管20内第一工质阀220到工质充注阀230之间的容积小于热管234的最小工质充注容积。

所述充注连接头231可选用法兰或活接头，法兰或活接头中的垫片采用石墨垫片、钢骨架外复石墨垫片或不锈钢垫片。

所述缓冲罐10和标定管20外部设置有加热带以维持内部工质的温度高于工质熔点。

所述惰性气体罐111内储存的惰性气体为氦气、氖气、氮气、氩气、氙气或氮气。

所述热管234充装的工质为银、铅、锂、钠、钾、铷或铯等单质金属或包括熔盐在内的混合物。

所述液位计223可选用磁浮子液位计、超声波液位计、压差液位计、磁翻板液位计、投入液位计、电容液位计、射频液位计、雷达液位计或称重液位计。

所述清洗剂30可选用无水乙醇、异丙醇、去离子水或高压氮气。