CN102565156B - 一种应急冷却水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水冷领域，具体为一种用于高温高压实验的应急冷却水系统。该系统设有单向阀、冷却水箱，单向阀的一端连接冷却水进口，单向阀的另一端通过管路连接参比电极的循环水进口，参比电极的循环水出口通过管路连接工作/辅助电极的循环水进口，工作/辅助电极的循环水出口通过管路连接冷却水箱，冷却水箱通过旁路连接到冷却水回路。该系统可在紧急停水、停电的情况下保护高温电极免受过热损伤，并保证高温高压水循环腐蚀实验系统的安全停机，避免由于意外情况导致的设备损坏和保障实验室人员安全，解决了突然停水、停电导致设备局部过热损伤的问题。本发明具有安装简单，操作方便，安全可靠的特点。
Description
技术领域
本发明涉及水冷领域，具体为一种用于高温高压实验的应急冷却水系统。
背景技术
冷却水广泛应用于设备易于产生大量热量的部件中，将部件产生热量及时带走，从而使其工作在较低的温度，保证系统的安全稳定运行。然而，由于种种原因导致的冷却水停水可导致设备损坏，甚至造成巨大安全隐患和经济损失。
实验室中，通常采用高压釜浸泡和电化学测量等方法来研究核电关键材料在模拟高温高压的水化学环境中的腐蚀行为。在高压釜中进行的高温高压电化学实验需要使用外置高温参比电极和高温工作/辅助电极工作来进行测量(温度范围为300～330℃)。为了保证三个电极和高压釜间的密封和绝缘，需要在电极中采用耐高温高压的高分子密封圈。然而，这些密封圈的最高工作温度为260℃左右，现行的实验温度在320℃，甚至更高的温度。为了防止密封圈发生损坏，必须在高温高压实验过程中往电极中通入冷却水。高温电化学的实验时间少则十几个小时，多则几天，且高压釜温度一旦达到320℃，即便立即停止加热到冷却至200℃以下也需要2～3个小时。然而，由于种种原因，实验室不可避免发生突然停水、停电事件，如没有应急冷却水供应，高温电极密封圈在二十分钟之内就可损坏，导致系统中的高压液体发生泄漏，带来极大的安全隐患。
发明内容
为了避免由于意外情况导致的设备损坏和保障实验室人员安全，本发明的目的在于提供一种应急冷却水系统，解决了突然停水、停电导致设备局部过热损伤的问题。
本发明的技术方案如下：
一种应急冷却水系统，该系统设有单向阀、冷却水箱，单向阀的一端连接冷却水进口，单向阀的另一端通过管路连接参比电极的循环水进口，参比电极的循环水出口通过管路连接工作/辅助电极的循环水进口，工作/辅助电极的循环水出口通过管路连接冷却水箱，冷却水箱通过旁路连接到冷却水回路。
所述的应急冷却水系统，冷却水箱的底部、侧面和顶部开有三个口，底部开口为冷却水箱的进水口，侧面开口为冷却水箱的出水口，顶部开口与大气相连通。
所述的应急冷却水系统，在工作/辅助电极的循环水出口与冷却水箱相通的管路上设有两个三通：三通I和三通II，三通I的第一通与工作/辅助电极的循环水出口通过管路连接，三通I的第二通连至冷却水箱的底部开口，三通I的第三通连接三通II的第一通，三通II的第二通连至冷却水箱的侧面开口，三通II的第三通接到冷却水回路。
所述的应急冷却水系统，各部分之间的连接管路采用耐温200℃以上的硅橡胶管。
所述的应急冷却水系统，在单向阀与参比电极循环水进口相连的管路上设有手动调节阀II。
所述的应急冷却水系统，在单向阀与参比电极循环水进口相连的管路上连接有一旁路，该旁路上设有手动调节阀I。
所述的应急冷却水系统，冷却水箱的安装位置高于参比电极和工作/辅助电极的冷却水用水点。
本发明的有益效果是：
1、本发明可在停水、停电时，通过重力的非能动作用在单向阀和冷却水箱之间的管路中始终保持充满水的状态，使高温电极所能达到的最高温度不超过冷却水常压下的沸点温度，有效防止了高温电极密封圈因超温烧坏，以及由此导致的高温高压液体泄漏事故的发生。
2、本发明通过在冷却水回路高于用水点位置的旁路上设置冷却水箱，具有自动蓄水，应急冷却的特点。
3、本发明可通过通用接头与外部的循环冷却水或者直流冷却水相连接，具有安装简单，操作方便的特点。
4、本发明具有设计简单，可靠程度高，造价成本低的特点。
5、本发明可在同时停水、停电的苛刻情况下使用。
附图说明
图1为应急冷却水系统示意图。
图中，1手动调节阀I；2手动调节阀II；3高温参比电极；4高温工作/辅助电极；5单向阀；6冷却水箱；7底部开口；8侧面开口；9顶部开口；10三通I；11三通II。
具体实施方式
