CN205127469U - 气体剥离器系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于净化冷却核反应堆时污染的主冷却剂的气体剥离器系统(100)。气体剥离器系统(100)包括气体剥离器塔(110)和冷凝器布置(120)。塔(110)适于接收液相的污染主冷却剂。塔(110)限定顶部区段(111)、底部区段(112)和中间区段(113)，并且包括沿其设置的分配器部件(114)、重沸器部件(116)和分离部件(118)。分配器部件(114)、重沸器部件(116)和具有规整填料(118a)的分离部件(118)构造成使得进行液相主冷却剂与气相主冷却剂之间的最大接触。此外，冷凝器布置(120)构造至气体剥离器塔(110)来接收和冷凝汽相主冷却剂。

Description

气体剥离器系统

技术领域

本公开大体上涉及脱气装置，更具体地涉及气体剥离器系统。

背景技术

气体剥离器大体上用于物理分离过程，其中一种或更多种成分通过以逆流流动的蒸气流来从液流除去。例如，在核电站中，此类气体剥离器大体上可用于净化沿核反应堆循环用于冷却的主冷却剂。大体上，主冷却剂沿核反应堆循环来连续地冷却反应堆，然而，在冷却过程期间，冷却剂被污染，并且因此需要连续地净化来避免将危险元素排出在环境中。

各种常规的气体剥离器已经开发出并且用于所述目的；然而，最重要且决定性的因素，即，液流与蒸气流之间的接触，仍总是行业问题，以便实现其间的平衡或最大接触，以使气体剥离器的总体效率可改进。

因此，存在对具有改进的设计的气体剥离器的需要，以使可改进整个系统的效率。

发明内容

本公开公开了一种改进的气体剥离器系统，其将在以下简化概述中提出，以提供旨在克服所论述缺陷但包括其所有优点同时提供一些附加优点的本公开的一个或更多个方面的基本理解。该概述不是本公开的宽泛综述。其旨在既不识别公开的关键或重要元件，也不描绘本公开的范围。相反，本概述的唯一目的在于以简化形式提出本公开的一些构想、其方面和优点来作为下文中提出的更详细的描述的前序。

本公开的大体目的在于提供具有改进的设计的气体剥离器系统，其可用于但不限于发电站，如，核电站。

在本公开的一个方面中，提供了一种用于净化冷却核反应堆时污染的主冷却剂的气体剥离器系统。气体剥离器系统可包括气体剥离器塔和冷凝器布置。气体剥离器塔可适于接收液相的污染主冷却剂。气体剥离器塔限定顶部区段、底部区段和中间区段，并且包括沿其设置的分配器部件、重沸器部件和分离部件。在实施例中，分配器部件沿气体剥离器塔的顶部区段构造，并且适于在液相的污染主冷却剂从气体剥离器塔的顶部区段流至底部区段时均匀地分配液相的污染主冷却剂。此外，重沸器部件沿气体剥离器塔的底部区段构造，并且适于将主冷却剂加热至气相。气相冷却剂为从气体剥离器塔的底部区段到顶部区段的液相的污染主冷却剂的上升逆流。分离部件在分配器部件与重沸器部件之间沿气体剥离器塔的中间区段设置。分离部件包括规整填料，以便实现液相主冷却剂与待溶解来获得其汽相的液相的污染主冷却剂的气相主冷却剂上升逆流的最大接触。冷凝器布置构造至气体剥离器塔，以接收和冷凝汽相主冷却剂，以便实现不可冷凝的气体排出和冷凝物返回至气体剥离器塔。

在实施例中，分离部件可包括规整填料。此外，在一个实施例中，分配部件构造成包括各种导管，其具有出口并且布置成使得沿规整填料均匀地分配主冷却剂。此外，重沸器部件可构造有置于气体剥离器塔中的堆叠管结构，或者重沸器部件可为置于气体剥离器塔外来使冷却剂汽化的电气重沸器。类似地，冷凝器布置还可与气体剥离器塔集成或与其分离。

在实施例中，分离部件具有规整填料，其适于实现液相主冷却剂沿其表面，使得获得薄冷却剂层来使液相主冷却剂与气相主冷却剂的接触最大化。

分配器部件、重沸器部件和分离部件构造成使得使液相主冷却剂和气相主冷却剂的转换平衡，使得其间的最大接触可沿分离部件进行。此外，冷凝器布置实现了包括放射性气体氙和氪的不可冷凝气体与冷却剂的有效分离，使得整个系统有效。

