CN109911980A - 一种螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置及脱除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置及脱除方法，属于包括核能在内的能源领域及机械设备领域，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，超临界水首先经过监测区域I，监测超临界水中细颗粒物的浓度和流动状态，然后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，然后进入监测区域II，检测超临界水的流动状态及细颗粒物浓度，完成脱除过程。本发明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。

Description

一种螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置及脱除方法

技术领域

本发明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脱除装置及脱除方法。

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脱除装置。

发明内容

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，本发明的装置结构简单、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，从而完成本发明。

本发明的目的一方面在于提供一种螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置，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。

其中，细颗粒物吸附系统包括若干个相通的脱除管，所述脱除管的轴线与超临界流体的流动方向平行，超临界水经过分流板分流进入到脱除管中，脱除管对超临界水中的细颗粒物进行脱除。

其中，脱除管内设有能够产生离心力的环形管道，优选为螺旋式管道，更优选地，所述脱除管为螺旋管。

其中，脱除管内壁上设有用于吸附细颗粒物的吸附层，所述吸附层由气凝胶材料构成，所述气凝胶材料为无机气凝胶和/或有机高分子气凝胶。

其中，在脱除区域还设有冷却系统，所述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，冷却剂与脱除管外壁接触，冷却剂由冷却剂入口进入冷却管道中，并由冷却剂出口流出，形成循环冷却。

其中，流量计I、流量计II和可视窗I、可视窗II的可视段由耐高温玻璃构成，且外部包裹金属材料。

本发明的目的另一方面在于提供一种超临界水细颗粒物脱除方法，该方法是采用本发明第一方面所述的螺旋式超临界水细颗粒脱除装置实现的，该方法包括以下步骤：

步骤1、安装螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置；

步骤2、开启冷却系统，使超临界水从进入所述脱除装置中，依次经过可视窗I、流量计I，并经分流板分流进入到脱除管中，对超临界水中的细颗粒物进行脱除，然后流经流量计II和可视窗II，离开所述脱除装置；

步骤3、脱除结束。

本发明所具有的有益效果为：

(1)本发明提供的螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置，在脱除区域的脱除管设有环形管道(例如螺旋管)，能够使得进入脱除管的超临界水受到离心力为主的力学作用，以水平力为主，重力对细颗粒物的影响因素可忽略，能够最大程度的促使超临界水中的细颗粒物在离心力作用下被脱除至脱除管的管内壁上，实现细颗粒物的脱除，提高超临界水堆的效率和安全性，对超临界水堆的高效及安全运行具有重要意义；

(2)本发明提供的脱除装置中，超临界水经过分流板分流并进入到若干个脱除管中，超临界水的流动截面突变，超临界水脱除管中的运动过程复杂，且由于冷却剂的循环导致脱除管内外产生温度差，从而使得超临界水受到扩缩效应、湍流力和热泳效应等为辅的综合力的作用，促使超临界水中的细颗粒物被脱除至脱除管的管内壁上；

(3)本发明提供的脱除装置中脱除管内壁上设有吸附层，可进一步加强对细颗粒物的脱除效果，保证超临界水的安全稳定流动；

(4)本发明提供的脱除装置结构简单、操作方便，脱除效果好，且采用该装置进行超临界水细颗粒的脱除方法简单、高效，能够提高超临界水反应堆的运行效率、安全性、超临界水的纯净度及延长设备的使用寿命；

(5)本发明提供的脱除装置，可对细颗粒的化学性质没有特定要求，可应用于包括核能在内的能源领域、流体力学领域及机械设备领域，适用于高温水、超临界水、超超临界水、超临界二氧化碳等高温高压流体，尤其适用于反应堆中超临界水的细颗粒杂质脱除。

附图说明

图1示出本发明优选的实施方式的螺旋式超临界水颗粒物脱除装置示意图；

图2示出本发明优选的实施方式的螺旋式超临界水颗粒物脱除装置中脱除区域的A-A剖视图；

图3示出本发明优选的螺旋式超临界水颗粒物脱除装置中脱除管的横截面示意图。

附图标号说明：

1-可视窗I；

2-流量计I；

3-分流板；

4-脱除管；

5-冷却剂入口；

6-冷却剂出口；

7-脱除区域入口；

7’-脱除区域出口；

8-流量计II；

9-可视窗II；

10-冷却剂；

11-吸附层；

12-环形管道。

具体实施方式

下面通过附图和优选实施方式对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

根据本发明，本发明的目的一方面提供一种螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置，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。

