本發(fā)明涉及在線成分監(jiān)測，特別是涉及一種雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鉛冷快堆是采用鉛基液態(tài)金屬(液態(tài)鉛或液態(tài)鉛鉍合金)作為冷卻劑的快中子反應堆，是國際第iv代先進快堆研發(fā)的六種主要堆型之一。鉛冷快堆的中子經(jīng)濟性高，固有安全性強，具有良好的核廢料嬗變和核燃料增殖能力，有廣闊的應用前景。然而，鉛冷快堆在長期運行后，由于冷卻劑氧化、結(jié)構(gòu)管材腐蝕和設(shè)備磨損等情況，鉛基液態(tài)金屬冷卻劑中會產(chǎn)生如pbo、fe3o4、cr2o3、nio及鋼材碎片等成型雜質(zhì)，影響鉛基液態(tài)金屬冷卻劑的熱工性能。部分雜質(zhì)作為夾雜物隨冷卻劑流動遷移，容易沉積在緩流區(qū)或漂浮在自由液面處，導致堆內(nèi)結(jié)垢，甚至堵塞、磨損堆芯，具有較大的安全隱患。

2、目前，主流的液態(tài)金屬中雜質(zhì)分析技術(shù)通過采樣-過濾設(shè)備分離捕集夾雜物，降溫后再對采樣雜質(zhì)進行檢測。但是，現(xiàn)有致力于分離捕集液態(tài)冷卻劑中的成型雜質(zhì)屬于離線分析，通常受取樣位置的影響，誤差較大。此外。捕集后進行雜質(zhì)的離線分析難以獲得高溫、密閉環(huán)境下的真實信息，將離線分析結(jié)果用于判斷堆內(nèi)運行和腐蝕情況存在偏差和滯后性，影響系統(tǒng)運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，主要目的在于解決由于液態(tài)金屬中雜質(zhì)進行離線分析導致的偏差和滯后性的問題。

2、依據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括：嵌入式測量管道和非嵌入式激光裝置；

3、所述嵌入式測量管道的流入接口和流出接口之間設(shè)置激光檢測口；所述激光檢測口用于激光的出入；

4、所述非嵌入式激光裝置包括光路組件和激光收發(fā)組件；所述光路組件將所述激光收發(fā)組件發(fā)射的激光導入所述激光檢測口，并將所述激光檢測口返回的激光導入所述激光收發(fā)組件。

5、可選地，所述激光檢測口的激光入口處設(shè)置透明鏡片和壓緊頂蓋，所述透明鏡片固定在所述激光檢測口和所述壓緊頂蓋之間的安裝槽中；

6、所述激光檢測口的側(cè)壁上開設(shè)進氣口和出氣口，所述進氣口和所述出氣口用于保護氣流過。

7、可選地，所述壓緊頂蓋和所述激光檢測口接觸所述透明鏡片的一端分別設(shè)置密封槽；在所述密封槽中嵌有密封圈，所述密封圈與所述透明鏡片接觸密封；

8、在所述透明鏡片的外圈，所述壓緊頂蓋與所述激光檢測口的接觸面之間設(shè)置環(huán)狀密封墊片。

9、可選地，所述嵌入式測量管道的所述激光檢測口的外壁設(shè)置冷卻套管或冷卻螺旋盤管；

10、可選地，除所述激光檢測口的其余管道外壁設(shè)置保溫部；所述保溫部包括電熱絲、伴熱帶和保溫棉中的至少一種。

11、可選地，在所述流入接口和所述流出接口之間還設(shè)置有輔助儀表接入口；

12、所述輔助儀表接入口至少包括液位傳感器接入口。

13、可選地，在所述流入接口和所述流出接口之間還設(shè)置有取樣口；

14、所述取樣口上能夠拆卸地設(shè)置有取樣頂蓋和密封圈，以密封所述取樣口。

15、可選地，所述系統(tǒng)還包括位置調(diào)節(jié)組件；

16、所述光路組件和所述激光收發(fā)組件固定在所述位置調(diào)節(jié)組件上，以使所述位置調(diào)節(jié)組件帶動射入所述嵌入式測量管道的激光焦點在各方向上移動。

