CN100430110C - 钠蒸汽阱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钠蒸汽阱，包括内、外套管，内、外套管间形成冷却气体通道；在内套管内设置筛孔板，筛孔板间放置过滤装置。运行时，通入压缩气体，采用逆流换热的方法来冷凝氩气所夹带的钠蒸汽。本发明所提供的技术方案是通过强制冷凝的方法来捕捉钠蒸汽，处理能力可以大大提高。
Description
本发明属于一种分离装置，具体涉及一种氩气中钠蒸汽捕捉装置。
背景技术
工业中高温液态金属钠常作为一种载热体，并以氩气作为金属钠的保护覆盖气体。为了捕捉来自钠设备气腔中的钠蒸汽，防止氩气管道和阀门被凝固的钠堵塞，必须在钠系统或设备中设置钠蒸汽阱，以保证气体通道畅通。
对钠蒸汽的捕捉方法较多，如停滞法、撞击法、冷凝法、吸附法、化学反应及推斥法等，这些方法各有所长，且大部分的处理能力偏小。例如，在文献“Development of Reflux Vapor Trap for Sodium CooledFast Breeder eactor，J.Nucl.Sci.&TechnologyVol-19.No.12.1982.P.997-1004”中，公开了一种隔板回流式钠蒸汽阱，它包括筒体和设置在筒体内的回流板组件。其中所说的回流板组件是由回流板和回流管组成，利用钠蒸汽与回流板的碰撞作用而被冷凝，并由回流管回流到钠设备中去。由于它是利用平板状回流板来冷凝钠蒸汽，冷凝面积小、路径短，冷凝效果较差。
针对这个问题，中国专利97249431.6提供了一种改进型的钠蒸汽阱。它包括筒体和设置在筒体内的回流板组件，其中所说的回流板组件是由多层碗状回流板间隔重叠组成，每层碗状回流板为一个小碗状回流板反扣着等间隔点焊支撑在一个大碗状回流板上，各层碗状回流板依次用套筒间隔开，并用螺栓和螺母固定。这种结构的钠蒸汽阱单位体积冷凝面积大、路径长，冷凝效果好，因此可将其设计成体积小，结构紧凑的装置，特别适合仪表用钠蒸汽阱。但是，对于大型钠设备来讲，这种结构的完全依靠自然冷却的钠蒸汽阱的处理能力依旧有限，而且结构较复杂，维修、更换较困难，不适宜用于大气流量的大型钠回路。
发明内容
本发明的目的是针对目前所使用的钠蒸汽阱处理能力偏低的问题，提供一种结构简单、处理能力大、适用范围宽的钠蒸汽阱。
一种钠蒸汽阱，包括内、外套管，内、外套管间形成冷却气体通道。在内套管内设置筛孔板，筛孔板间放置过滤装置。运行时，通过外套管的入口通入温度为25～34℃、压力为0.15～0.26MPa、流量为87～98m3/h的压缩空气，采用逆流换热的方法来冷凝由内套管热端进入的氩气所夹带的钠蒸汽。在整个运行过程中，内套管冷端氩气出口温度控制在120～150℃。
本发明所提供的技术方案是通过强制冷凝的方法来捕捉氩气中夹带的钠蒸汽，同时通过控制冷端氩气出口的温度，能有效地避免捕捉到的钠冷却为固体而堵塞钠蒸汽阱，从而能有效地提高钠蒸汽阱的处理能力。同时，该方法所用装置的结构简单，成本较低。
附图说明
图1实施例1所提供的钠蒸汽阱的结构简图
实施例
实施例1
下面将结合附图1对本发明所提供的技术方案作进一步阐述。
如图1所示，一种钠蒸汽阱，包括内套管1、外套管3，内套管1与外套管3之间形成冷却气体通道。在内套管1内，1～5个筛孔板5均匀固定在中心支柱6上，筛孔板5的个数根据处理能力而定。中心支柱6的两端固定在支撑板8上，均匀开有氩气通道的支撑板8固定在内套管1上。在内套管1的各区间填充金属网丝(7)，填充密度为110～130kg/m3。本实施例所采用的金属网丝为50目的304不锈钢金属网丝(7)，填充密度为120kg/m3。
运行时，通过外套管3的入口2通入温度为25℃、压力为0.15MPa、流量为87m3/h的压缩空气。内套管1热端进入的温度为240～260℃、流量为20m3/h夹带钠蒸汽的氩气。在整个运行过程中，内套管1冷端的氩气出口温度控制在120℃。
利用本实施例所提供的技术方案对58吨钠进行转移操作，钠蒸汽阱的最高温升为46℃，对钠蒸汽捕捉明显，满足设计要求。
实施例2
本实施例所提供的钠蒸汽阱的结构同实施例1。只是为了控制内套管1中的氩气温度，防止钠冷却为固体而堵塞钠蒸汽阱，在外套管3的外侧缠绕加热丝来预热和再生。
运行时，通过外套管3的入口2通入温度为30℃、压力为0.2MPa、流量为93m3/h的压缩空气。内套管1热端进入的温度为250℃、流量为20m3/h夹带钠蒸汽的氩气。在整个运行过程中，内套管1冷端的氩气出口温度控制在140℃。
实施例3
本实施例所提供的钠蒸汽阱的结构同实施例2。只是为了便于冷却钠的顺利回收，在钠蒸汽阱与钠设备(热源)之间的管道上缠绕加热丝和保温层。
运行时，通过外套管3的入口2通入温度为34℃、压力为0.26MPa、流量为98m3/h的压缩空气。在整个运行过程中，外套管冷端氩气出口温度控制在150℃。
Claims (5)
1.一种钠蒸汽阱，在内套管(1)内设置筛孔板(5)，筛孔板(5)间放置过滤装置，其特征在于：在内套管(1)的外部设置外套管(3)，内套管(1)与外套管(3)之间形成冷却气体通道；通过外套管(3)的入口(2)通入温度为25～34℃、压力为0.15～0.26MPa、流量为87～98m3/h的压缩气体，采用逆流换热的方法来冷凝由内套管(1)热端进入的氩气中夹带的钠蒸汽。
2.根据权利要求1所述的钠蒸汽阱，其特征在于：所述的过滤装置为50目的304不锈钢金属网丝(7)，填充密度为110～130kg/m3。
3.根据权利要求1或2所述的钠蒸汽阱，其特征在于：在外套管(3)的外侧缠绕加热丝来预热和再生。
4.根据权利要求1所述的钠蒸汽阱，其特征在于：内套管(1)冷端氩气出口温度控制在120～150℃。
5.根据权利要求1或4所述的钠蒸汽阱，其特征在于：在钠蒸汽阱与钠设备之间的管道上缠绕加热丝和保温层。
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