技术摘要：
本发明涉及热核聚变领域，特别涉及氢同位素气体的分离，具体涉及一种用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，包括油浴池、油泵、第一油罐和第二油罐；所述油浴池用于容纳分离柱；所述油泵用于将第一油罐或第二油罐中的油抽送至所述油浴池；所述油泵的进口端和/或出口  全部
背景技术：
热循环吸附法(Thermal  Cycling  Absorption  Process，TCAP)是由萨凡纳河实验 室的M.W.Lee首先从理论概念上提出的，并于1994年正式建成并投入运行。TCAP的系统主要 由两部分组成，一是填充了载钯材料的色谱分离柱，另一是空柱（回流柱），两柱的上端用阀 门连通；分离时载钯柱处于半周高温、半周低温的冷热循环中。TCAP除了能够容易地分离氢 氘和氢氚外，还能够分离氘氚，而且分离速度快、效率高；因此，TCAP工艺在很多国家的氚实 验室里都受到了重视，并且一直在研究发展之中。 在TCAP实施过程中，采用电炉或加热板加热会存在分离柱内温度分布不均匀的问 题，影响分离柱内氢同位素的吸附和脱附的均匀性，效果较差。另外，热循环分离柱的温度 区间在-20℃～160℃变化，需要系统能够实现从-20℃到160℃的快速升温和从160℃到-20 ℃的快速降温，而采用电炉或加热板加热，热损耗大，升降温速度慢，效率较低。 采用电炉或加热板的方式，效果差效率低，无法快速高效的进行TCAP的批量处理。
技术实现要素：
本发明的目的在于：针对现有技术中实施热循环吸附法时，用电炉或加热板加热 存在的效果差效率低的问题，提供一种用于热循环分离吸附装置的高低温循环装置。该装 置，通过设置油浴池、第一油罐、第二油罐，并通过油泵实现冷热油的在油浴池内的循环，使 得分离柱在油浴池内温度分布均匀且升降温快速，提升了分离效果和效率。 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为： 一种用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，包括油浴池、油泵、第一油罐和第二 油罐； 所述油浴池用于容纳分离柱； 所述油泵的出口通过进油主管与所述油浴池的进油口连通；用于将第一油罐或第二油 罐中的油抽送至所述油浴池； 所述油泵的进口端和/或出口端设有阀门； 所述油浴池的出油口设有出油主管；所述出油主管包括第一出油主管和第二出油主 管，所述第一出油主管与所述第一油罐的入口连通，所述第二出油主管与所述第二油罐的 入口连通； 所述第一出油主管设有第三阀门，所述第二出油主管上设有第四阀门。在所述油泵进 口端设有阀门，具体为，所述第一油罐的出口通过第一进油管与所述油泵的进口连通，所述 第一进油管上设有第一阀门；所述第二油罐的出口通过第二进油管与所述油泵的进口连 通，所述第二进油管上设有第二阀门； 3 CN 111569658 A 说　明　书 2/7 页 或者，所述油泵出口端设有阀门，具体为，所述进油主管上设有阀门。 通过设置油浴池，将分离柱置于所述油浴池内，实现通过流动介质和分离柱之间 的热传递，通过油泵将第一油罐或第二油罐的流动介质输送至所述油浴池，并通过对阀门 的控制实现升温过程中，油浴池、第一油罐、油泵的热循环，或者实现降温过程中，油浴池、 第二油罐、油泵的冷循环，有效提升了升降温效率。该设备实现了分离柱内温度均匀以及提 升了升降温速率，提升了分离的效果和效率。 作为本发明的优选方案，所述油泵包括第一油泵和第二油泵；所述进油主管包括 第一进油主管和第二进油主管； 所述第一油泵的出口通过第一进油主管与所述油浴池的进油口连通，所述第一油泵的 入口通过第一进油管与所述第一油罐的出口连通； 所述第二油泵的出口通过第二进油主管与所述油浴池的进油口连通，所述第二油泵的 入口通过第二进油管与所述第二油罐的出口连通。 通过两个油泵分别用于升温过程中热循环和降温过程中的冷循环，避免温差过 大，影响油泵的使用寿命和运行的稳定性。 作为本发明的优选方案，所述油浴池的进油口设在所述油浴池的底部，所述油浴 池的出油口设在所述油浴池的顶部。 通过在油浴池上进油口和出油口位置的设置，实现热油或者冷油从油浴池的底部 进入，从顶部排出，在热循环或者冷循环过程中，使得油浴池内充满流动介质，利于分离柱 温度的均匀性和提升升降温变化速度。 作为本发明的优选方案，还包括加热器，所述第一油罐设有第一热交换器，所述第 一热交换器连接所述加热器。 通过加热器和第一热交换器，保持第一油罐的流动介质处于高温状态，且加热器 与第一油罐不直接接触，避免局部受热过高，使得第一油罐内的流动介质的温度更为均匀。 作为本发明的优选方案，还包括制冷机，所述第二油罐设有第二热交换器，所述第 二热交换器连接所述制冷机。 通过制冷机和第二热交换器，保持第二油罐的流动介质处于低温状态，且制冷机 与第二油罐不直接接触，避免局部冷却过强，使得第二油罐内的流动介质的温度更为均匀。 作为本发明的优选方案，还包括支架，所述支架用于安装固定所述油浴池、所述油 泵、所述第一油罐、所述第二油罐以及各连接管道。 通过设置支架，使得整个装置紧凑设置，便于对阀门等部件的操作，也节约了占用 空间。 作为本发明的优选方案，所述油泵为双向油泵。