[发明专利]一种用于聚变堆液态金属包层在线提氚的真空雾化螺旋喷嘴装置及方法

摘要

本发明公开了一种用于聚变堆液态金属包层在线提氚的真空雾化螺旋喷嘴装置及方法，聚变堆包层内载氚高温液态金属铅锂从母管经回路注入真空罐上部，通过调节筛板装置内真空雾化螺旋喷嘴的数量和孔径来调整液态铅锂的质量流率。液态铅锂在重力、离心力和表面张力作用下，通过螺旋喷嘴雾化成小液滴下落至真空罐下部，铅锂小液滴在下落过程中以分子形态传输至表面并进入真空，由真空泵抽出至氚处理与循环系统。提氚后落入真空罐下部的高温液态铅锂与二回路换热后再进入液态包层，形成下一次循环。本发明具有结构简单、成本低、质量流率可调、氚渗透率低和提氚效率高等显著优点，可有效解决聚变堆液态金属包层高效在线提氚的难题。

主权项

1.一种用于聚变堆液态金属包层在线提氚的真空雾化螺旋喷嘴装置，其特征在于，包括：聚变堆液态金属铅锂包层(1)、液态铅锂回路(2)、回路控制阀(3)、真空罐(4)、筛板装置(5)、螺旋喷嘴与控制阀阵列(6)、真空泵(7)、热交换器(8)、第一高温电磁泵(9)、第二高温电磁泵(9’)、第一数字电磁流量计(10)、第二数字电磁流量计(10’)、液位计(11)、第一压力变送器(12)、第二压力变送器(12’)、第一组k型铠装热电偶(13)、第二组k型铠装热电偶(13’)、第三组k型铠装热电偶(13”)、真空计(14)、数据采集卡(15)和计算机(16)；聚变堆液态金属铅锂包层(1)的母管与液态铅锂回路(2)入口联接，液态铅锂回路(2)出口联接至真空罐(4)上部，回路控制阀(3)、第一数字电磁流量计(10)和第一压力变送器(12)安装于液态铅锂回路出口段，第一组k型铠装热电偶(13)的3个k型铠装热电偶按周向均匀布置于筛板装置(5)上端由液态铅锂回路(2)流入的液态金属铅锂中；筛板装置(5)位于真空罐(4)内，螺旋喷嘴与控制阀阵列(6)安装于筛板装置(5)内的各个筛板孔中，螺旋喷嘴与控制阀阵列(6)的螺旋喷嘴出口位于筛板装置(5)底部端面；真空泵(7)和真空计(14)连接至真空罐(4)，液位计(11)位于真空罐(4)下部液态铅锂液面上，第二组k型铠装热电偶(13’)的3个k型铠装热电偶按周向均匀布设于真空罐(4)下部内侧；真空罐(4)下部液态铅锂出口与第一高温电磁泵(9)相连接，第一高温电磁泵(9)的出口端与热交换器(8)入口端相连接，热交换器(8)的出口端与第二高温电磁泵(9’)的入口端相连接，第二高温电磁泵(9’)的出口端与聚变堆液态铅锂包层(1)的母管入口相连接，第二数字电磁流量计(10’)、第二压力变送器(12’)和第三组K型铠装电偶(13”)安装于聚变堆液态铅锂包层(1)的母管入口段；数据采集卡(15)的输入端分别联接至螺旋喷嘴与控制阀阵列(6)、第一组k型铠装热电偶(13)、第二组k型铠装热电偶(13’)和第三组k型铠装热电偶(13”)、第一压力变送器(12)和第二压力变送器(12’)、液位计(11)、真空计(14)以及第一数字电磁流量计(10)和第二数字电磁流量计(10’)，数据采集卡(15)输出端连接至计算机(16)。