CN113457394A - 一种汽水分离装置及分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽水分离装置及分离方法,装置包括支架,支架上设置有除湿罐、储液罐、制冷器、循环泵和控制器,除湿罐上连接有进气管和出气管,除湿罐内设置有低温水和温度传感器,以及伸入低温水中的螺旋盘管;螺旋盘管内设置有冷却液,出气管上缠绕有电加热带,除湿罐和储液罐之间连接有溢流管,溢流管上设置有第一电磁阀,储液罐上连接有通气管,通气管上设置有第二电磁阀,储液罐内设置有液位传感器,储液罐的底部设置有排液管,排液管上设置有第三电磁阀。本发明装置结构简单,设计合理,实现方便,结合汽水分离方法,能够有效应用在高湿度惰性气体探测前的汽水分离中,除湿效率和自动化程度高,性能稳定,效果显著,便于推广。
Description
技术领域
本发明属于核辐射监测技术领域,具体涉及一种汽水分离装置及分离方法。
背景技术
为了保护核电厂工作人员和公共场所免遭放射性辐照,核电厂设置了辐射监视系统(简称KRT系统),用于连续监视核电厂区域和空中的悬浮物,以及核电厂工艺过程和排出物的放射性。
压水反应堆核电厂的核动力装置通常由二个密闭的循环回路组成,称一回路和二回路,一回路包括核反应堆(密封在压力容器中)、主冷却水泵、稳压器等设备,二回路包括蒸汽发生器、冷凝器、主冷却水泵等设备,一回路连接着堆芯和二回路中的蒸汽发生器。在吸收一回路冷却水的热能后,二回路中冷却水被加热至沸腾(温度约260℃),形成水蒸气,该水蒸气过滤掉混杂的液态水后被送至汽轮机,推动涡轮发动机运转进行发电。从汽轮机流出的二回路冷却水经冷凝器凝结为液态水后,回流至蒸汽发生器。惰性气体活度监测器用于监测从冷凝器抽出的非冷凝抽取物中惰性气体85Kr、133Xe的β活的总活度浓度,用来判断蒸汽发生器的泄漏情况。
被测的高湿度惰性气体在进入监测器时,由于监测器中温度与环境温度相等,且多为不锈钢金属表面,被测高湿度惰性气体中水分易遇冷凝结,造成监测系统中积水,影响测量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种汽水分离装置,其装置结构简单,设计合理,实现方便,结合汽水分离方法,能够有效应用在高湿度惰性气体探测前的汽水分离中,除湿效率和自动化程度高,性能稳定,效果显著,便于推广。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种汽水分离装置,包括支架,所述支架上设置有除湿罐、储液罐、制冷器、循环泵和控制器,所述除湿罐上连接有进气管和出气管,所述除湿罐内设置有低温水和用于检测低温水温度的温度传感器,以及伸入低温水中的螺旋盘管;所述螺旋盘管与制冷器连接,且在螺旋盘管内设置有冷却液,所述冷却液通过循环泵在螺旋盘管与制冷器之间循环,且通过制冷器进行制冷,所述进气管的气体出口设置在低温水底部,所述出气管上缠绕有电加热带,所述除湿罐和储液罐之间连接有溢流管,所述溢流管上设置有第一电磁阀,所述储液罐上连接有通气管,所述通气管上设置有第二电磁阀,所述储液罐内设置有液位传感器,所述储液罐的底部设置有排液管,所述排液管上设置有第三电磁阀,所述温度传感器和液位传感器均与控制器的输入端连接,所述制冷器、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制器的输出端连接。
上述的一种汽水分离装置,所述支架包括底板和背板,所述除湿罐、储液罐和制冷器均安装在底板上,所述控制器、进气管、出气管和通气管均安装在背板上。
上述的一种汽水分离装置,所述温度传感器的检测端位于除湿罐内的低温水中,用于实时检测低温水温度,所述温度传感器的显示端位于除湿罐上方。
上述的一种汽水分离装置,所述液位传感器的检测端位于储液罐内,所述液位传感器的显示端位于储液罐上方。
本发明还公开了一种汽水分离方法,采用上述的装置,该方法包括以下步骤:
步骤一、高湿度惰性气体通过所述进气管进入除湿罐内的低温水底部;
步骤二、所述低温水与高湿度惰性气体充分混合,高湿度惰性气体中的水混合在低温水中,且高湿度惰性气体变为温度T1的低温惰性气体;
步骤三、所述低温惰性气体流动至所述出气管中;
步骤四、所述出气管上缠绕的电加热带对管内低温惰性气体进行加热,使惰性气体温度升高至温度T2,实现汽水分离。
上述的一种汽水分离方法,所述温度T1为5℃。
上述的一种汽水分离方法,所述温度T2为35℃。
