CN105641975B - 一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统，包括水平放置的用于接纳待除气液体的狭长筒形的除气器(4)及分别与除气器(4)顶部相连的待除气液体输送主管线(11)、射流真空喷射器(5)，除气器(4)的顶部中心位置处设有与待除气液体输送主管线(11)相连且插入除气器(4)内的雾化进液装置(3)，除气器(4)的顶部远离中心位置的一侧开有排气口(4‑1)，所述排气口(4‑1)与以压缩空气为工作介质的射流真空喷射器(5)相连；除气器(4)的底部远离中心位置的另一侧开有排液口(4‑2)。本发明提供的真空除气系统具有结构紧凑、维修方便、除气效率高和操作稳定等优点。

Description

一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统

技术领域

本发明属于液体除气系统技术领域，具体涉及一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统。

背景技术

核反应堆设施运行过程中，一回路冷却剂溶解的气体包括：经堆芯辐照分解产生的H₂和O₂等、结构材料腐蚀产生的H₂、元件破损逸出的裂变气体以及溶解的其他气体，为防止裂变气体积聚和爆炸，因此需要对一回路冷却剂进行除气处理，以保证一回路冷却剂液体压力和气体含量在设计范围内。

目前核反应堆设施除气装置或通过辅助蒸汽将待除气水加热到蒸汽压力下的饱和温度后进行热力除气，或以蒸汽或高压水为动力源通过抽气器建立真空除气，上述方式需要配备辅助锅炉房或射水泵及水池，附加投资费用大。

中国实用新型专利申请“一种用于水处理的真空除气装置”(申请号201120235916，公开日2012年4月4日)公开了一种利用抽气射水装置及水泵建立除气器内部的真空的系统；专利实用新型申请“一种真空除气系统”(申请号201220386808，公开日2013年1月30日)公开了一种利用抽真空机组与真空维持泵建立真空的系统；中国实用新型专利申请“真空除气器”(申请号201120533275，公开日2012年12月26日)公开的技术方案主要针对钻井液中的气泡，利用抽气泵建立真空，以排出钻井液中的气体。以上现有技术的缺点或不足之处是：没有雾化进液装置，气体逸出缓慢，液体内部没有扰动，不利于逸出气体的快速排出。不能利用核反应堆设施配套的压缩空气站生产的压缩空气为动力，需要电源和泵来建立除气装置内部的真空。未考虑核反应堆一回路冷却剂含有氢气的情况，不能有效稀释逸出气体的氢气浓度，在失去电源时容易造成氢气聚集。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统，该系统具有结构紧凑、维修方便、除气效率高和操作稳定等优点。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统，包括水平放置的用于接纳待除气液体的狭长筒形的除气器及分别与除气器顶部相连待除气液体输送主管线、射流真空喷射器，除气器的顶部中心位置处设有与待除气液体输送主管线相连且插入除气器内的雾化进液装置，除气器的顶部远离中心位置的一侧开有排气口，所述排气口与以压缩空气为工作介质的射流真空喷射器相连；除气器的底部远离中心位置的另一侧开有排液口。

进一步，所述雾化进液装置包括与待除气液体输送主管线相连的引流管以及与引流管连通并伸入除气器内的若干分流管，分流管上设有用于检漏检堵的远传压力表，分流管的端头连接有可拆卸的雾化喷嘴，且雾化喷嘴位于除气器液面以上。

进一步，除气器的底部中心位置处还连接有压缩空气稀释扰动装置，所述压缩空气稀释扰动装置包括与除气器的底部相连的压缩空气输入管线，压缩空气输入管线进入除气器内的部分连接有多个出气口，且压缩空气输入管线上设有气体过滤器。

进一步，除气器内设有位于排液口与压缩空气稀释扰动装置之间且靠近排液口处的排液口稳流装置，所述排液口稳流装置包括排液口上隔板和排液口下隔板，所述排液口上隔板和所述排液口下隔板均垂直于除气器中轴线设置且二者相对端部分交叠并相隔一定间距，其中，所述排液口上隔板与除气器上半部的内壁相连，且排液口上隔板的顶端低于除气器顶部内壁，所述排液口下隔板与除气器下半部的内壁相连。

进一步，除气器内设有将雾化进液装置的雾化喷嘴与排气口隔开的排气口隔板，所述排气口隔板包括与除气器顶部内壁相连的竖直隔板及与竖直隔板垂直相连且对应于排气口设置的水平隔板。

进一步，所述真空除气系统还包括溢流控制装置，所述溢流控制装置包括与待除气液体输送主管线相连的待除气液体输送旁路管线以及设在除气器上的液位计，待除气液体输送主管线上设有主路调节阀，且待除气液体输送旁路管线与待除气液体输送主管线的连接点位于主路调节阀上游，待除气液体输送旁路管线上设有旁路调节阀，所述液位计与所述主路调节阀和旁路调节阀联动连接。

