CN214671851U - 一种钠冷快堆一回路氩气净化装置 - Google Patents
一种钠冷快堆一回路氩气净化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN214671851U CN214671851U CN202120923386.9U CN202120923386U CN214671851U CN 214671851 U CN214671851 U CN 214671851U CN 202120923386 U CN202120923386 U CN 202120923386U CN 214671851 U CN214671851 U CN 214671851U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sodium
- heat exchanger
- outlet
- temperature heat
- inlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种钠冷快堆一回路氩气净化装置，一回路氩气腔室的出口与钠蒸汽收集器的入口相连通，钠蒸汽收集器的出口依次经精细过滤器及氧化铜床与高温换热器的放热侧入口相连通，高温换热器的放热侧出口经分子筛床与中温换热器的放热侧入口相连通，中温换热器的放热侧出口经低温吸附器与中温换热器的吸热侧入口相连通，中温换热器的吸热侧出口与高温换热器的吸热侧入口相连通，高温换热器的吸热侧出口分为两路，其中一路与回热器的入口相连通，另一路与旁路阀的入口相连通，回热器位于钠蒸汽收集器内，回热器的出口及旁路阀的出口通过管道并管后与一回路氩气腔室的入口相连通，该装置能够实现氩气的净化，同时实现钠的回收。
Description
技术领域
本实用新型属于核反应堆气体净化领域，涉及一种钠冷快堆一回路氩气净化装置。
背景技术
钠冷快堆一回路顶部使用氩气(Ar)覆盖，用于隔绝金属钠和空气，随着反应堆运行，一回路覆盖气体内不可避免存在气体杂质如一氧化碳(CO)、氢气(H2)和裂变产生的放射性气体杂质氪(Kr)和氙(Xe)等。目前池式钠冷快堆无一回路气体在线净化系统，采用一回路氩气进行连续取样分析监测的方式，若杂质气体超限，则将使用新鲜氩气对一回路氩气进行吹扫置换以降低一回路氩气中的杂质含量和放射性活度。氩气吹扫置换会产生较多的放射性废气，所需储存容器体积大，储存不便；非连续置换导致一回路氩气内聚集杂质气体多，影响金属钠品质，同时造成氩气吹扫替换期间相关系统放射性活度高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种钠冷快堆一回路氩气净化装置，该装置能够实现氩气的净化，同时实现钠的回收。
为达到上述目的，本实用新型所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置包括一回路氩气腔室、钠蒸汽收集器、回热器、精细过滤器、氧化铜床、高温换热器、分子筛床、中温换热器、低温吸附器及旁路阀；
一回路氩气腔室的出口与钠蒸汽收集器的入口相连通，钠蒸汽收集器的出口依次经精细过滤器及氧化铜床与高温换热器的放热侧入口相连通，高温换热器的放热侧出口经分子筛床与中温换热器的放热侧入口相连通，中温换热器的放热侧出口经低温吸附器与中温换热器的吸热侧入口相连通，中温换热器的吸热侧出口与高温换热器的吸热侧入口相连通，高温换热器的吸热侧出口分为两路，其中一路与回热器的入口相连通，另一路与旁路阀的入口相连通，回热器位于钠蒸汽收集器内，回热器的出口及旁路阀的出口通过管道并管后与一回路氩气腔室的入口相连通。
一回路氩气腔室的出口经出口隔离阀组与钠蒸汽收集器的入口相连通。
中温换热器的吸热侧出口经隔膜压缩机与高温换热器的吸热侧入口相连通。
高温换热器的吸热侧出口经流量调节阀后分为两路。
回热器的出口及旁路阀的出口通过管道并管后经入口隔离阀组与一回路氩气腔室的入口相连通。
钠蒸汽收集器的底部出口处设置有钠回收罐。
钠蒸汽收集器的底部为半球形。
氧化铜床内设置有加热装置。
低温吸附器中的吸附剂为活性炭。
低温吸附器由多个单独容器组成，其中，各容器的入口处均设置有阀门。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置在具体操作时，使用钠蒸汽收集器冷凝并收集一回路氩气中的钠蒸汽，并回收利用；使用精细过滤器去除氩气流中残留的金属钠；利用氧化铜床将一氧化碳(CO)及氢气(H2)转换为二氧化碳(CO2)及水(H2O)，并通过分子筛床去除；通过低温吸附器将放射性气体中的杂质氪(Kr)和氙(Xe)进行吸附储存，以实现氩气的净化，同时实现钠的回收。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1为一回路氩气腔室、2为出口隔离阀组、3为钠蒸汽收集器、301为回热器、4为钠回收罐、5为精细过滤器、6为氧化铜床、7为高温换热器、8为分子筛床、9为中温换热器、10为低温吸附器、11为隔膜压缩机、12为流量调节阀、13为旁路阀、14为入口隔离阀组。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本实用新型公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型公开的概念。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
