1.一种液态金属净化装置,其特征在于:包括储藏罐(1)、管道二(2)、净化管道(3)、管道三(4)、储杂罐(5)、膨胀罐(6)、净化罐(7)和熔化罐(8);
所述储藏罐(1)的顶部设有真空管路(10)和液位计一(11),管道一(14)的一端伸入到所述储藏罐(1)的底部,另一端穿过所述储藏罐(1)的顶部与主回路(9)连接;所述管道一(14)上设置阀门一(15);所述储藏罐(1)的顶部还通过气路一(17)与高压气瓶一(18)连接;
所述气路一(17)上设有气体阀门一(19);
所述储藏罐(1)的侧壁的底部通过所述管道二(2)与所述净化管道(3)的下端相连,所述储藏罐(1)的侧壁的上部通过所述管道三(4)与所述净化管道(3)的侧壁的上部连接,所述净化管道(3)的上端设有所述膨胀罐(6);所述管道二(2)上设有阀门二(21),所述管道三(4)上设有阀门三(41)和流量计(42);
所述膨胀罐(6)的上端采用膨胀罐法兰(61)密封,所述膨胀罐法兰(61)上设有气体自动平衡阀(62)和液位计二(63);所述净化管道(3)内设有吹气管道(64),所述吹气管道(64)的一端伸入到所述净化管道(3)的底部,另一端穿过所述膨胀罐法兰(61)通过气路二(65)连接高压气瓶二(66);
净化装置外部,除所述气路一(17)、所述气路二(65)、所述高压气瓶一(18)和所述高压气瓶二(66)外,均设有加热系统,所述加热系统外包裹有保温层。
2.根据权利要求1所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述净化罐(7)的底部通过管道六(72)与所述储藏罐(1)的顶部连接,所述管道一(14)的位于所述阀门一(15)和主回路(9)之间的管道通过管道七(74)与所述净化罐(7)的侧壁的上部连接;所述净化罐(7)的侧壁的上部通过管道八(82)与所述熔化罐(8)的底部连接;所述管道六(72)上设有阀门五(73);所述管道六(72)和所述管道七(74)之间设有压差计(75),所述管道七(74)上设置阀门六(76);所述管道八(82)上设有阀门七(83)。
3.根据权利要求1所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述净化管道(3)的位于所述管道三(4)和所述膨胀罐(6)之间的管道与管道四(52)的一端连接,所述管道四(52)的另一端与管道五(54)的上端连接,所述管道五(54)的下端通过储杂罐法兰(51)与所述储杂罐(5)连接,所述管道四(52)上设有阀门四(54)。
4.根据权利要求1所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述吹气管道(64)与所述膨胀罐法兰(61)接触处固定连接,所述吹气管道(64)的位于所述膨胀罐法兰(61)和所述气路二(65)之间的管道上设有气体阀门二(67);所述吹气管道(64)的远离所述膨胀罐(6)的一端通过两个卡箍(68)与气路二(65)连接,两个所述卡箍(68)之间设有波纹管(69)。
5.根据权利要求1所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述储藏罐(1)的侧壁的上部和下部分别设有热电偶一(12)和热电偶二(13);所述净化管道(3)的侧壁的下部设有热电偶三(31),所述净化管道(3)的位于所述管道三(4)和所述膨胀罐(6)之间的管道上设有热电偶四(32);所述净化罐(7)的侧壁设有热电偶五(71);所述净化罐(7)的侧壁设有热电偶六(81)。
6.根据权利要求1所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述管道四(52)从左到右由上向下倾斜1~80°。
7.根据权利要求1所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述管道四(52)从左到右由上向下倾斜8~30°。
8.根据权利要求1所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述储藏罐(1)的高径比为2~10。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的液态金属净化装置,其特征在于:所述液态金属为铅铋合金。
10.权利要求4-9任意一项所述的液态金属净化装置的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
(a)关闭阀门七(83)、阀门六(76)、阀门一(15),关闭自动平衡阀(62),气体阀门二(67)、气体阀门一(19),打开阀门五(73)、阀门三(41)、阀门二(21)和阀门四(54),打开真空管路(10),抽气;
(b)然后关闭所述真空管路(10),关闭所述阀门四(54),打开所述气体阀门一(19),充入惰性气体;
(c)接通电源,所述加热丝对整个净化装置进行预热,并控制温度在高于液态金属熔点
20-50℃范围内;
(d)关闭所述阀门一(15)、所述阀门三(41)、所述阀门二(21),打开所述阀门七(83)或者所述阀门六(76),打开所述阀门五(73),液态金属冷却剂由所述熔化罐(8)或者所述主回路(9)进入净化罐(7),经过滤净化后流入储藏罐(1),到达液面一(16),关闭所述阀门五(73),打开所述阀门三(41)和所述阀门二(21),液态金属冷却剂经由所述管道二(2)和所述管道四(4)进入所述净化管道(3),所述储藏罐(1)、所述管道二(2)、所述净化管道(3)和所述管道四(4)形成一个回路,打开所述气体阀门二(67),打开所述自动平衡阀(62),根据所述流量计(42)流速,调节所述高压气瓶二(66)压力,运行一定时间后,关闭所述气体阀门二(67),停止吹气净化;
(e)打开所述气体阀门一(19),调节液面二(33),使其位于所述管道四(52)与所述净化管道(3)连接处以上,关闭所述气体阀门一(19),关闭所述阀门三(41)和所述阀门二(21),打开所述阀门四(54),使吹气净化出来的杂质流入到所述储杂罐(5)中,然后关闭所述阀门四(54),至此完成一次过滤加吹气净化;如主回路准备运行,则打开加热系统,加热所述储藏罐(1)、所述管道四(4)、所述管道二(2)和所述净化管道(3)内的液态金属至熔点以上50℃,打开所述阀门一(15),关所述阀门六(76)和所述阀门五(73),打开所述气阀一(19),调节所述高压气瓶一(18)的输出气压,将所述储藏罐(1)中的液态金属冷却剂压入到主回路(9)中。