根据本发明，该脱除装置与主管道顺次相连构成回旋闭环回路。

本发明中，超临界水进入该脱除装置首先经过监测区域I。

根据本发明，如图1所示，监测区域I包括流量计I 2和可视窗I 1，流量计I 2用于监测进入该脱除装置时超临界水的流量或流速，以监测超临界水流动的稳定性；可视窗I 1用于监测进入该脱除装置时超临界水中细颗粒物的浓度及观察超临界水的流动是否正常。

本发明中，细颗粒物为超临界水中直径在0.01μm～100μm之间的颗粒杂质粒子。

根据本发明，超临界水进入监测区域I中，首先经过可视窗I 1，检测细颗粒物的浓度并观察超临界水的流动状态是否正常，然后经过流量计I 2，监测超临界水的流量，为后续检验该脱除装置的脱除效果做准备。

本发明中，超临界水从监测区域I流出后进入脱除区域。

根据本发明，脱除区域包括用于分流超临界水的分流板3和细颗粒物吸附系统，如图1所示。

根据本发明，分流板3整体尺寸为40mm×60mm至60×180mm。

根据本发明，细颗粒物吸附系统包括若干个相通的脱除管4，若干个脱除管4的两端相连通，若干个脱除管4并列平行，如图1所示。

根据本发明，脱除管4的个数为1～20个，优选为5～18个，更优选为10～15个。

根据本发明，脱除管4的轴线与超临界流体的流动方向平行。

根据本发明，超临界水从监测区域I出来后进入脱除区域的分流板3，经分流板3分流后进入若干个并列相通的脱除管4中。

本发明中，超临界水中的细颗粒物能够被脱除至脱除管4的管内壁上，为防止细颗粒物在管内壁上粘附不牢固导致脱落，影响脱除效果，在脱除管4的管内壁上设置吸附层11，将细颗粒物牢固吸附，以进一步增强脱除效果。

根据本发明，脱除管4内壁上设有吸附层11，吸附层11用于吸附细颗粒物。吸附层11由气凝胶材料构成，气凝胶材料为无机气凝胶或有机高分子气凝胶，优选为无机气凝胶。其中，无机气凝胶优选为二氧化硅气凝胶、石墨烯气凝胶等。有机高分子气凝胶优选由单碳原子链的纤维素纳米制备而成。

本发明中，由分流板3分流进入脱除管4中，超临界水的流动管道的截面积发生突变，截面积突然变小，导致流场中的流速分布发生剧烈变化，影响流动的稳定性，从而使得流体内部的粘性摩擦力增大，增加能量损失。管道截面积突然缩小，一方面加剧了湍流效应，另一方面增大了流体内部的粘性摩擦力，能量损失增大，促使细颗粒物杂质被脱除至脱除管4管内壁的吸附层上。

根据本发明，脱除管4内设有能够产生离心力的环形管道12，如图3所示，优选为螺旋式管道，例如螺旋式圆形管道，其中，环形管道12设有若干个，其中，图3为图2中脱除管4的横截面的放大图。

根据本发明，环形管道12的直径为15～45mm，优选为20～40mm，更优选为25～30mm。

本发明中，超临界水经分流板3分流后加速进入具有环形管道12的脱除管4内，超临界水在环形管道12中旋转流动，受到离心力的作用，离心力是一种虚拟力、惯性力，能够使旋转的超临界水远离旋转中心，在离心力的作用下，超临界流体中的细微颗粒物也被脱除至脱除管4的管内壁的吸附层11上，实现细颗粒物的脱除。

根据本发明优选的实施方式，所述脱除管4为螺旋管。

根据本发明，脱除区域还设有冷却系统，该冷却系统包括冷却管道、在冷却管道中流通的冷却剂10以及冷却剂入口5和冷却剂出口6。冷却剂10在脱除区域的流动方向与超临界流体方向相反。

