CN117665241A - 一种去除不凝气体系统及不凝气体含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

一种去除不凝气体系统及不凝气体含量的检测方法，在压力容器内设置有加热器，压力容器的出水口通过压力容器输出管路连接至冷凝器中，冷凝器连接有冷却水进水管、冷却水出水管、液态冷凝水出水管和出气管路，其中，液态冷凝水出水管的另一端连接至压力容器的进水口；且在液态冷凝水出水管上设置有液体流量传感器，出气管路上分别设置有气体流量传感器和湿度传感器，所述的液体流量传感器、气体流量传感器和湿度传感器均连接至中央控制器，中央控制器的输出端通过调压电源连接至加热器上。本发明可以通过检测冷凝水和不凝气流量，并结合不凝气的含水率，实时调整加热功率，并通过判断排出的不凝气含水率自动结束制备过程。

Description

一种去除不凝气体系统及不凝气体含量的检测方法

技术领域

本发明涉及一种去除不凝气体系统，制备的不含不凝气体的去离子水用于核反应堆堆芯及蒸汽发生器热工水力学的实验研究中。

背景技术

不凝性气体是指混在制冷系统里的空气、氢、氮、润滑油蒸气等。这些气体随制冷剂在系统中循环，不随制冷剂一起冷凝，也不产生制冷效应。

在核反应堆系统中，不可凝气体会积聚在冷却剂系统中，该冷却剂系统的工作流体在操作期间会分解成此类气体。这些气体阻碍冷凝散热，从而可能阻塞冷却剂流动路径、燃烧和/或其他不期望的化学相互作用。特别是在核反应堆冷却剂系统等放射性环境中，冷却剂特别有可能发生辐射分解。特别是在专门布置的热源和散热器之间使用自然循环以避免依赖主动部件或操作员干预的无源冷却剂系统中，不凝性气体可能会阻碍或阻塞这种循环，耗尽冷却剂体积，和/或可能燃烧、腐蚀或否则会在这些系统中产生负面反应。因此，核反应堆无源冷却剂系统，例如ICS，特别不希望的不凝性气体积聚。

US20230395271A1公开了一种用于减少冷却剂系统中不凝气体积聚的系统和方法，虽然可以减少，但是无法去除。

去除不凝气体的主要方法是通过反复加热实验用水，但是没有一个有效的方法实现去除和检测不凝气的含量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中无法去除不凝气体的技术问题，本发明提供一种去除不凝气体系统，并提供不凝气体含量的检测方法。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种去除不凝气体系统，包括压力容器，在压力容器内设置有加热器，压力容器的出水口通过压力容器输出管路连接至冷凝器中，冷凝器连接有冷却水进水管、冷却水出水管、液态冷凝水出水管和出气管路，其中，冷却水进水管和冷却水出水管分别连接冷凝盘管的两端，液态冷凝水出水管的另一端连接至压力容器的进水口；且在液态冷凝水出水管上设置有液体流量传感器，出气管路上分别设置有气体流量传感器和湿度传感器，所述的液体流量传感器、气体流量传感器和湿度传感器均连接至中央控制器，中央控制器的输出端通过调压电源连接至加热器上。

加热器为电加热器。

一种采用所述系统的不凝气体含量的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：中央控制器输出控制信号至调压电源，使加热器按照初始功率P₀加热经过除盐处理的纯净水直至沸腾；同时，中央控制器实时接收液体流量传感器、气体流量传感器及湿度传感器的检测信号；

步骤2：液体流量传感器检测液态冷凝水出水管的流量，从而判断压力容器内的水是否处于沸腾状态；若液态冷凝水出水管中没有流量，即证明压力容器内的水没有沸腾，则中央控制器控制调压电源输出功率P₁，P₁＞P₀，直到水沸腾；

步骤3：湿度传感器检测排出去的气体是否含有水蒸汽，即出气管路中是否含有水蒸汽；如果出气管路中没有水蒸汽，则维持输出功率P₁；如果湿度传感器检测出气管路中含有水蒸汽，则表明当前功率过大，压力容器内的水会减少，计算机发出减小加热功率信号，调压电源输出功率P₂，P₀＜P₂＜P₁；

步骤4：气体流量传感器检测出气管路中是否含有气体流量，即是否有不凝气排出；如果出气管路中有气体排出，则维持当前的输出功率，除气过程继续；如果出气管路中没有气体排出，则转入步骤5；

步骤5：如果出气管路中没有气体排出，则结合液体流量传感器的信号，综合判断：

若液体流量传感器没有流量，则当前加热功率不够，此时，中央控制器控制调压电源加大加热功率，输出功率P₃，P₀＜P₂＜P₃＜P₁；

若液体流量传感器有流量而气体流量传感器没有信号，则表明系统的水中的不凝气体已经去除完成，除气过程终止，中央控制器切断调压电源并发布信号，表示流程完成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明可以通过检测冷凝水和不凝气流量，并结合不凝气的含水率，实时调整加热功率，并通过判断排出的不凝气含水率自动结束制备过程。

附图说明

图1为本发明的原理图。

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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

如图1所示，一种去除不凝气体系统，包括压力容器1，在压力容器1内设置有加热器2，压力容器1的出水口通过压力容器输出管路101连接至冷凝器3中，冷凝器3连接有冷却水进水管102、冷却水出水管103、液态冷凝水出水管104和出气管路105，其中，冷却水进水管102和冷却水出水管103分别连接冷凝盘管的两端，液态冷凝水出水管104的另一端连接至压力容器1的进水口；且在液态冷凝水出水管104上设置有液体流量传感器4，出气管路105上分别设置有气体流量传感器5和湿度传感器6，所述的液体流量传感器4、气体流量传感器5和湿度传感器6均连接至中央控制器7，中央控制器7的输出端通过调压电源8连接至加热器2上。

