[发明专利]液态金属钠高功率加热系统及加热方法

摘要

液态金属钠高功率加热系统及加热方法，包括四个高功率加热器，每个加热单元包括电加热器，进口阀、出口阀、旁通阀，每个加热单元之间串联连接；每个加热器中液态金属钠在立式螺旋形盘管中流动，盘管内部和外部分别布置有镍络合金制成的加热丝，对盘管中流体进行内外辐射加热；液态金属钠管道全程没有贯穿件和焊缝，同时电加热系统引入了氮气保护，隔绝了空气及其他气体与液态钠的反应，最大程度上减小了钠泄漏的风险和少量钠泄漏的后果；整个加热系统功率调节采用通断式、高功率粗调、低功率细调的“三步走”方案，并引入了自动反馈调节，使得整个加热系统的钠出口温度能够达到实验工况的要求。整个加热系统经济高效、安全可靠，可操作性强。

主权项

1.一种液态金属钠高功率加热系统，其特征在于：包括四个依次串联连接的高功率加热器及其连接管道；液态金属钠进入加热系统，首先进入第一个三通接口，第一个三通第一出口通过第一入口阀(101)连接第一高功率加热器(1)的入口端，第一个三通第二出口连接第一旁通阀(301)；第一高功率加热器(1)出口端连接第一出口阀(401)，第一出口阀(401)后端管线与第一旁通阀(301)后端管线交汇后连接第二个三通接口，后续管线以相同结构连接其它高功率加热器；旁通阀和旁通管线主要用于两类工况，其一为当钠所需加热功率较低时，液态金属钠不需要流经高功率加热器，从而减小流动阻力；其二为当某个高功率加热器需要在线检修，加热系统还需继续在线工作时，则液态金属钠绕过此需要在线检修的高功率加热器；以上第一高功率加热器(1)、第一入口阀(101)、第一出口阀(401)以及第一旁通阀(301)构成第一加热单元；第二高功率加热器(2)、第二入口阀(102)、第二出口阀(402)以及第二旁通阀(302)构成第二加热单元，以此类推，构成四个加热单元，每个加热单元的结构均相同；每个加热单元均在外层包裹保温棉，启动时使整个加热系统温度达到钠的凝固点以上，防止钠的凝固造成的堵管事故；还包括与每个高功率加热器连接的PLC控制柜(5)，以及与PLC控制柜(5)连接的控制系统(6)。