如图1所示，本发明应急冷却水系统主要包括：一个单向阀5、两个手动调节阀(手动调节阀I 1和手动调节阀II2)、一个30L左右的冷却水箱6，单向阀5的一端连接冷却水进口，单向阀5的另一端通过管路连接高温参比电极3的循环水进口，高温参比电极3的循环水出口通过管路连接高温工作/辅助电极4的循环水进口，高温工作/辅助电极4的循环水出口通过管路连接冷却水箱6，冷却水箱6通过旁路连接到冷却水回路。
冷却水箱6的底部、侧面和顶部开有三个口，底部开口7为冷却水箱6的进水口，底部开口7用于进水；侧面(右上侧)开口8为冷却水箱6的出水口，用于防止冷却水溢出；顶部开口9用于和大气相连通，保持常压。
在高温工作/辅助电极4的循环水出口与冷却水箱6相通的管路上设有两个三通：三通I 10和三通II11，三通I 10的第一通与高温工作/辅助电极4的循环水出口通过管路连接，三通I 10的第二通连至冷却水箱6的底部开口7，三通I 10的第三通连接三通II11的第一通，三通II11的第二通连至冷却水箱6的侧面开口8，三通II11的第三通接到冷却水回路。各部分之间的连接管路采用耐温200℃以上的硅橡胶管。
本发明中，在单向阀5与高温参比电极3循环水进口相连的管路上设有手动调节阀II2，手动调节阀II2用于控制管路的启闭；另外，所述单向阀5与高温参比电极3循环水进口相连的管路上连接有一旁路，该旁路上设有手动调节阀I 1。
本发明中，冷却水箱6的安装位置高于高温参比电极3和高温工作/辅助电极4等冷却水用水点。
冷却水自冷却水进口进入，自冷却水出口流回。在正常冷却水循环过程中，冷却水箱6可自动进行蓄水，无须额外的操作步骤。无论是否停水，单向阀5到冷却水箱6之间的管路中始终保持充满水的状态。停水后，高温电极(高温参比电极3、高温工作/辅助电极4所能达到的最高温度不超过冷却水在常压下的沸点，而电极中各个密封部件耐温均超过200℃。
本发明应急冷却水系统操作方法如下：
1、将应急冷却水系统的冷却水进口和冷却水出口与外部的管路相连接；
2、关闭手动调节阀I 1，打开手动调节阀II2；
3、当系统中冷却水开始循环时，冷却水箱6便自动开始蓄水，水流方向如图1中实线箭头所示；
4、一旦外部管路中发生停水，冷却水箱中的水可沿着管路倒流(如图1中虚线箭头所示)，从而保证单向阀5和冷却水箱6之间的管路中保持充满水的状态，保护电极密封圈免受高温烧坏。一旦恢复供水，冷却水循环又可重新恢复，无须人工干预。
5、实验结束后，外部冷却水停止循环。为了便于冷却水管路的清洗，在管路中设置手动调节阀I1，可将冷却水箱6中的水完全排出。
采用本发明系统，可在紧急停水、停电的情况下保护高温电极免受过热损伤，并保证高温高压水循环腐蚀实验系统的安全停机。在停水、停电后，一方面，高温高压水循环腐蚀实验系统自动根据安装在电极上的温度传感器反馈的温度变化信号停止系统的运行；另一方面，应急冷却水系统可通过重力的作用，使单向阀和冷却水箱之间的管路中充满水，避免了电极密封圈因高温烧毁现象发生，具有安装简单，操作方便，安全可靠的特点。
Claims (6)
1.一种应急冷却水系统，该系统设有单向阀、冷却水箱，冷却水箱通过旁路连接到冷却水回路，冷却水箱的安装位置高于参比电极和工作/辅助电极的冷却水用水点，其特征在于：所述单向阀的一端连接冷却水进口，单向阀的另一端通过管路连接参比电极的循环水进口，参比电极的循环水出口通过管路连接工作/辅助电极的循环水进口，工作/辅助电极的循环水出口通过管路连接冷却水箱。
2.按照权利要求1所述的应急冷却水系统，其特征在于：冷却水箱的底部、侧面和顶部开有三个口，底部开口为冷却水箱的进水口，侧面开口为冷却水箱的出水口，顶部开口与大气相连通。
3.按照权利要求1所述的应急冷却水系统，其特征在于：在工作/辅助电极的循环水出口与冷却水箱相通的管路上设有两个三通：三通Ⅰ和三通Ⅱ，三通Ⅰ的第一通与工作/辅助电极的循环水出口通过管路连接，三通Ⅰ的第二通连至冷却水箱的底部开口，三通Ⅰ的第三通连接三通Ⅱ的第一通，三通Ⅱ的第二通连至冷却水箱的侧面开口，三通Ⅱ的第三通接到冷却水回路。
4.按照权利要求1所述的应急冷却水系统，其特征在于：各部分之间的连接管路采用耐温200℃以上的硅橡胶管。
5.按照权利要求1所述的应急冷却水系统，其特征在于：在单向阀与参比电极循环水进口相连的管路上设有手动调节阀Ⅱ。
6.按照权利要求1所述的应急冷却水系统，其特征在于：在单向阀与参比电极循环水进口相连的管路上连接有一旁路，该旁路上设有手动调节阀Ⅰ。
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