ОИВЛИОТГ-КЛ Советский патент 1970 года по МПК G21C17/25 G21C19/313 

Изобретение относнтся к устройствам для очистки жидкометаллнческих циркуляционных систем.

Известно, что расплавленные щелочные металлы, исиользуемые в качестве теилоносителей ядериых реакторов, содержат разнообразные вредные нримеси. Очистка металла может осуществляться путем кристаллизации примесей из раствора ири охлаждеиии с помощью кристаллизаторов-накоиителей, или холодиых ловушек. Эффективность работы кристаллизатора-накопителя характеризуется скоростью очистки теплоносителя в системе, остаточной концентрацией примесей в очищенном металле и емкостью по накопляемым примесям, для чего объем ловущки разделен на три части: зону охлаждения, отстойник и зону фильтрации.

Опыт эксплуатации иоказал, что гидравлическое сопротивление в таких ловущках возрастает из-за закупорки зоны охлаждения, особенно ири иовыщенных концентрациях кислорода в натрии. Поскольку преимущественная кристаллизация примесей происходит в зоне охлаждения, а не равномерно но всему объему ловушки, нельзя увеличить объем ловушки, состоящей из трех зон. Кроме того, расход металла через ловущку необходимо ограничивать, чтобы не допустить уноса иримесей из ловущки.

Экспериментальные исследования иривели к выводу, что иаиболее эффективной должна быть однозоиная ловушка, в которой обеспечена конвективная диффузия примесей в зону кристаллизации-накопления при соблюдении условий:

1. Поле температур по длине ловушки удов d4 ,.

летворяет требованию -;-;;- ;U.

йл-2

2.По мере иакопления иримесей в ловушке зоиа охлаждения перемещается.

3.Обеспечен конвективный поднос примесей в зону кристаллизации-накопления.

Предложенный кристаллизатор-накоиитель обеспечивает высокую скорость очистки, больщую емкость по накопляемым примесям и глубииу очистки, соответствующую концентрации насыщения ири минимальной температуре теплоиосителя в ловушке.

Для этого на внутренней иоверхности охлаждаемого корпуса расположен ряд параллельных ребер, выполненных из высокотеплопроводного материала, снабженных отверстием для ирохождения тенлоносителя.

На чертел е изображен предлагаемый кристаллизатор-накопитель, состоящий из донышек 1 с патрубками 2 для очищаемого теплоиосителя, корпуса 3, кольцевых ребер-диафвнешнюю 5 и внутреннюю 6 обечайки с натрубками 7 для хладагента н спираль 8. Ребрадиафрагмы разделяют объем кристаллизаторанакопителя на дисковые ловушки.

Кристаллизатор-накопитель работает следуюш,им образом.

Очищаемый металл поступает по центральному патрубку снизу.. Расход металла соответствует турбулентному режиму течения на входе. За счет резкого расширения сечения происходит дополнительная турбулизация потока по всему сечению полости, что улучшает поднос прнмесейк«холодным поверхностям- центрам кристаллизации. Потерявший часть примесей жидкий металл, смешиваясь с потоком, проходит во вторую полость, где процесс выкристаллизации примесей из раствора повторяется и т. д. . .

Таким образом,. ,.в. ловушке осуществляется направлеии-айТсрйст лйзация примесей в направлении «зона.охлаждения - вход металла. Поскольку выкр.исталлизоваиная примесь имеет малую теплОпровбдность, то при постоянной мощности охлаждения большая часть тепла начинает сииматьсячерез ребро. Темиературное поле изменяется таким образом, что

минимальная температура иа ребре сдвигается на поверхность осадка прнмесей. Следовательно, благодаря применению ребер из высскотеплопроводного материала холодная зона автоматически и непрерывно сдвигается в процессе иакоплеиия примесей, обеспечивая эффективиые условия очистки.

Пспытаиия показали, что время выхода

кристаллизатора-накопителя иа рабочий режим составляет примерно 20 мин и колебания

температуры, расхода металла и концеитрацни не влияют на его работу.

Предмет изобретения

Кристаллизатор-накопитель, например, для очистки жидкометаллическнх теплоносителей от примесей и иродуктов коррозии системы, состоящий из охлаждаемого корпуса и трубопроводов для подвода н отвода теплоносителя,

отличающийся тем, что, с целью улучшения очистки путем создания турбулнзацнп потока теплоносителя, на внутренней поверхности охлаждаемого корпуса расположен ряд параллельных ребер, выполненных из высокотеплопроводного материала, снабженных отверстием для нрохождения теплоносителя.

-ft

Ч -J