根据本发明，冷却剂入口5和冷却剂出口6均采用直径为60～120mm，优选为70～110mm，更优选为80～100mm的圆直管。

根据本发明，脱除区域中，脱除管4外的空间为冷却管道，冷却管道中流通有冷却剂10，冷却剂10与脱除管4的外壁接触，优选冷却剂10将脱除管4包围，如图1-3所示，冷却剂10由冷却剂入口5进入冷却管道中，对脱除管4进行冷却，并由冷却剂出口6流出，形成循环冷却系统。

根据本发明，冷却剂10的温度低于超临界水的温度，超临界水的温度为325～425℃，冷却剂10与超临界水的温度差为25～125℃。

根据本发明特别优选的实施方式，冷却剂10优选为300℃的次临界水。

根据本发明，开启循环冷却系统，在脱除管4外侧流通有低于超临界水温度的冷却剂10，超临界水进入脱除管4中，由于超临界水的温度较高，脱除管4的管壁的温度在冷却剂10的热交换作用下，温度低于超临界水的温度，从而在脱除管4中心轴线至脱除4管壁间产生温度差，形成温度梯度，产生热泳效应，使得超临界水中的细微粒物受到由高温指向低温的热泳力，细微粒物在热泳力的作用产生向管壁运动的运动速度，从而使得细颗粒物被脱除至脱除管4管内壁的吸附层11上。

本发明中，若干个脱除管4将超临界水的流动截面积减小，从而增大了超临界水与脱除管4管内壁的接触面积，在冷却剂循环时，能够增大脱除管4管外壁与冷却剂10的接触面积，使脱除管4的管壁充分冷却，从而使得细颗粒物在热泳效应下被脱除至管壁上的吸附层11。

根据本发明，若干个脱除管11规则排布，优选为平行排布或辐射排布，例如蜂窝式排布，如图2所示。

根据本发明，相邻脱除管4的间距为5～8mm。脱除管的垂直长度为50～80mm。

本发明中，由于脱除管4的特殊结构使得超临界水在脱除管4中的运动过程复杂，使得流场中存在很多小漩涡，层流被破坏，相邻流层间不但有滑动，还有混合，从而使得超临界水发生湍流，使得细颗粒物受到湍流力的作用，促使细颗粒物被脱除至脱除管4管内壁的吸附层11上。

根据本发明，超临界水经过脱除区域脱除细颗粒物杂质后进入监测区域II。

根据本发明，脱除区域入口7和脱除区域出口7’均采用直径为40～60mm的圆直管。

根据本发明，监测区域II包括可视窗II 9和流量计II 8，流量计II 8用于监测从脱除区域离开时超临界水的流量或流速，以监测超临界水流动的稳定性；可视窗II 9用于监测从脱除区域离开后超临界水中细颗粒物的浓度及观察超临界水的流动是否正常，从而监测该脱除装置的脱除效果，优选地，流量计II 8与流量计I 2的相同，可视窗II 9与可视窗I 1相同。

根据本发明，超临界水由脱除区域流出后依次经过流量计II 8和可视窗II 9，离开该脱除装置。

根据本发明，流量计I 2、可视窗I 1和流量计II 8、可视窗II 9均设有可视段，可视段采用耐高温玻璃构成；流量计I 2、流量计II 8上设有测流段。

根据本发明，可视窗I 1和可视窗II 9的外部用金属材料包裹，优选采用120～140mm的矩形金属材料包裹，可视段为40～60mm直径的圆形开口。

根据本发明，流量计I 2和流量计II 8内部测流段尺寸与脱除区域入口7和脱除区域出口7’的尺寸一致，外部尺寸无要求。

根据本发明，耐高温玻璃的厚度为20～80mm，优选为30～70mm，更优选为40～60mm。

根据本发明，耐高温玻璃选用硼硅、微晶、石英、陶瓷或蓝宝石等作为材料。金属材料优选选用耐腐蚀和耐高温高压的奥氏体铬镍不锈钢。

根据本发明，所述脱除装置的工作温度为325～425℃。

本发明第一方面所提供的脱除装置利用超临界水在脱除装置内部流动过程中受到的离心力为主，热泳力、湍流力和扩缩效应为辅的力学综合影响而产生强力细颗粒物脱除效果，忽略重力对细颗粒物的影响因素，以水平力为主，最大程度的实现去除细颗粒物的目的，提高超临界水堆的效率与安全性，对超临界水堆的高效及安全运行具有重要意义。