再进一步，待除气液体输送主管线上设有位于主路调节阀和雾化进液装置之间的液体过滤器。

本发明提供的一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统该系统具有结构紧凑、维修方便、除气效率高和操作稳定等优点。

本发明通过设在除气器顶部的射流真空喷射器带走逸出对的气体并为除气器提供真空度，并通过设在除气器顶部的雾化进液装置将进入除气器的待除气液体变成细小雾状液滴，有利于溶解的气体逸出。在一种优选的实施方案中，雾化进液装置的每个雾化喷嘴与分流管采用快拆连接，进行标准化设计，当检测到某远传压力表信号异常时，可用标准化备件快速更换，以简化检修，减少工作人员受照射时间；在一种优选的实施方案中，本发明在待除气液体输送主管线上靠近除气器进口位置设置液体过滤器，可以有效减少雾化进液装置的堵塞情况；在另一种优选的实施方案中，本发明在除气器底部设置压缩空气稀释扰动装置，增加除气器内液相扰动，有利于溶解的气体逸出，同时利用压缩空气稀释逸出气体，使其氢气浓度保持在安全范围内；在另一种优选的实施方案中，本发明在压缩空气稀释扰动装置的压缩空气输入管线上设置气体过滤器，以避免除气器内的污染待除气液体；在另一种优选的实施方案中，本发明在待除气液体输送主管线上连接待除气液体输送旁路管线并设旁路调节阀，并使旁路调节阀与除气器内的液位计、主路调节阀组成溢流控制装置，保证除气器内部液位不超过设计液位。

当采用本发明的系统处理核反应堆设施一回路冷却剂时，可用核反应堆设施配套建设的压缩空气站产生的压缩空气为动力，不需要其他的加热系统和动力源，以节约成本。

附图说明

图1是本发明提供的一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

如图1所示，本发明所提供的一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统包括水平放置的用于接纳待除气液体的狭长筒形的除气器4及分别与除气器4顶部相连的待除气液体输送主管线11、射流真空喷射器5，待除气液体输送主管线11上设有输送泵17，除气器4的顶部中心位置处设有与待除气液体输送主管线11(节点N01至节点N03)相连且插入除气器4内的雾化进液装置300，除气器4的顶部远离中心位置的一侧开有排气口4-1，所述排气口4-1与以压缩空气为工作介质的射流真空喷射器5相连；除气器4的底部远离中心位置的另一侧开有排液口4-2。

本发明所提供射流真空喷射器5可通过除气器4排气口4-1接出的排气管线(节点N04至节点N05)将聚集的逸出气体排走，并保持除气器4内部有一定的真空度，降低除气器4气体在待除气液体中的溶解度，进一步促使溶解在待除气液体中的气体逸出。

在本发明一种优选的实施方式中，所述雾化进液装置300包括与待除气液体输送主管线11相连的引流管3-1以及与引流管3-1连通并伸入除气器4内的若干分流管3-2，分流管3-2上设有用于检漏检堵的远传压力表(未示出)，分流管3-2的端头连接有可拆卸的雾化喷嘴3-3，且雾化喷嘴3-3位于除气器4液面以上。采用这种结构，待除气液体经过雾化进液装置300时，与雾化喷嘴3-3出口的顶针相互碰撞，或者两股流体互相碰撞，从而破碎成细小液滴，有利于溶解在液体中的气体逸出。此外，在更优选的实施方式中，每个雾化喷嘴3-3与对应的分流管3-2采用快拆连接，二者的结构可采用任何适用的标准化快拆快接设计，当检测到某远传压力表信号异常时，可用标准化备件快速更换，以简化检修，减少工作人员受照射时间。

在本发明一种优选的实施方式中，除气器4的底部中心位置处还连接有压缩空气稀释扰动装置100，所述压缩空气稀释扰动装置100包括与除气器4的底部相连的压缩空气输入管线14，压缩空气输入管线14进入除气器4内的部分连接有多个出气口7，且压缩空气输入管线14上设有气体过滤器6。采用这种结构，通过压缩空气输入管线14(节点N06至节点N07)将压缩空气从除气器4底部通入，经气体过滤器6后进入除气器4内通过多个出气口7喷出，压缩空气进入除气器4内后对除气器4内液相部分产生扰动，有利于溶解在水中的气体进一步逸出。同时，压缩空气经液相部分到达液面以上的气相部分后，能有效稀释除气器4内聚集的气体氢气浓度，使其始终保持在爆炸限以下，保证除气装置安全运行。

在本发明一种更优选的实施方式中，除气器4内设有位于排液口4-2与压缩空气稀释扰动装置100之间且靠近排液口4-2处的排液口稳流装置9，所述排液口稳流装置9包括排液口上隔板9-1和排液口下隔板9-2，所述排液口上隔板9-1和所述排液口下隔板9-2均垂直于除气器4中轴线设置且二者相对端部分交叠并相隔一定间距，其中，所述排液口上隔板9-1与除气器4上半部的内壁相连，且排液口上隔板9-1的顶端低于除气器4顶部内壁，所述排液口下隔板9-2与除气器4下半部的内壁相连。采用这种结构，可保证除气器4排液口4-2处液体流动稳定，液体中溶解的气体已充分逸出。