本公开的这些及其它方面连同使本公开特征化的新颖性的各种特征在本公开中具体指出。为了更好地理解本公开、其操作优点以及其使用，应当参照附图和说明性材料，其中示出了本公开的示例性实施例。

附图说明

参照连同附图进行的以下详细描述和权利要求将更好地理解本公开的优点和特征，其中相似的元件标有相似的标记，并且在该附图中：

图1绘出了根据本公开的示例性实施例的气体剥离器系统；

图2示出了根据本公开的示例性实施例的分配器部件的俯视图；

图3A-3D示出了根据本公开的各种示例性实施例的重沸器部件的各种视图；

图4A和4B示出了根据本公开的示例性实施例的分离部件和单个元件的俯视截面视图，其中此类元件中的许多个在堆叠在一起时形成具有规整填料的分离部件；

图5A和5B分别绘出了根据本公开的示例性实施例的冷凝器布置及其截面；以及

图6绘出了根据本公开的另一个示例性实施例的气体剥离器系统。

相似的附图标记遍及附图的若干视图的描述表示相似的部分。

部件列表

100系统

110气体剥离器塔

111顶部区段

112底部区段

113中间区段

114分配器部件

115导管

115a出口

116重沸器部件

117管

118分离部件

119波状金属片

120冷凝器布置

121管

123气体处理系统

124回流管线

200电气重沸器

300核反应堆

310热交换器

320箱

330泵

340冷却器

350三通阀

200电气重沸器

210再循环泵

220电加热器

230冷凝器。

具体实施方式

为了彻底理解本公开，将参照连同上文所述的附图的以下的详细描述，包括所附权利要求。在以下描述中，为了阐释的目的，阐明了许多特定细节，以便提供本公开的彻底理解。然而，对本领域技术人员而言将显而易见的是，本公开可在没有这些特定细节的情况下实践。在其它情况中，结构和装置仅以框图形式示出，以便避免使本公开模糊。说明书中提到的"一个实施例"、"实施例"、"另一个实施例"、"各种实施例"意思是结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各种位置出现的短语"在一个实施例中"不一定所有都指相同实施例，单独或备选的实施例不与其它实施例互斥。此外，描述了各种特征，其可由一些实施例呈现而不由其它实施例呈现。类似地，描述了各种要求，其可为一些实施例的要求，但可不为其它实施例的要求。

尽管以下描述包含用于示范目的的许多细节，但本领域技术人员将认识到这些细节的许多变型和/或改型在本公开的范围内。类似地，尽管按照彼此或连同彼此描述了本公开的特征中的许多个，但本领域技术人员将认识到这些特征中的许多个可独立于其它特征提供。因此，本公开的该描述在没有本公开的一般性的任何损失的情况下并且在没有对本公开强加限制的情况下被阐明。此外，本文中使用的相对用语并未表示任何顺序、高度或重要性，而是相反地用于将一个元件与另一个区分开。此外，本文中的用语"一"、"一个"、和"多个"并未表示量的限制，而是相反地表示存在提到的物品中的至少一个。

参照图1，示出了根据本公开的示例性实施例的气体剥离器系统100。本文中将连同图1-6来描述气体剥离器系统100。由于系统100的构造和布置，故各种相关联的元件可为本领域技术人员公知的，对于获得本公开的理解的目的而言并未认为是必要的是，其中叙述了所有构造细节及其阐释。相反地，认为足够的是，简单地提到，如图1-6中所示，在系统100中，仅示出了对于本公开的一个或各个实施例的描述而言相关的那些构件。

如图1中所示，系统100可用于净化冷却核反应堆300时污染的主冷却剂。气体剥离器系统100包括气体剥离器塔110和冷凝器布置120。气体剥离器塔110适于接收液相的污染主冷却剂。气体剥离器塔110限定顶部区段111、底部区段112和中间区段113，并且包括分配器部件114、重沸器部件116和沿其设置的一个或更多个分离部件118。

在另一个实施例中，分配器部件114沿气体剥离器塔110的顶部111构造，并且适于在液相的污染主冷却剂从塔110的顶部111流至底部112的同时均匀地分配液相的污染主冷却剂。如图2中所示，示出了分配器部件114的实例。此类分配器部件114可包括以平行和交叉的方式布置的多个导管115。各个导管115可包括沿其构造的出口115a，以将液相的污染主冷却剂均匀地排出在分离部件118上。如图2中所示，分配器部件114为示例性描绘，并且可不认作是仅限于此类布置，实际上，可存在可能够均匀地分配液相的污染主冷却剂的分配器部件114的各种其它布置。