17、可選地，所述光路組件包括反射鏡、二向色鏡和聚焦鏡；

18、所述激光收發(fā)組件發(fā)出的激光依次經(jīng)過所述二向色鏡和所述聚焦鏡投射在所述激光檢測口處的待檢測液面上；

19、所述待檢測液面反射的激光依次經(jīng)過所述聚焦鏡、所述二向色鏡和所述反射鏡投射至所述激光收發(fā)組件中。

20、可選地，所述所述激光收發(fā)組件包括光源模塊、光譜分析模塊和信號控制模塊；

21、所述光源模塊發(fā)射激光至所述二向色鏡上，通過所述二向色鏡的反射及所述聚焦鏡的聚焦將所述激光導入至所述嵌入式測量管道的激光檢測口；

22、所述光譜分析模塊接收所述反射鏡返回的檢測光信號，通過所述檢測光信號對液態(tài)金屬冷卻劑中的雜質(zhì)進行在線分析；

23、所述信號控制模塊根據(jù)所述光譜分析模塊的檢測光信號和所述嵌入式測量管道中的液位高度向所述位置調(diào)節(jié)組件發(fā)送位置調(diào)節(jié)指令。

24、可選地，所述位置調(diào)節(jié)組件包括x、y、z三個軸面上的可移動支架；

25、z軸面上的所述可移動支架固定所述非嵌入式激光裝置，并基于所述信號控制模塊對所述非嵌入式激光裝置進行上下移動；

26、x和y軸面上的所述可移動支架與地面接觸，并基于所述信號控制模塊對所述非嵌入式激光裝置進行前后移動或左右移動。

27、借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案至少具有下列優(yōu)點：

28、本發(fā)明提供了一種雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過在鉛基液態(tài)金屬冷卻系統(tǒng)的主流道或旁路管道中接入嵌入式測量管道，利用非嵌入式激光裝置中的激光收發(fā)組件和光路組件對鉛基液態(tài)金屬冷卻劑進行非接觸式檢測處理。與傳統(tǒng)離線取樣測量相比，本發(fā)明中的嵌入式測量管道具有結(jié)構(gòu)簡單，改造難度小，操作便捷的優(yōu)點。此外，本發(fā)明可以實現(xiàn)對液態(tài)金屬冷卻劑的液面處雜質(zhì)進行快速分析和追蹤，克服了傳統(tǒng)離線取樣測量偏差大及實時性差的缺點。

29、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。

技術(shù)特征：

1.一種雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括嵌入式測量管道和非嵌入式激光裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光檢測口的激光入口處設(shè)置透明鏡片和壓緊頂蓋，所述透明鏡片固定在所述激光檢測口和所述壓緊頂蓋之間的安裝槽中；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述壓緊頂蓋和所述激光檢測口接觸所述透明鏡片的一端分別設(shè)置密封槽；在所述密封槽中嵌有密封圈，所述密封圈與所述透明鏡片接觸密封；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線雜質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式測量管道的所述激光檢測口的外壁設(shè)置冷卻套管或冷卻螺旋盤管；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，在所述流入接口和所述流出接口之間還設(shè)置有輔助儀表接入口；所述輔助儀表接入口至少包括液位傳感器接入口。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，在所述流入接口和所述流出接口之間還設(shè)置有取樣口；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括位置調(diào)節(jié)組件；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述光路組件包括反射鏡、二向色鏡和聚焦鏡；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述激光收發(fā)組件包括光源模塊、光譜分析模塊和信號控制模塊；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述位置調(diào)節(jié)組件包括x、y、z三個軸面上的可移動支架；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括嵌入式測量管道和非嵌入式激光裝置；所述嵌入式測量管道的流入接口和流出接口之間設(shè)置激光檢測口；所述激光檢測口用于激光的出入；所述非嵌入式激光裝置包括光路組件和激光收發(fā)組件；所述光路組件將所述激光收發(fā)組件發(fā)射的激光導入所述激光檢測口，并將所述激光檢測口返回的激光導入所述激光收發(fā)組件。本發(fā)明雜質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)離線取樣測量偏差大及實時性差的缺點，實現(xiàn)了對液態(tài)金屬液面處雜質(zhì)的實時在線監(jiān)測、分析及追蹤。

技術(shù)研發(fā)人員：唐海榮,王蘇豪,張顯均,蘭治科,王盛,李瑩,岳倪娜,婁芮凡
受保護的技術(shù)使用者：中國核動力研究設(shè)計院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19