上述的一种汽水分离方法,在步骤一~步骤四过程中,所述温度传感器实时检测除湿罐中低温水的温度,当除湿罐中低温水温度高于10℃时,控制器控制循环泵启动,将制冷器中冷却液循环至螺旋盘管中,对低温水进行降温;当除湿罐中低温水温度低于5℃时,控制器控制循环泵停止工作。
上述的一种汽水分离方法,在步骤一~步骤四过程中,所述除湿罐内液位逐渐升高,当液位达到溢流管的设置高度时,液体通过溢流管流入储液罐中,储液罐中的液位传感器实时检测储液罐中液位高度,当达到预设值时,通过控制器控制第二电磁阀和第三电磁阀打开,及控制第一电磁阀关闭,使储液罐中液体通过排液管排出。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明装置结构简单,设计合理,实现方便。
2、本发明设计除湿罐,并在除湿罐内设置低温水,对高湿度惰性气体进行降温变为低温气体,且使高湿度惰性气体中的水混合在低温水中。
3、本发明在出气管上设置电加热带,对出气管内低温惰性气体进行加热,降低温惰性气体的湿度,实现汽水分离。
4、本发明设计制冷器和循环泵,实现对除湿罐中螺旋盘管内冷却液的循环降温,进而使除湿罐内低温水保持在5℃左右。
5、本发明能够有效应用在高湿度惰性气体探测前的汽水分离中,除湿效率和自动化程度高,性能稳定,效果显著,便于推广。
综上所述,本发明装置结构简单,设计合理,实现方便,结合汽水分离方法,能够有效应用在高湿度惰性气体探测前的汽水分离中,除湿效率和自动化程度高,性能稳定,效果显著,便于推广。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图;
图2为本发明的方法流程图。
附图标记说明:
1-1—底板; 1-2—背板; 2—除湿罐;
3—储液罐; 4—制冷器; 5—控制器;
6—进气管; 7—出气管; 8—温度传感器;
9—溢流管; 10—第一电磁阀; 11—通气管;
12—第二电磁阀; 13—液位传感器; 14—排液管;
15—第三电磁阀; 16—循环泵。
具体实施方式
如图1所示,本发明的汽水分离装置,包括支架,所述支架上设置有除湿罐2、储液罐3、制冷器4、循环泵16和控制器5,所述除湿罐2上连接有进气管6和出气管7,所述除湿罐2内设置有低温水和用于检测低温水温度的温度传感器8,以及伸入低温水中的螺旋盘管;所述螺旋盘管与制冷器4连接,且在螺旋盘管内设置有冷却液,所述冷却液通过循环泵16在螺旋盘管与制冷器4之间循环,且通过制冷器4进行制冷,所述进气管6的气体出口设置在低温水底部,所述出气管7上缠绕有电加热带,所述除湿罐2和储液罐3之间连接有溢流管9,所述溢流管9上设置有第一电磁阀10,所述储液罐3上连接有通气管11,所述通气管11上设置有第二电磁阀12,所述储液罐3内设置有液位传感器13,所述储液罐3的底部设置有排液管14,所述排液管14上设置有第三电磁阀15,所述温度传感器8和液位传感器13均与控制器5的输入端连接,所述制冷器4、第一电磁阀10、第二电磁阀12和第三电磁阀15均与控制器5的输出端连接。
本实施例中,如图1所示,所述支架包括底板1-1和背板1-2,所述除湿罐2、储液罐3和制冷器4均安装在底板1-1上,所述控制器5、进气管6、出气管7和通气管11均安装在背板1-2上。
本实施例中,如图1所示,所述温度传感器8的检测端位于除湿罐2内的低温水中,用于实时检测低温水温度,所述温度传感器8的显示端位于除湿罐2上方。
本实施例中,如图1所示,所述液位传感器13的检测端位于储液罐3内底部,所述液位传感器13的显示端位于储液罐3上方。
如图2所示,本发明的汽水分离方法,包括以下步骤:
步骤一、高湿度惰性气体通过所述进气管6进入除湿罐2内的低温水底部;
步骤二、所述低温水与高湿度惰性气体充分混合,高湿度惰性气体中的水混合在低温水中,且高湿度惰性气体变为温度T1的低温惰性气体;
步骤三、所述低温惰性气体流动至所述出气管7中;
步骤四、所述出气管7上缠绕的电加热带对管内低温惰性气体进行加热,使惰性气体温度升高至温度T2,实现汽水分离。
本实施例中,所述温度T1为5℃。
本实施例中,所述温度T2为35℃。
具体实施时,高湿度惰性气体进入冷阱的水中,水与气进行分离,惰性气体经过冷阱后温度降低为5℃,查绝对湿度与相对湿度对应表(表1)可知,在5℃时,相对湿度100%时气体中含水6.79g/m3,后端将此气体加热到35℃时,含水6.79g/m3相对湿度小于20%,实现高湿度惰性气体的汽水分离。
表1绝对湿度与相对湿度对应表