此外，重沸器部件116沿气体剥离器塔110的底部112构造，并且适于将主冷却剂加热至气相。气相冷却剂适于将液相的污染主冷却剂的逆流从塔110的底部112提升至顶部111。在如图3A-3D中所示的一个实施例中，重沸器部件116可包括以如图3A和3B中所示的矩形束或以图3C和3D中所述的圆形束堆叠的多个管117，以便使加热的流体或蒸汽循环来加热塔110的底部处的主冷却剂，以将其转换成气相。在一种形式中，管117可为U形。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，管117可具有按行业要求的任何其它形状和设计。

在如图6中所示的另一个实施例中，重沸器部件116可为置于塔110外的电气重沸器200，以使冷却剂汽化，并且在下文中描述。

此外，如图4A和4B中所示，分离部件118在分配器114与重沸器116部件之间沿塔110的中部区段113设置。分离部件118可包括规整填料118a，以便实现液相主冷却剂与待溶解来获得汽相的液相的污染主冷却剂的气相主冷却剂上升逆流的最大接触。在本公开的一个示例性实施例中，如图4A和4B中所示，具有规整填料118a的分离部件118可使用如图4B中所示的波状金属片119来构造。各种此类片119可一个堆叠在另一个上方，以获得如图4A中的分离部件118的俯视截面视图中所示的分离部件118的结构。如图4A-4B中所示的分离部件118为示例性描绘，并且可不认作是仅仅限于此类布置，实际上，可存在分离部件118的各种其它布置，其可能够实现液相主冷却剂与气相主冷却剂的最大接触。具有此类规整填料118a的分离部件118实现沿其整个区域更均匀地分配液相主冷却剂，这形成液相主冷却剂的薄层，从而使得其与气相主冷却剂最大接触，并且减小了液体侧上的传质阻力来提高脱气效率。

此外，在系统100中，如示例性图5A和5B中所示，冷凝器布置120构造至气体剥离器塔110，以接收和冷凝汽相主冷却剂，以便实现不可冷凝的气体排出和主冷却剂的冷凝物返回至气体剥离器塔110。冷凝器布置120包括管121(如图5B中所示，图5A的冷凝器布置120的截面视图)，其使得主冷却剂的蒸汽/气体混合物能够进入其中。在管121中，混合物得到冷凝，并且不可冷凝/放射性气体排至气体处理系统123。管121外，冷却水除去冷凝热。

在示例性图1中提到的系统100的操作中，冷却核反应堆300之后的主冷却剂，具有溶解气体如氙、氪等的污染的主冷却剂允许通过穿过回收热交换器310和从其获得热来从箱320引导到气体剥离器塔110。液相的污染主冷却剂在塔110的顶部111处进入分配器114中，以分配在分离部件118上，并且沉积(tickle)到塔110的底部112。主冷却剂的部分由重沸器部件116加热和蒸发。蒸发或气相的冷却剂将液相的污染主冷却剂的逆流从塔110的底部112提升至顶部111。具有规整填料118a的分离部件118实现液相主冷却剂与待溶解来获得汽相主冷却剂的气相主冷却剂的最大接触。汽相冷却剂进入冷凝器布置120中，其中，其冷凝来实现不可冷凝的气体排出和主冷却剂的冷凝物返回至气体剥离器塔110。此外，没有杂质的主冷却剂适于在塔110的底部112处从回流管线124离开，并且经由泵330，其循环成穿过交换器310和冷却器340以失去其热，并且接着经由三通阀350离开以储存。使用的主冷却剂可为硼酸。

在示例性图6中提到的另一个系统100的操作中，除电气重沸器200和内部冷凝器230之外，其它构件或多或少类似于上文在图1中所述的。在图6的布置中，电气重沸器200置于塔110外；然而，电气重沸器200的功能类似于重沸器部件116的功能。在电气重沸器布置200中，分别用于循环和加热塔110中的主冷却剂的再循环泵210和电加热器220沿底部区段112放置。此外，在此类系统100中，冷凝器230可构造成沿顶部区段111与塔110集成；然而，冷凝器230的功能与冷凝器120的功能类似。其它操作与上文所述的相同。

本公开的系统100在如上文所述的各种范围内有利。分配器部件、重沸器部件和分离部件连同冷凝器部件的组合构造成使得整个布置使液相主冷却剂的分配和气相主冷却剂的转换平衡，使得其间的最大接触可沿分离部件进行。具体而言，分离部件的规整填料实现了气体与液体之间以最低可能的传质阻力的最大表面接触，因为沿分离部件获得了薄液膜，其确保所需的脱气因素将由该装备实现。此外，系统是经济且相对容易制造的。

