CN112628591B - 超临界二氧化碳稳压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超临界二氧化碳稳压装置，其包括稳压容器，所述稳压容器内部开设有稳压腔，所述稳压腔的下部设置液态二氧化碳，所述液态二氧化碳的上部通入氮气，所述氮气与所述液态二氧化碳面接触。本发明提供了一种能够解决超临界二氧化碳系统下需要稳压的工况要求的超临界二氧化碳稳压装置。

Description

超临界二氧化碳稳压装置
技术领域
本发明涉及核工业领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳稳压装置。
背景技术
超临界二氧化碳(SCO2)具有良好的物理、化学性能，在动力工程、化工、医学等领域具有较好的应用前景。而在超临界二氧化碳环境下，部分设备或仪器仪表需要稳定的压力环境下才能正常工作，因此需要设置稳压装置。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种超临界二氧化碳稳压装置，旨在解决超临界二氧化碳系统下需要稳压的工况要求。
为实现上述目的，本发明提出的一种超临界二氧化碳稳压装置包括稳压容器，所述稳压容器内部开设有稳压腔，所述稳压腔的下部设置液态二氧化碳，所述液态二氧化碳的上部通入氮气，所述氮气与所述液态二氧化碳面接触。
在一实施例中，所述超临界二氧化碳稳压装置包括隔离装置，所述隔离装置设置在所述稳压腔内，并将所述稳压腔分隔为位于所述稳压容器下部的第一腔室以及位于所述稳压容器上部的第二腔室，所述液态二氧化碳位于所述第一腔室中，所述氮气位于所述第二腔室中。
在一实施例中，所述隔离装置为隔板，所述隔板的下壁面与所述液态二氧化碳接触，所述隔板的上壁面与所述氮气接触。
在一实施例中，所述隔板的密度小于所述液态二氧化碳的密度。
在一实施例中，所述隔板的密度为600～800kg/m3。
在一实施例中，所述隔板为开设有多个孔洞的PVC板。
在一实施例中，所述稳压腔呈圆形，所述隔板为圆形板，所述隔板的直径小于或等于所述稳压腔的直径。
在一实施例中，所述隔板的厚度为10～30mm。
在一实施例中，所述稳压容器的顶部设置有多个与所述稳压腔连通的压力表，所述压力表用于检测所述稳压腔内的压力。
在一实施例中，所述稳压容器的底部设置有进液管以及排液管，所述进液管和所述排液管均与所述稳压腔连通。
本发明的技术方案中，通过在稳压腔的下部设置液态二氧化碳，在液态二氧化碳的上部通入氮气，由于氮气在SCO2的环境下，只是微量溶解，因此将氮气作为SCO2的稳压气体，以实现稳压。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例的种超临界二氧化碳稳压装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的二氧化碳在不同温度和不同压力下的状态图。
附图标号说明：10、稳压容器；11、稳压腔；111、第一腔室；112、第二腔室；20、隔离装置；30、压力表；40、进液管；50、排液管。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
并且，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供一种超临界二氧化碳稳压装置。
如图1所示，本发明实施例提供的超临界二氧化碳稳压装置包括稳压容器 10，所述稳压容器10内部开设有稳压腔11，所述稳压腔11的下部设置液态二氧化碳，所述液态二氧化碳的上部通入氮气，所述氮气与所述液态二氧化碳面接触。
在本实施例中，请参考图2，由于CO2有四种状态分别是固态、液态、气态和超临界状态，四种状态随着它的温度和压力而改变。超临界状态下，流体兼有气液两相的双重特点，即具有与气体相当的高扩散系数和低粘度，又具有与液体相近的密度和对物质良好的溶解能力。在临界点附近 ，它有很大的可压缩性，适当增加压力，可使它的密度接近一般液体的密度，因而有很好的溶解其他物质的性能。