本实施例中,在步骤一~步骤四过程中,所述温度传感器8实时检测除湿罐2中低温水的温度,当除湿罐2中低温水温度高于10℃时,控制器5控制循环泵16启动,将制冷器4中冷却液循环至螺旋盘管中,对低温水进行降温;当除湿罐2中低温水温度低于5℃时,控制器5控制循环泵16停止工作。
本实施例中,在步骤一~步骤四过程中,所述除湿罐2内液位逐渐升高,当液位达到溢流管9的设置高度时,液体通过溢流管9流入储液罐3中,储液罐3中的液位传感器13实时检测储液罐3中液位高度,当达到预设值时,通过控制器5控制第二电磁阀12和第三电磁阀15打开,及控制第一电磁阀10关闭,使储液罐3中液体通过排液管14排出。
具体实施时,在汽水分离过程中,第一电磁阀10在控制器5控制下,保持打开状态;当储液罐3需要排液时,通过控制器5控制第一电磁阀10关闭,防止储液罐3中液体在通气管11中气压作用下倒流回除湿罐2中。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种汽水分离装置,其特征在于:包括支架,所述支架上设置有除湿罐(2)、储液罐(3)、制冷器(4)、循环泵(16)和控制器(5),所述除湿罐(2)上连接有进气管(6)和出气管(7),所述除湿罐(2)内设置有低温水和用于检测低温水温度的温度传感器(8),以及伸入低温水中的螺旋盘管;所述螺旋盘管与制冷器(4)连接,且在螺旋盘管内设置有冷却液,所述冷却液通过循环泵(16)在螺旋盘管与制冷器(4)之间循环,且通过制冷器(4)进行制冷,所述进气管(6)的气体出口设置在低温水底部,所述出气管(7)上缠绕有电加热带,所述除湿罐(2)和储液罐(3)之间连接有溢流管(9),所述溢流管(9)上设置有第一电磁阀(10),所述储液罐(3)上连接有通气管(11),所述通气管(11)上设置有第二电磁阀(12),所述储液罐(3)内设置有液位传感器(13),所述储液罐(3)的底部设置有排液管(14),所述排液管(14)上设置有第三电磁阀(15),所述温度传感器(8)和液位传感器(13)均与控制器(5)的输入端连接,所述制冷器(4)、第一电磁阀(10)、第二电磁阀(12)和第三电磁阀(15)均与控制器(5)的输出端连接。
2.按照权利要求1所述的一种汽水分离装置,其特征在于:所述支架包括底板(1-1)和背板(1-2),所述除湿罐(2)、储液罐(3)和制冷器(4)均安装在底板(1-1)上,所述控制器(5)、进气管(6)、出气管(7)和通气管(11)均安装在背板(1-2)上。
3.按照权利要求1所述的一种汽水分离装置,其特征在于:所述温度传感器(8)的检测端位于除湿罐(2)内的低温水中,用于实时检测低温水温度,所述温度传感器(8)的显示端位于除湿罐(2)上方。
4.按照权利要求1所述的一种汽水分离装置,其特征在于:所述液位传感器(13)的检测端位于储液罐(3)内,所述液位传感器(13)的显示端位于储液罐(3)上方。
5.一种汽水分离方法,其特征在于,采用如权利要求1-4所述装置,该方法包括以下步骤:
步骤一、高湿度惰性气体通过所述进气管(6)进入除湿罐(2)内的低温水底部;
步骤二、所述低温水与高湿度惰性气体充分混合,高湿度惰性气体中的水混合在低温水中,且高湿度惰性气体变为温度T1的低温惰性气体;
步骤三、所述低温惰性气体流动至所述出气管(7)中;
步骤四、所述出气管(7)上缠绕的电加热带对管内低温惰性气体进行加热,使惰性气体温度升高至温度T2,实现汽水分离。
6.按照权利要求5所述的一种汽水分离方法,其特征在于:所述温度T1为5℃。
7.按照权利要求5所述的一种汽水分离方法,其特征在于:所述温度T2为35℃。
8.按照权利要求5所述的一种汽水分离方法,其特征在于:在步骤一~步骤四过程中,所述温度传感器(8)实时检测除湿罐(2)中低温水的温度,当除湿罐(2)中低温水温度高于10℃时,控制器(5)控制循环泵(16)启动,将制冷器(4)中冷却液循环至螺旋盘管中,对低温水进行降温;当除湿罐(2)中低温水温度低于5℃时,控制器(5)控制循环泵(16)停止工作。
9.按照权利要求5所述的一种汽水分离方法,其特征在于:在步骤一~步骤四过程中,所述除湿罐(2)内液位逐渐升高,当液位达到溢流管(9)的设置高度时,液体通过溢流管(9)流入储液罐(3)中,储液罐(3)中的液位传感器(13)实时检测储液罐(3)中液位高度,当达到预设值时,通过控制器(5)控制第二电磁阀(12)和第三电磁阀(15)打开,及控制第一电磁阀(10)关闭,使储液罐(3)中液体通过排液管(14)排出。
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