液态金属杂质含量测量装置和方法与流程

本申请涉及仪器仪表，具体涉及一种液态金属杂质含量测量装置和方法。

背景技术：

1、液态金属回路在众多工业系统均有应用，例如，在反应堆中常常使用液态金属作为冷却介质。液态金属中的可溶性杂质增加将会导致其使用性能的下降，因此，在使用过程中需要对液态金属杂质含量进行测量。相关技术中通常会选择将液态金属从回路中引出并进行测量，这将需要额外增设管道、阀门等机械部件，导致成本增加。同时，在一些放射性工业系统中，将液态金属引出会导致放射性边界范围扩大，安全性降低，在一些碱金属工业系统中，将液态金属引出将会存在较大的化学风险，例如爆炸等，同样会导致安全性的降低。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或至少部分解决上述问题的一种液态金属杂质含量测量装置和方法。

2、根据本申请实施例的第一个方面，提供一种液态金属杂质含量测量装置，包括：壳体，壳体内形成有冷却腔室，冷却腔室用于容纳冷却介质；连接件，设置在壳体轴向的一端，连接件用于与液态金属回路连接，以将壳体固定在液态金属回路的内部；测量管路，设置在壳体内，测量管路至少部分地穿行在冷却腔室中，测量管路中的液态金属能够被冷却介质冷却，以使液态金属中溶解的杂质析出；动力件，设置在壳体内并与测量管路连接，动力件用于将壳体外的液态金属引入测量管路，并将测量管路中的液态金属引出壳体；流量计，设置在壳体内并与测量管路连接，流量计用于监测测量管路中液态金属的流量；以及测温件，设置在壳体内并与测量管路连接，测温件用于监测测量管路中液态金属的温度，流量和温度用于计算测量管路中的液态金属杂质含量。

3、根据本申请实施例的第二个方面，提供一种液态金属杂质含量测量方法，应用于本申请实施例的第一个方面提供的液态金属杂质含量测量装置，方法包括：开启动力件并调整动力件的功率，使流量计监测到的流量值维持在预设流量；向冷却腔室中通入冷却介质；监测流量值的变化情况；确定所述流量值下降时所述测温件监测到的温度值；基于温度值确定液态金属中的杂质含量。

4、本实施例所提供的液态金属杂质含量测量装置和方法可以直接从液态金属回路的内部完成液态金属杂质含量的测量，而无需将液态金属引出回路进行测量，无需增设管道阀门等，也无需设置电加热等措施来防止液态金属在引出回路后发生凝固，降低了成本并且提高了安全性。

技术特征：

1.一种液态金属杂质含量测量装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述测量管路包括：

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述冷却管包括：

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述测温件设置在所述第二管体靠近所述连接件的一端。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的装置，其中，所述动力件和所述流量计与所述入口管连接。

6.根据权利要求2-4中任一项所述的装置，其中，所述冷却管的外侧设置有多个换热翅片。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述连接件上设置冷却介质入口管和冷却介质出口管，所述冷却介质入口管和所述冷却介质出口管的一端与所述冷却腔室连通，另一端与液态金属回路的外部连通。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述冷却腔室内设置有隔板，所述隔板将所述冷却腔室分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室远离所述连接件的一端连通，所述冷却介质入口管与所述第一腔室连通，所述冷却介质出口管与所述第二腔室连通，所述测量管路至少部分地穿行在所述第一腔室中。

9.一种液态金属杂质含量测量方法，应用于如权利要求1-8中任一项所述的液态金属杂质含量测量装置，方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

11.根据权利要求9所述的方法，还包括：

技术总结
本申请实施例提供一种液态金属杂质含量测量装置，包括：壳体，壳体内形成有冷却腔室，冷却腔室用于容纳冷却介质；连接件，设置在壳体轴向的一端，连接件用于与液态金属回路连接，以将壳体固定在液态金属回路的内部；测量管路，设置在壳体内，测量管路至少部分地穿行在冷却腔室中，测量管路中的液态金属能够被冷却介质冷却，以使液态金属中溶解的杂质析出；动力件，用于将壳体外的液态金属引入测量管路，并将测量管路中的液态金属引出壳体；流量计，用于监测测量管路中液态金属的流量；测温件，用于监测测量管路中液态金属的温度，该流量和温度被用于计算测量管路中液态金属的杂质含量。

技术研发人员：耿晓,禹春利,徐迟,李煦,王景春,赵展,惠媛媛,李文龙
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13