本发明所提供的脱除装置应用于包括核能在内的能源领域、流体力学领域及机械设备领域，适用于高温水、超临界水、超超临界水、超临界二氧化碳等高温高压流体需要脱除水中细颗粒的系统和设备，尤其适用于核电站的超临界水堆系统。

本发明的另一方面还提供一种超临界水中细颗粒物脱除方法，该方法是采用本发明第一方面的螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置实现的。

根据本发明，一种超临界水中细颗粒物的脱除方法，包括以下步骤：

步骤1、安装螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置；

根据本发明，将螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置安装在超临界水主管道中，装置两端分别与超临界水主管道的两端连接，将装置与主管道相连构成回旋闭环回路，优选该装置与主管道并联连接。

步骤2、开启冷却系统，使超临界水进入所述脱除装置中，依次经过可视窗I 1、流量计I 2，并经分流板3分流进入到脱除管4中，对超临界水中的细颗粒物进行脱除，然后流经流量计II8和可视窗II9，离开所述脱除装置。

根据本发明一种优选的实施方式，记录流量计I2和流量计II8中的数据，用于检测超临界水的流量变化，使超临界水的流量保持在0.1～3.0kg/s，优选为0.15～2.7kg/s，更优选为0.1579kg/s～2.629kg/s，保证超临界水安全稳定的流经脱除段。

根据本发明，步骤2中，安装好脱除装置后，开启冷却系统，冷却剂10由冷却剂入口5进入到冷却管道中，然后流经冷却剂出口6，形成循环冷却系统。

根据本发明，步骤2中，在主管道与脱除装置间设有超临界水入口阀门，开启该阀门，使超临界水进入所述脱除装置中。

根据本发明，步骤2中，超临界水进入该脱除装置，首先进入监测区域I，依次流经可视窗I 1和流量计I 2，检验超临界水的流动是否正常，测定其流量，并通过可视窗I 1测定进入脱除区域前超临界水中细颗粒物的浓度，为之后检验脱除效果做准备。

根据本发明，步骤2中，从流量计I 2流出后经脱除区域入口7进入脱除区域，首先经过分流板3分流，然后超临界水均匀地流动至脱除区域的各个脱除管4中。流体经分流板3分流后，由于脱除区域脱除管4截面积突然减小，产生扩缩效应，超临界水的动量减小，而导致粘性增大，使细颗粒物被脱除至脱除管4的内壁上，从而被吸附层11吸附停留，同时流体加速流进环形管道12进行圆周运动，通过离心作用，将超临界水中大量细颗粒物脱除至脱除管4的管内壁上，从而被吸附层11吸附达到脱除目的；并且脱除管4外侧周围充满冷却剂10，脱除管4的管壁受到冷却剂10的冷却，温度远远低于超临界水的温度，从而形成温度差，形成温度梯度，发生热泳效应，在热泳力的作用下，大量颗粒物停留在了脱除管4管内壁表面，少部分离心运动不明显的细颗粒物，也可以通过热泳作用被吸附到脱除管4的管内壁的吸附层11上，从而增大脱除效率；超临界水在复杂运动场以及截面积突变的双重影响下，受到了湍流力的作用，在湍流力与粘性力增大情况下，大量颗粒物脱除在了脱除管4的管内壁表面；最后由于脱除管内壁吸附层的存在，能够有效脱除超临界水中的细颗粒物，并将其保留在吸附层11上。在上述离心力、扩缩、热泳和湍流作用循环往复交织作用下，超临界水经过脱除管4之后，超临界水中的颗粒物则被脱除于脱除管4管内壁的吸附层11上，产生良好的脱除效果，最后脱除区域出口流出离开脱除区域。

步骤3、脱除结束。

根据本发明，步骤3中，超临界水离开脱除区域后进入监测区域II，首先经过流量计II 8，检测该超临界水从脱除区域流出后的流动是否正常，是否在脱除过程中发生堵塞，然后经过可视窗II 9，测定超临界水脱除之后的细颗粒物浓度，与脱除之前的细颗粒物浓度对比，检验脱除效果，然后超临界水离开该脱除装置，优选当超临界水中细颗粒物浓度达到要求后，完成脱除过程，可关闭超临界水入口阀门，使超临界水不再流经该脱除装置。

