[发明专利]一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置

权利要求书

1.一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：该实验装置包括安全壳模拟体、气溶胶注入系统、蒸汽注入系统、喷淋系统、补水系统、凝液收集系统、壁温控制系统、抽真空系统及气溶胶采样及测量系统,所述安全壳模拟体为侧壁带有夹层的筒体结构，其通过所述壁温控制系统对所述安全壳模拟体内部的温度进行控制；气溶胶注入系统可产生气溶胶并输送至所述安全壳模拟体；蒸汽注入系统可为所述安全壳模拟体提供预设温度和流量的饱和蒸汽并使蒸汽均匀注入到所述安全壳模拟体内；所述喷淋系统可喷淋出预设温度的均匀的喷淋液；所述补水系统向所述安全壳模拟体底部的集水坑内部注水，通过电加热器加热集水坑中去离子水产生蒸汽；所述凝液收集系统用于收集安全壳模拟体内的凝液；所述抽真空系统用于根据需要对所述安全壳模拟体抽真空至目标压强；所述气溶胶采样及测量系统用于分析采样的气溶胶的质量浓度和粒径分布。

2.如权利要求1所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述气溶胶采样及测量系统包括光学粒子计数器以及高温荷电低压颗粒物撞击器，通过光学粒子计数器获得气溶胶的粒径分布；利用高温荷电低压颗粒物撞击器获得气溶胶的质量浓度分布，二者结合分析采样的气溶胶的质量浓度和粒径分布。

3.如权利要求1或2所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述喷淋系统包括喷淋水箱、喷淋泵以及集成喷嘴；所述喷淋水箱具有电热器，可在20-90℃范围内调解喷淋液温度。

4.如权利要求3所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述喷淋系统的集成喷嘴底部有大喷嘴，其侧部竖直方向上设有若干路流道，若干路流道分别与水平面呈不同角度向下倾斜，圆周方向上每路流道各有若干个喷嘴支路，每路喷嘴支路流道出口处都连接多向喷嘴，所述多向喷嘴可以自由变化方向。

5.如权利要求4所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述大喷嘴的侧部竖直方向上设有4路流道，流道分别与水平面呈15°、30°、45°、60°向下倾斜，圆周方向上每路流道各有10个喷嘴支路，每路喷嘴支路流道出口处都连接多向喷嘴，所述多向喷嘴可以自由变化方向。

6.如权利要求1所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述安全壳模拟体内外壁面之间的夹层中可流通导热油，对所述安全壳模拟体内壁进行温度控制；夹层由上至下可分为一段或多段控温区，每段控温区配置独立的壁温控制系统，通过壁温控制系统对安全壳模拟体壁温进行整体或者分区控制，所述壁温控制系统包括膨胀箱、注油泵、循环泵、加热器以及冷却器。

7.如权利要求6所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所夹层内具备螺旋形导流板，导流板与夹层形成的螺旋形流道内可流通导热油。

8.如权利要求1所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述气溶胶注入系统包括气溶胶发生器、混合装置以及空气压缩预处理装置；所述气溶胶发生器可制备盐类或粉末类气溶胶，制备完成的气溶胶粒子进入预混罐，空气压缩预处理装置制备高压空气并进行过滤、干燥处理后进入预混罐；预处理后的压缩空气携带气溶胶通过加热器预热至设定温度后进入安全壳模拟体。

9.如权利要求1所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述蒸汽注入系统包括锅炉、分汽缸、加热器以及蒸汽喷嘴；所述的蒸汽喷嘴包括内管以及外部圆锥形喷嘴，内管上均匀布置小孔；外部圆锥形喷嘴靠近顶部位置的侧壁上均匀设置若干喷口，其有效流通面积比不小于0.8。

10.如权利要求1所述的一种安全壳内气溶胶行为研究实验装置，其特征在于：所述气溶胶采样及测量系统还包括干燥器及稀释器；采样气溶胶通过采样管流经干燥器及稀释器，最后进入所述光学粒子计数器进行测量；所述高温荷电低压颗粒物撞击器可在实验装置设计温度范围内对采样气体进行分析，并可采集样品用于后续粒子结构及成分分析。