本公开的特定实施例的前述描述已经出于图示和描述的目的呈现。它们不旨在为彻底的或将本公开限于公开的精确形式，并且鉴于以上教导，许多改型和变型明显是可能的。实施例选择和描述成以便最佳地阐释本公开的原理和其实际应用，从而使得本领域技术人员能够最佳地利用本公开，以及适于构想的特定用途的具有各种改型的各个实施例。理解的是，等同方案的各种省略和替换被构想出，因为情形可提出或带来权宜之计，但此类各种省略和替换旨在覆盖应用或实施，而并未脱离本公开的权利要求的精神或范围。

Claims (7)

1.一种用于净化冷却核反应堆时污染的主冷却剂的气体剥离器系统(100)，所述气体剥离器系统(100)包括：

适于接收液相的污染主冷却剂的气体剥离器塔(110)，所述气体剥离器塔(110)限定顶部区段(111)、底部区段(112)和中间区段(113)，所述气体剥离器塔(110)具有，

分配器部件(114)，其沿所述气体剥离器塔(110)的顶部区段(111)构造，并且适于均匀地分配从所述气体剥离器塔(110)的顶部区段(111)流至底部区段(112)的所述液相的污染主冷却剂，

重沸器部件(116)，其沿所述气体剥离器塔(110)的底部区段(112)构造，并且适于将所述主冷却剂加热至气相，所述气相冷却剂将所述液相的污染主冷却剂的逆流从所述气体剥离器塔(110)的底部区段(112)提升至顶部区段(111)，以及

分离部件(118)，其在所述分配器部件(114)与所述重沸器部件(116)之间沿所述气体剥离器塔(110)的中间区段(113)设置，所述分离部件(118)具有规整填料(118a)，以便实现所述液相主冷却剂与待溶解来获得汽相的液相的污染主冷却剂的所述气相主冷却剂上升逆流的最大接触；以及

冷凝器布置(120)，其构造至所述气体剥离器塔(110)来接收和冷凝汽相主冷却剂，以便实现不可冷凝的气体排出和所述冷凝物返回至所述气体剥离器塔(110)。

2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述分配器部件(114)包括以平行和交叉方式布置的多个导管，各个导管具有沿其构造的出口，以将所述液相的污染主冷却剂均匀地排出在所述分离部件(118)上。

3.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述重沸器部件(116)包括以圆形或矩形的束堆叠的多个管，以便使加热的流体循环来在所述气体剥离器塔(110)的底部处加热所述主冷却剂，以将其转换成所述气相。

4.根据权利要求3所述的系统(100)，其特征在于，所述管中的各个管为U形。

5.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述分离部件(118)具有规整填料(118a)，其适于实现所述液相主冷却剂沿其表面，使得获得薄冷却剂层来使所述液相主冷却剂与所述气相主冷却剂的接触最大化。

6.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，所述冷凝器布置(120)包括多个管(121)，其实现所述主冷却剂的蒸汽/气体混合物进入其中，其中在所述管(121)中，所述混合物冷凝，并且非冷凝/放射性气体被排放。

7.一种用于净化冷却核反应堆时污染的主冷却剂的气体剥离器系统(100)，所述气体剥离器系统(100)包括：

适于接收液相的污染主冷却剂的气体剥离器塔(110)，所述气体剥离器塔(110)具有，

分配器部件(114)，其沿所述气体剥离器塔(110)构造，并且适于均匀地分配所述液相的污染主冷却剂用于在所述气体剥离器塔(110)中流动，以及

分离部件(118)，其在所述分配器部件(114)下方设置在所述气体剥离器塔(110)中，所述分离部件(118)具有规整填料(118a)；

电气重沸器(200)，其沿所述气体剥离器塔(110)构造并且适于将所述主冷却剂加热至气相，所述气相冷却剂在所述气体剥离器塔(110)中提升所述液相的污染主冷却剂的逆流，以便所述分离部件(118)实现所述液相主冷却剂与待溶解来获得汽相的液相的污染主冷却剂的所述气相主冷却剂上升逆流的最大接触；以及

冷凝器布置(230)，其集成至所述气体剥离器塔(110)来接收和冷凝汽相主冷却剂，以便实现不可冷凝的气体排出和所述冷凝物返回至所述气体剥离器塔(110)。