优选的所述双向油泵为双向齿轮 泵。 通过使用双向油泵，在冷热流动介质切换时，将油泵从供油状态切换为吸油状态， 油浴池内的流动介质从油浴池的底部排出，利于排空油浴池内的流动介质，避免了冷热流 动介质接触，减少了冷热流动介质之间的热交换，提升了升降温效率。 作为本发明的优选方案，所述第一进油管和所述第一出油主管之间设有第一回流 管，所述第一回流管上设有第五阀门；所述第二进油管和所述第二出油主管之间设有第二 回流管，所述第二回流管上设有第六阀门。 4 CN 111569658 A 说　明　书 3/7 页 通过设置回流管以及阀门的控制，在双向油泵从油浴池底部将流动介质吸出转移 至高温油箱或者低温油箱时，流动介质可以通过油箱的进油口和出油口两个接口进油。使 得在油浴池的流动介质排空时，能够增加油泵的功率，提升排空速度，从而提升升降温速 率。 作为本发明的优选方案，所述油浴池为中空的圆柱环形状。 即所述油浴池包括筒状外壁、筒状内壁、环状底壁和环状顶壁；所述筒状外壁的上 下两端分别连接所述环状顶壁和所述环状底壁的外侧；所述筒状内壁位于所述筒状外壁 内，所述筒状内壁的上下两端分别连接所述环状顶壁和所述环状底壁的内侧。 通过将油浴池设为中空的圆柱环形，其中空的空间更适用于螺旋形分离柱的形 状，另一方面充分减少了油浴池中流动介质的用量。使得积蓄在油浴池中的流动介质减少， 利于导热介质的快速交换，实现高效的升降温。 作为本发明的优选方案，所述进油主管和所述油浴池之间设有若干个进油支管， 所述若干进油支管均匀的连接于所述油浴池的底面。 通过设置若干个进油支管，使得进入到油浴池中的流动介质在油浴池中的进入点 均匀分散，使得油浴池内流动介质的温度更为均匀。 作为本发明的优选方案，所述第一油罐和所述第二油罐均为密闭箱体。 作为本发明的优选方案，还包括第三油罐，所述第一油罐顶部设有补油口，所述第 三油罐通过管道与所述补油口连通，所述第三油罐能够平衡所述第一油罐内的压力。 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是： 1、本发明的用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，通过油浴池，实现了通过流 动介质与分离柱之间的热交换，保证了分离柱温度的均匀性，通过高温油箱和低温油箱以 及油泵实现了油浴池内流动介质的冷热循环。提升了分离效果和效率。 2、本发明的用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，通过设置两个油泵，热 循环和冷循环分别使用一个油泵，提升了这个装置的运行稳定性。 3、本发明的用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，通过使用双向油泵，在 冷热流动介质切换时，将油泵从供油状态切换为吸油状态，油浴池内的流动介质从油浴池 的底部排出，利于排空油浴池内的流动介质，避免了冷热流动介质接触，减少了冷热流动介 质之间的热交换，提升了升降温效率。 4、本发明的用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，通过设置回流管以及阀 门的控制，在双向油泵从油浴池底部将流动介质吸出转移至高温油箱或者低温油箱时，流 动介质可以通过油箱的进油口和出油口两个接口进油。使得在油浴池的流动介质排空时， 能够增加油泵的功率，提升排空速度，从而提升升降温速率。 5、本发明的用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置，通过将油浴池设为中空 的圆柱环形，其中空的空间更适用于螺旋形分离柱的形状，另一方面充分减少了油浴池中 流动介质的用量。使得油浴池中的流动介质循环次数更多，利于提升升降温效率。 附图说明 图1是本发明用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置的结构示意图。 图2是图1的结构分解示意图。 5 CN 111569658 A 说　明　书 4/7 页 图3是本发明用于热循环吸附分离装置的高低温循环装置的结构（不含支架）示意 图。 图4是图3的另一视角的结构示意图。 图5是本发明实施例1的结构示意图。 图6是本发明实施例2的油浴池结构示意图。 图7是本发明实施例2的油浴池另一视角结构示意图。 图8是本发明实施例3的结构示意图。 图9是本发明实施例4的结构示意图。 图10是本发明实施例5的结构示意图。 图11是本发明实施例6的结构示意图。 图标：1-油浴池；11-进油支管；12-出油支管；13-环状底壁；14-环状顶壁；15-筒状 外壁；16-筒状内壁；2-油泵；21-第一油泵；22-第二油泵；3-第一油罐；301-第三油罐；4-第 二油罐；5-进油主管；51-第一进油主管；52-第二进油主管；61-第一进油管；62-第二进油 管；7-出油主管；71-第一出油主管；72-第二出油主管；73-排空管；8-支架；81-固定板；91- 第一回流管；92-第二回流管；101-第一阀门；102-第二阀门；103-第三阀门；104-第四阀门； 105-第五阀门；106-第六阀门；107-主阀门；108-排空阀门。