Le réacteur expérimental en métal liquide est un équipement à haute température et haute pression spécialement conçu pour traiter les réactions en métal liquide, dont la structure et le principe sont les suivants:
I. structure de base
Corps du chaudron et couvercle du chaudron
Matériaux: les matériaux métalliques résistants aux hautes températures et à la corrosion tels que l'acier inoxydable, les alliages de titane ou les alliages à base de nickel sont généralement utilisés pour résister aux températures élevées (jusqu'à des centaines et des milliers de degrés Celsius) et à la corrosion chimique des métaux liquides.
Conception d'étanchéité: le corps de la cuve et le couvercle de la cuve sont reliés par une bride, avec un joint métallique ou une structure d'étanchéité spéciale (par exemple, un joint magnétique) pour assurer aucune fuite sous haute pression.
Interface: avec entrée d'alimentation, sortie d'alimentation, fenêtre d'observation, port de thermomètre, port de manomètre, etc., facile à utiliser et à surveiller.
Dispositif d'agitation
Type: Choisissez le type d'agitateur en fonction de la viscosité du métal liquide, comme le type d'ancrage, de pale, de turbine ou de courroie d'hélice.
Mode d'entraînement: l'arbre d'agitation est entraîné par transmission à couplage magnétique ou transmission mécanique étanche pour éviter les fuites de médias.
Fonction: permet au métal liquide de bien se mélanger, améliore la vitesse de réaction et l'uniformité tout en empêchant la précipitation ou la surchauffe locale.
Systèmes de chauffage et de refroidissement
Mode de chauffage:
Chauffage électrique: des éléments chauffants électriques sont installés sur la paroi extérieure du corps de la cuve pour transférer la chaleur par rayonnement thermique.
Chauffage par induction: utilisez le principe de l'induction électromagnétique pour chauffer directement le métal liquide, avec une efficacité élevée et une température uniforme.
Chauffage à l'huile conductrice de chaleur: le chauffage indirect est obtenu en faisant circuler de l'huile conductrice de chaleur à haute température dans une chemise ou un serpentin à l'aide d'une pompe de circulation.
Méthode de refroidissement:
Refroidissement à double enveloppe: dans l'enveloppe, on introduit de l'eau de refroidissement ou de la saumure réfrigérée pour absorber la chaleur à l'intérieur de la cuve.
Refroidissement par tube froid interne: un tube de refroidissement est placé à l'intérieur de la cuve pour refroidir directement au contact du métal liquide.
Système de contrôle de la température et de la pression
Contrôle de la température: équipé d'un capteur de température de haute précision et d'un module de contrôle de la température PID, il surveille et régule l'unité de chauffage ou de refroidissement en temps réel, assurant une plage de fluctuation de température ≤ ± 1 ℃.
Contrôle de pression: surveiller la pression à l'intérieur de la cuve par le capteur de pression et la soupape de sécurité, décompression automatique en cas de surpression, pour garantir la sécurité.
Dispositifs de sécurité
Soupape de sécurité: s'ouvre automatiquement lorsque la pression dépasse la valeur de consigne, libérant la pression.
Disque de rupture: comme dispositif de protection secondaire, rupture de décompression dans les cas extrêmes.
Structure antidéflagrante: adopter un moteur antidéflagrant et des composants électriques antidéflagrants pour éviter les accidents causés par des étincelles électriques.
II. Principe de fonctionnement
Préparation de la réaction
Le métal liquide ou autre matériau réactionnel est ajouté proportionnellement à l'intérieur du bac par l'orifice d'alimentation.
Fermez le couvercle de la cuve et vérifiez l'étanchéité pour vous assurer qu'il n'y a pas de fuites.
Chauffage et agitation
Démarrez le système de chauffage pour augmenter la température à l'intérieur de la cuve à la valeur désirée pour la réaction (par exemple, la température de fusion, d'alliage ou de réaction chimique).
Démarrez le dispositif d'agitation pour que le métal liquide soit bien mélangé, ce qui facilite les processus de transfert de chaleur et de masse.
Contrôle du processus de réaction
Les conditions de réaction sont surveillées et régulées en temps réel par un système de contrôle de la température et de la pression qui garantit que la réaction se déroule dans un environnement stable.
L'introduction d'un gaz inerte tel que l'argon au besoin protège le métal liquide contre l'oxydation ou la pollution.
Fin de réaction et sortie
Une fois la réaction terminée, le chauffage et l'agitation sont arrêtés et la température à l'intérieur de la cuve est réduite à une plage de sécurité par un système de refroidissement.
Ouvrez l'orifice de sortie, égouttez le produit et effectuez un traitement ou une analyse ultérieure.
Iii. Domaines d'application
Le réacteur expérimental en métal liquide est largement utilisé dans les domaines suivants:
Recherche sur les matériaux métalliques: préparation des alliages, fusion, traitement thermique, etc.
Développement de nouvelles sources d'énergie: matériaux de batteries lithium - ion, matériaux de cellules solaires et autres recherches liées aux métaux liquides.
Aérospatiale: recherche et développement et essais d'alliages à haute température, de matériaux métalliques spéciaux.
Domaine de l'énergie nucléaire: traitement du combustible nucléaire, recherche sur les métaux liquides radioactifs.