[实用新型]一种螺旋式超临界水细颗粒物离心脱除装置

说明书

本实用新型公开了一种螺旋式超临界水细颗粒物离心脱除装置，该装置包括依次连接的监测区域I、脱除区域和监测区域II，脱除区域包括用于分流超临界水的分流板和细颗粒物吸附系统，细颗粒物吸附系统包括若干个相通的脱除管，脱除管内设有能够产生离心力的环形管道，脱除管内壁上设有用于吸附细颗粒物的吸附层，脱除区域还设有冷却系统，冷却系统包括冷却管道、在冷却管道中流通的冷却剂以及冷却剂入口和冷却剂出口，超临界水进入脱除区域的脱除管，在离心力、热泳力、湍流力和扩缩效应等力学综合作用下对超临界水中的细颗粒物进行强力脱除。本实用新型的脱除装置结构简单、成本低且能够起到良好的脱除效果，保证反应堆的安全性和运行效率。

技术领域

本实用新型属于包括核电在内的能源领域和机械设备领域，涉及反应堆中高温水、超临界水、超超临界水、超临界二氧化碳等高温高压流体中细颗粒杂质的脱除，具体涉及一种螺旋式超临界水细颗粒物离心脱除装置。

背景技术

超临界水堆(SCWR)是六种第四代核反应堆中唯一以轻水做冷却剂的反应堆，它是在现有水冷反应堆技术和超临界火电技术基础上发展起来的革新设计。与目前运行的水冷堆相比，它具有系统简单、装置尺寸小、热效率高、经济性和安全性更好的特点。核反应堆在运行过程中，其内部堆内构件、燃料棒等部件会产生众多的细小颗粒，这些细小颗粒物会对管道产生流体加速腐蚀、化学腐蚀、物理磨损、磨蚀-腐蚀等，这些效果的交织发生，对管道寿命产生严重影响，并可能破坏一回路的完整性。

当前涉及细颗粒物的脱除方法有很多，例如，专利申请号201410362683.5公开了一种声凝聚与旋风分离联合作用微细颗粒物脱除装置及方法，申请号201510488310.7公开了一种烟气中可吸入颗粒物和细颗粒物的脱除装置与方法等，主要针对空气中颗粒物的脱除，不适用于超临界水中颗粒物的脱除。

申请号201810260458.9公开了一种超临界系统非能动颗粒物脱除装置，其通过搅拌叶使流体产生强烈的龙卷风式流体漩涡，使得颗粒物汇聚到管道中心位置进行脱除，这种脱除方式较为单一，且颗粒物同时受到离心作用，不会全部被牵引到漩涡中心进行脱除，脱除效率低。申请号2018219224120公开了一种重力式超临界水细颗粒热泳脱除装置，其通过温度差，利用重力和热泳力吸附细颗粒物，由于超临界水自上而下经过该装置，细颗粒物与超临界水之间的摩擦力将远大于其自身重力，且受到横向热泳力的作用，受力紊乱，很难达到理想的脱除效果。

由于上述问题的存在，针对超临界水堆中存在的细颗粒杂质，本发明人对现有的超临界水中细颗粒物的脱除技术进行研究和改进，设计出一种脱除效果好的螺旋式超临界水细颗粒物离心脱除装置。

实用新型内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种螺旋式超临界水细颗粒物离心脱除装置，该装置通过脱除区域对超临界水中的细颗粒物杂质进行脱除，超临界水在进入该装置脱除区域的脱除管时，会受到离心力为主，扩缩效应、湍流力和热泳效应等力为辅的综合作用下产生的强力，使细颗粒物被吸附至脱除管内壁的吸附层上，从而实现对细颗粒物进行脱除，本实用新型的装置结构简单、成本低且脱除效果好，提高超临界水堆的效率和安全性，满足实验需求及工程应用，从而完成本实用新型。

本实用新型的目的在于提供一种螺旋式超临界水细颗粒物离心脱除装置，该装置包括依次连接的监测区域I、脱除区域和监测区域II。

其中，监测区域I包括流量计I和可视窗I，监测区域II包括流量计II和可视窗II，流量计I和流量计II用于监测所述装置中超临界水的流量，可视窗I和可视窗II用于监测所述装置中超临界水中细颗粒物的浓度，超临界流体依次经过可视窗I、流量计I进入所述装置，依次经过流量计II和可视窗II离开所述装置。

其中，脱除区域包括用于分流超临界水的分流板和细颗粒物吸附系统。

分流板位于监测区域I和细颗粒物吸附系统之间，超临界水经过可视窗I和流量计I进入分流板。