一种熔盐堆液态燃料的制备装置及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109065196A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201810842253.1(22)申请日2018.07.27(71)申请人中国科学院上海应用物理研究所地址201800上海市嘉定区嘉罗公路2019号(72)发明人宋昱龙孙斌左勇汪洋王建强谢雷东(74)专利代理机构上海智信专利代理有限公司31002代理人邓琪宋丽荣(51)Int.Cl.G21C21/00(2006.01)G21C3/54(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种熔盐堆液态燃料的制备装置及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种熔盐堆液态燃料的制备装置，包括：用于对氩气、氢气和氟化氢三股气体的流量进行控制的气路系统；通过氢气对熔盐中的氧化物杂质进行还原、通过氟化氢对熔盐进行氟化脱氧并通过氩气的气压对液态的熔盐进行转移的熔盐制备净化系统；以及对熔盐制备净化系统产生的氟化氢尾气和熔盐尾气进行吸收和滞留的尾气吸收处理系统；其中，气路系统通过进气通路与熔盐制备净化系统连通，熔盐制备净化系统通过出气通路与尾气吸收处理系统连通。本发明还涉及一种熔盐堆液态燃料的制备方法。本发明的制备装置和制备方法可以实现Li、Be、Zr组分稳定、纯度高、杂质含量低的熔盐堆进堆基盐FLiBeZr和添加盐FLiU的制备。CN109065196ACN109065196A权利要求书1/2页1.一种熔盐堆液态燃料的制备装置，其特征在于，该制备装置包括：用于对氩气、氢气和氟化氢三股气体的流量进行控制的气路系统；通过氢气对熔盐中的氧化物杂质进行还原、通过氟化氢对熔盐进行氟化脱氧并通过氩气的气压对液态的熔盐进行转移的熔盐制备净化系统；以及对熔盐制备净化系统产生的氟化氢尾气和熔盐尾气进行吸收和滞留的尾气吸收处理系统；其中，气路系统通过进气通路与熔盐制备净化系统连通，熔盐制备净化系统通过出气通路与尾气吸收处理系统连通，其中，熔盐制备净化系统包括预熔罐、反应罐和接收盘，其中，预熔罐通过进气通路与气路系统连通，预熔罐与反应罐通过第一熔盐管路和第三气体管路连通，反应罐和接收盘通过第二熔盐管路和第四气体管路连通，接收盘通过第五连通气体管路与出气通路连通，其中，第一熔盐管路的两端的管口分别伸入预熔罐和反应罐的底部以通过第一熔盐管路将预熔罐内的熔盐转移至反应罐中，第二熔盐管路的两端的管口分别伸入反应罐的底部和接收盘的上部以通过第二熔盐管路将反应罐内的熔盐转移至接收盘中，第三气体管路的两端分别设置于预熔罐和反应罐的顶部以通过第三气体管路维持预熔罐和反应罐的压力平衡，第四气体管路的两端分别设置于反应罐和接收盘的顶部以通过第四气体管路维持反应罐和接收盘的压力平衡。2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，气路系统包括氢气源、氩气源和氟化氢源，其中，氢气源和氩气源分别通过第一气体管路与进气通路连通，氟化氢源通过第二气体管路与进气通路连通，第一气体管路还包括有连通至第二气体管路以便于对第二气体管路进行吹扫的旁通支路。3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，预熔罐和反应罐用于容纳熔盐的罐体的长径比在4-10的范围内。4.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，第一熔盐管路的伸入反应罐内的管口与反应罐的底壁的距离与第一熔盐管路的管外径的比值在0.5-2的范围内。5.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，熔盐制备净化系统还包括手套箱，其中，预熔罐的顶部法兰、第三气体管路、反应罐的顶部法兰、第四气体管路和接收盘均位于手套箱内以提供无水无氧的环境。6.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，尾气吸收处理系统包括依次连接的缓冲罐、吸收罐和铍处理系统，通过出气通路排出的尾气在通过缓冲罐和吸收罐后进入铍处理系统中进行处理达标后放空。7.一种熔盐堆液态燃料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括步骤：S1，将粉末状第一原料熔盐在无水无氧的环境下混合并装入预熔罐内，通过第一气体管路、进气通路、第三气体管路、第四气体管路和出气通路向预熔罐内通入氩气进行吹扫；加热预熔罐和反应罐进行保温烘焙以除去第一原料熔盐中的自由水和结晶水；继续加热预熔罐和反应罐以使预熔罐内的第一原料熔盐熔融形成第一熔融盐；关闭第三气体管路，通过氩气的压力使预熔罐中的第一熔融盐通过第一熔盐管路转移入反应罐中；S2，停止通入氩气并打开第五连通气体管路，通过第一熔盐管路向反应罐内通入氢气进行鼓泡反应以利用氢气还原第一熔融盐中的氧化物杂质；通过第二气体通路向预熔罐内2CN109065196A权利要求书2/2页通入气态的氟化氢；通过第一熔盐管路向反应罐内通入氢气和氟化氢进行鼓泡净化反应以利用氟化氢脱除第一熔融盐中的氧并利用氢气抑制氟化氢对预熔罐和反应罐的腐蚀，