在实际应用中，不同应用条件、设备及系统对细颗粒物浓度的要求不同，满足要求的细颗粒物浓度可根据实际要求进行调整。

本发明中，当超临界水中的细颗粒物浓度较大以致不能满足实际要求时，需要采用本发明的装置进行细颗粒脱除，以达到实际要求，保证超临界水在管道中安全稳定的运行，延长设备的使用寿命。

根据本发明，步骤3中，例如超临界水循环系统中，当超临界水中的细颗粒物的浓度为0.05×e^-21kg/m³～1×e^-21kg/m³时，采用本发明的装置对细颗粒进行脱除，通过可视窗II检测脱除后的超临界水中的细颗粒物的浓度，当超临界水中的细颗粒物浓度小于0.01×e^-21kg/m³时，停止流体继续进入该装置，脱除结束。

根据本发明，在超临界水管道中可安装1至多个螺旋式超临界水细颗粒脱除装置，多个脱除装置可安装在管道的同一位置或不同位置，以达到更好的脱除效果。

该方法利用超临界水的离心力、热泳力、湍流力和扩缩效应等多种力综合作用，对超临界水中的细颗粒进行脱除，脱除效果良好，该方法操作简单，易于实现，且脱除效果良好，利于超临界水在设备中的安全稳定运行，提升设备运行效率和设备使用寿命。

实施例

实施例1

在超临界水管道上安装本发明的螺旋式超临界水细颗粒脱除装置；

记录流量计I和流量计II中的数据，检测超临界水的流量变化，控制超临界水的流量为2.629kg/s；

使超临界水进入所述脱除装置进行细颗粒物脱除，在可视窗I处，用PIV设备检测出超临界水中细颗粒的浓度为0.5×e^-21kg/m³；

经过5min后，用PIV设备在可视窗II处检测到超临界水中细颗粒浓度为0.01×e^{- 21}kg/m³，脱除结束。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上结合优选实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式仅是对本发明的阐述性解释，并不对本发明的保护范围构成任何限制。在不超出本发明精神和保护范围的情况下，可以对本发明技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的监测区域I、脱除区域和监测区域II。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述监测区域I包括流量计I(2)和可视窗I(1)，监测区域II包括流量计II(8)和可视窗II(9)，流量计I(2)和流量计II(8)用于监测所述装置中超临界水的流量，可视窗I(1)和可视窗II(9)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(1)、流量计I(2)进入所述装置，依次经过流量计II(8)和可视窗II(9)离开所述装置。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脱除区域包括用于分流超临界水的分流板(3)和细颗粒物吸附系统。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述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(1)和流量计I(2)进入分流板(3)。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述细颗粒物吸附系统包括若干个相通的脱除管(4)，所述脱除管(4)的轴线与超临界流体的流动方向平行，超临界水经过分流板(3)分流进入到脱除管(4)中，脱除管(4)用于对超临界水中的细颗粒物进行脱除。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述脱除管(4)内设有能够产生离心力的环形管道(12)，优选为螺旋式管道，更优选地，所述脱除管(4)为螺旋管。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述脱除管(4)内壁上设有用于吸附细颗粒物的吸附层(11)，所述吸附层(11)由气凝胶材料构成，所述气凝胶材料为无机气凝胶和/或有机高分子气凝胶。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述脱除区域还设有冷却系统，所述冷却系统包括冷却管道、在冷却管道中流通的冷却剂(10)以及冷却剂入口(5)和冷却剂出口(6)，冷却剂(10)与脱除管(4)的外壁接触，冷却剂(10)由冷却剂入口(5)进入冷却管道中，并由冷却剂出口(6)流出，形成循环冷却。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流量计I(2)、流量计II(8)和可视窗I(1)、可视窗II(9)的可视段由耐高温玻璃构成。

10.一种超临界水细颗粒物脱除方法，其特征在于，该方法是采用权利要求1至9之一所述的螺旋式超临界水细颗粒脱除装置实现的，该方法包括以下步骤：

步骤1、安装螺旋式超临界水细颗粒物脱除装置；

步骤2、开启冷却系统，使超临界水进入所述脱除装置中，依次经过可视窗I(1)、流量计I(2)，并经分流板(3)分流进入到脱除管(4)中，对超临界水中的细颗粒物进行脱除，然后流经流量计II(8)和可视窗II(9)，离开所述脱除装置；

步骤3、脱除结束。