因此，通过在稳压腔11的下部设置液态二氧化碳，在液态二氧化碳的上部通入氮气，由于氮气在SCO2的环境下，只是微量溶解，因此将氮气作为SCO2 的稳压气体，以实现稳压。
进一步地，所述超临界二氧化碳稳压装置包括隔离装置20，所述隔离装置20设置在所述稳压腔11内，并将所述稳压腔11分隔为位于所述稳压容器10 下部的第一腔室111以及位于所述稳压容器10上部的第二腔室112，所述液态二氧化碳位于所述第一腔室111中，所述氮气位于所述第二腔室112中。在本实施例中，通过设置隔离装置20将液态二氧化碳和氮气进行隔离，从而可以将两者进行分割，可以减少氮气的溶解量。
具体地，所述隔离装置20为隔板，所述隔板的下壁面与所述液态二氧化碳接触，所述隔板的上壁面与所述氮气接触。并且，所述隔板的密度小于所述液态二氧化碳的密度。从而可以使得隔板能够漂浮在液态二氧化碳的表面，使得液态二氧化碳能够通过浮力支撑起隔板。具体地，隔板的密度在 600～800kg/m3之间，作为可选地实施例中，隔板的密度为700kg/m3，并且隔板为开设有多个孔洞的PVC板。
另外，所述稳压腔11呈圆形，所述隔板为圆形板，所述隔板的直径小于或等于所述稳压腔11的直径，在一个可选地实施例中，隔板的直径可以等于稳压腔11的直径，从而可以有效防止隔板翻转。其中，所述隔板的厚度为 10～30mm，在一个具体地实施例中，隔板的厚度为20mm，较厚的隔板可以进一步防止隔板翻转。
同时，所述稳压容器10的顶部设置有多个与所述稳压腔11连通的压力表 30，所述压力表30用于检测所述稳压腔11内的压力，由于氮气是为气体状态有很大的压缩空间，可以吸收管道传过来的压力波动，因此可通过在稳压容器10的顶部设置压力表30检测稳压腔11内的压力，以检测压力情况。
并且，所述稳压容器10的底部设置有进液管40以及排液管50，所述进液管40和所述排液管50均与所述稳压腔11连通，可通过进液管40和排液管50对液态二氧化碳进行排放或流入。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种超临界二氧化碳稳压装置，其特征在于，所述超临界二氧化碳稳压装置包括稳压容器，所述稳压容器内部开设有稳压腔，所述稳压腔的下部设置液态二氧化碳，所述液态二氧化碳的上部通入氮气，所述氮气与所述液态二氧化碳面接触；
所述超临界二氧化碳稳压装置包括隔离装置，所述隔离装置设置在所述稳压腔内，并将所述稳压腔分隔为位于所述稳压容器下部的第一腔室以及位于所述稳压容器上部的第二腔室，所述液态二氧化碳位于所述第一腔室中，所述氮气位于所述第二腔室中；
所述隔离装置为隔板，所述隔板的下壁面与所述液态二氧化碳接触，所述隔板的上壁面与所述氮气接触；
所述隔板为开设有多个孔洞的PVC板。
2.如权利要求1所述的超临界二氧化碳稳压装置，其特征在于，所述隔板的密度小于所述液态二氧化碳的密度。
3.如权利要求2所述的超临界二氧化碳稳压装置，其特征在于，所述隔板的密度为600～800kg/m3。
4.如权利要求1所述的超临界二氧化碳稳压装置，其特征在于，所述稳压腔呈圆形，所述隔板为圆形板，所述隔板的直径小于或等于所述稳压腔的直径。
5.如权利要求1所述的超临界二氧化碳稳压装置，其特征在于，所述隔板的厚度为10～30mm。
6.如权利要求1所述的超临界二氧化碳稳压装置，其特征在于，所述稳压容器的顶部设置有多个与所述稳压腔连通的压力表，所述压力表用于检测所述稳压腔内的压力。
7.如权利要求1所述的超临界二氧化碳稳压装置，其特征在于，所述稳压容器的底部设置有进液管以及排液管，所述进液管和所述排液管均与所述稳压腔连通。
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