在本发明一种优选的实施方式中，除气器4内设有将雾化进液装置300的雾化喷嘴3-3与排气口4-1隔开的排气口隔板10，所述排气口隔板10包括与除气器4顶部内壁相连的竖直隔板10-1及与竖直隔板10-1垂直相连且对应于排气口4-1设置的水平隔板10-2。采用这种结构，可以减少雾化的水滴被射流真空喷射器5抽出。

在本发明一种优选的实施方式中，所述真空除气系统还包括溢流控制装置200，所述溢流控制装置200包括与待除气液体输送主管线11相连的待除气液体输送旁路管线1以及设在除气器4上的液位计8，待除气液体输送主管线11上设有主路调节阀15，待除气液体输送旁路管线1与待除气液体输送主管线11的连接点位于主路调节阀15上游，待除气液体输送旁路管线1上设有旁路调节阀16，所述液位计8与所述主路调节阀15和旁路调节阀16联动连接。采用这种结构，当除气器4内部液位达到设定液位时，调整主路调节阀15和旁路调节阀16，使多余流量返回待除气液体输送泵17之前(节点N02至节点N01)，保证除气器4内部液位低于设计液位。

更优选地，待除气液体输送主管线11上设有位于主路调节阀15和雾化进液装置200之间的液体过滤器2，可以有效减少雾化喷嘴3-3堵塞情况。

本发明所述结构并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (5)

1.一种利用压缩空气为动力源的真空除气系统，其特征在于，包括水平放置的用于接纳待除气液体的狭长筒形的除气器(4)及分别与除气器(4)顶部相连的待除气液体输送主管线(11)、射流真空喷射器(5)，除气器(4)的顶部中心位置处设有与待除气液体输送主管线(11)相连且插入除气器(4)内的雾化进液装置(3)，除气器(4)的顶部远离中心位置的一侧开有排气口(4-1)，所述排气口(4-1)与以压缩空气为工作介质的射流真空喷射器(5)相连；除气器(4)的底部远离中心位置的另一侧开有排液口(4-2)；除气器(4)的底部中心位置处还连接有压缩空气稀释扰动装置(100)，所述压缩空气稀释扰动装置(100)包括与除气器(4)的底部相连的压缩空气输入管线(14)，压缩空气输入管线(14)进入除气器(4)内的部分连接有多个出气孔(7)，且压缩空气输入管线(14)上设有气体过滤器(6)；除气器(4)内设有位于排液口(4-2)与压缩空气稀释扰动装置(100)之间且靠近排液口(4-2)处的排液口稳流装置(9)，所述排液口稳流装置(9)包括排液口上隔板(9-1)和排液口下隔板(9-2)，所述排液口上隔板(9-1)和所述排液口下隔板(9-2)均垂直于除气器(4)中轴线设置且二者相对端部分交叠并相隔一定间距，其中，所述排液口上隔板(9-1)与除气器(4)上半部的内壁相连，且排液口上隔板(9-1)的顶端低于除气器(4)顶部内壁，所述排液口下隔板(9-2)与除气器(4)下半部的内壁相连。

2.根据权利要求1所述的真空除气系统，其特征在于，所述雾化进液装置(300)包括与待除气液体输送主管线(11)相连的引流管(3-1)以及与引流管(3-1)连通并伸入除气器(4)内的若干分流管(3-2)，分流管(3-2)上设有用于检漏检堵的远传压力表，分流管(3-2)的端头连接有可拆卸的雾化喷嘴(3-3)，且雾化喷嘴(3-3)位于除气器(4)液面以上。

3.根据权利要求1所述的真空除气系统，其特征在于，除气器(4)内设有将雾化进液装置(300)的雾化喷嘴(3-3)与排气口(4-1)隔开的排气口隔板(10)，所述排气口隔板(10)包括与除气器(4)顶部内壁相连的竖直隔板(10-1)及与竖直隔板(10-1)垂直相连且对应于排气口(4-1)设置的水平隔板(10-2)。

4.根据权利要求1-3任一所述的真空除气系统，其特征在于，所述真空除气系统还包括溢流控制装置(200)，所述溢流控制装置(200)包括与待除气液体输送主管线(11)相连的待除气液体输送旁路管线(1)以及设在除气器(4)上的液位计(8)，待除气液体输送主管线(11)上设有主路调节阀(15)，待除气液体输送旁路管线(1)与待除气液体输送主管线(11)的连接点位于主路调节阀(15)上游，待除气液体输送旁路管线(1)上设有旁路调节阀(16)，所述液位计(8)与所述主路调节阀(15)和旁路调节阀(16)联动连接。

5.根据权利要求4所述的真空除气系统，其特征在于，待除气液体输送主管线(11)上设有位于主路调节阀(15)和雾化进液装置(200)之间的液体过滤器(2)。

Images