本发明采用的原理是：在压力容器1内存有经过除盐处理的纯净水，加热器2对经过除盐处理的纯净水加热至沸腾，然后，水蒸汽+不凝气体混合物经过压力容器输出管路101进入冷凝器3，冷凝器3中有冷凝盘管，冷凝盘管中有冷却水流动。经过冷凝的水蒸汽+不凝气体混合物凝结，水蒸汽变化为液态冷凝水，经液态冷凝水出水管104回流到压力容器1中。不凝气体经由不凝气排放口排出至出气管路105。其中，液体流量传感器4、气体流量传感器5及湿度传感器6把信号传输到中央控制器7，中央控制器7根据信号控制调压电源8的输出功率，控制加热器2。

进一步地，加热器2为电加热器。

一种不凝气体含量的检测方法，包括如下步骤：

步骤1：中央控制器7输出控制信号至调压电源8，使加热器2按照初始功率P₀加热经过除盐处理的纯净水直至沸腾；同时，中央控制器7实时接收液体流量传感器4、气体流量传感器5及湿度传感器6的检测信号；

步骤2：液体流量传感器4检测液态冷凝水出水管104的流量，从而判断压力容器1内的水是否处于沸腾状态；若液态冷凝水出水管104中没有流量，即证明压力容器1内的水没有沸腾，则中央控制器7控制调压电源输出功率P₁，P₁＞P₀，直到水沸腾；

步骤3：湿度传感器6检测排出去的气体是否含有水蒸汽，即出气管路105中是否含有水蒸汽；如果出气管路105中没有水蒸汽，则维持输出功率P₁；如果湿度传感器6检测出气管路105中含有水蒸汽，则表明当前功率过大，压力容器1内的水会减少，计算机发出减小加热功率信号，调压电源8输出功率P₂，P₀＜P₂＜P₁；

步骤4：气体流量传感器5检测出气管路105中是否含有气体流量，即是否有不凝气排出；如果出气管路105中有气体排出，则维持当前的输出功率，除气过程继续；如果出气管路105中没有气体排出，则转入步骤5；

步骤5：如果出气管路105中没有气体排出，则结合液体流量传感器4的信号，综合判断：

若液体流量传感器4没有流量，则当前加热功率不够，此时，中央控制器7控制调压电源8加大加热功率，输出功率P₃，P₀＜P₂＜P₃＜P₁；

若液体流量传感器4有流量而气体流量传感器5没有信号，则表明系统的水中的不凝气体已经去除完成，除气过程终止，中央控制器7切断调压电源8并发布信号，表示流程完成。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种去除不凝气体系统，其特征在于：包括压力容器（1），在压力容器（1）内设置有加热器（2），压力容器（1）的出水口通过压力容器输出管路（101）连接至冷凝器（3）中，冷凝器（3）连接有冷却水进水管（102）、冷却水出水管（103）、液态冷凝水出水管（104）和出气管路（105），其中，冷却水进水管（102）和冷却水出水管（103）分别连接冷凝盘管的两端，液态冷凝水出水管（104）的另一端连接至压力容器（1）的进水口；且在液态冷凝水出水管（104）上设置有液体流量传感器（4），出气管路（105）上分别设置有气体流量传感器（5）和湿度传感器（6），所述的液体流量传感器（4）、气体流量传感器（5）和湿度传感器（6）均连接至中央控制器（7），中央控制器（7）的输出端通过调压电源（8）连接至加热器（2）上。

2.根据权利要求1所述的一种去除不凝气体系统，其特征在于：加热器（2）为电加热器。

3.一种采用权利要求1所述系统的不凝气体含量的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：中央控制器（7）输出控制信号至调压电源（8），使加热器（2）按照初始功率P₀加热经过除盐处理的纯净水直至沸腾；同时，中央控制器（7）实时接收液体流量传感器（4）、气体流量传感器（5）及湿度传感器（6）的检测信号；

步骤2：液体流量传感器（4）检测液态冷凝水出水管（104）的流量，从而判断压力容器（1）内的水是否处于沸腾状态；若液态冷凝水出水管（104）中没有流量，即证明压力容器（1）内的水没有沸腾，则中央控制器（7）控制调压电源输出功率P₁，P₁＞P₀，直到水沸腾；

步骤3：湿度传感器（6）检测排出去的气体是否含有水蒸汽，即出气管路（105）中是否含有水蒸汽；如果出气管路（105）中没有水蒸汽，则维持输出功率P₁；如果湿度传感器（6）检测出气管路（105）中含有水蒸汽，则表明当前功率过大，压力容器（1）内的水会减少，计算机发出减小加热功率信号，调压电源（8）输出功率P₂，P₀＜P₂＜P₁；

步骤4：气体流量传感器（5）检测出气管路（105）中是否含有气体流量，即是否有不凝气排出；如果出气管路（105）中有气体排出，则维持当前的输出功率，除气过程继续；如果出气管路（105）中没有气体排出，则转入步骤5；

步骤5：如果出气管路（105）中没有气体排出，则结合液体流量传感器（4）的信号，综合判断：

若液体流量传感器（4）没有流量，则当前加热功率不够，此时，中央控制器（7）控制调压电源（8）加大加热功率，输出功率P₃，P₀＜P₂＜P₃＜P₁；

若液体流量传感器（4）有流量而气体流量传感器（5）没有信号，则表明系统的水中的不凝气体已经去除完成，除气过程终止，中央控制器（7）切断调压电源（8）并发布信号，表示流程完成。