在附图中示出了根据本实用新型公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1，本实用新型所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置包括一回路氩气腔室1、出口隔离阀组2、钠蒸汽收集器3、回热器301、钠回收罐4、精细过滤器5、氧化铜床6、高温换热器7、分子筛床8、中温换热器9、低温吸附器10、隔膜压缩机11、流量调节阀12、旁路阀13及入口隔离阀组14；
一回路氩气腔室1的出口经出口隔离阀组2与钠蒸汽收集器3的入口相连通，钠蒸汽收集器3的出口依次经精细过滤器5及氧化铜床6与高温换热器7的放热侧入口相连通，高温换热器7的放热侧出口经分子筛床8与中温换热器9的放热侧入口相连通，中温换热器9的放热侧出口经低温吸附器10与中温换热器9的吸热侧入口相连通，中温换热器9的吸热侧出口经隔膜压缩机11与高温换热器7的吸热侧入口相连通，高温换热器7的吸热侧出口经流量调节阀12后分为两路，其中一路与回热器301的入口相连通，另一路与旁路阀13的入口相连通，回热器301位于钠蒸汽收集器3内，回热器301的出口及旁路阀13的出口通过管道并管后经入口隔离阀组14与一回路氩气腔室1的入口相连通。钠蒸汽收集器33的底部出口处设置有钠回收罐4。
其中，通过隔膜压缩机11提供净化回路的驱动力，通过流量调节阀12用于调节净化回路流量；通过出口隔离阀组2及入口隔离阀组14保障一回路压力边界的完整性。
通过钠蒸汽收集器3冷凝并收集一回路氩气中的钠蒸汽，钠蒸汽收集器3的底部为半球形，钠蒸汽收集器3收集的液态钠流入钠回收罐4中。通过回热器301可以单独为钠蒸汽收集器3提供冷却。
氧化铜床6内装有氧化铜颗粒并且具有电加热功能，用于将一回路氩气中的氢气(H2)及一氧化碳(CO)转换为二氧化碳(CO2)及水(H2O)，然后被分子筛床8吸附。氧化铜床6及分子筛床8具有再生功能，可以在饱和以后进行再生。
低温吸附器10中的吸附剂为活性炭，由液氮提供-190℃的低温环境，将放射性气体杂质氪(Kr)及氙(Xe)等进行吸附储存。低温吸附器10由多个单独容器组成，其中，各容器的入口处均设置有阀门，可以通过阀门切换投入任一容器，以确保单一容器内放射性核素有足够时间的衰变，同时可以降低单个容器的放射性活度。
通过高温换热器7及中温换热器9回收净化回路的热量，以提高返回一回路的氩气温度，减小对一回路热冲击。
本实用新型的具体工作过程为：
在隔膜压缩机11驱动作用下，一回路氩气腔室1内氩气通过出口隔离阀组2进入钠蒸汽收集器3中冷却降温至250℃，钠蒸汽被冷凝并收集至钠蒸汽收集器3的底部，然后流入钠回收罐4中进行回收利用，少量冷凝为金属钠微小液滴的气溶胶由精细过滤器5过滤；
除钠后的氩气流入氧化铜床6中，氧化铜床6中装有氧化铜颗粒并且具有电加热功能，氩气经氧化铜床6加热至250℃左右，并使得氩气中的氢气(H2)和一氧化碳(CO)转换为二氧化碳(CO2)和水(H2O)，250℃的气体流经高温换热器7的放热侧降温至20℃以下，然后经分子筛床8吸附氩气中的二氧化碳(CO2)和水(H2O)，其中，氧化铜床6及分子筛床8具有再生功能，可以在饱和以后进行再生。
去除氢气(H2)及一氧化碳(CO)的氩气流入进入到中温换热器9的放热侧中被回流的低温氩气冷却至-180℃，然后进入低温吸附器10中将放射性气体杂质氪(Kr)及氙(Xe)进行吸附储存，其中，低温吸附器10的吸附剂为活性炭，由液氮提供-190℃的低温环境；
经低温吸附器10处理后的氩气进入到中温换热器9的吸热侧中升温至10℃，再经隔膜压缩机11加压驱动流经高温换热器7的吸热侧中被升温至220℃以上，然后分为两路，其中一路经旁路阀13及入口隔离阀组14进入到一回路氩气腔室1中，另一路进入到回热器301中吸热，然后进入到一回路氩气腔室1中，其中，通过流量调节阀12调节净化流量至5-15kg/h。
具体的，当反应堆功率运行时，旁路阀13关闭，氩气净化回流经回热器301升温至330℃以上；当反应堆停堆后，旁路阀13打开，氩气净化回流不经过回热器301，以确保两种工况下氩气回流温度及对应工况时一回路氩气腔室1内温度差距不大，减小对一回路热冲击。
Claims (10)
1.一种钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，包括一回路氩气腔室(1)、钠蒸汽收集器(3)、回热器(301)、精细过滤器(5)、氧化铜床(6)、高温换热器(7)、分子筛床(8)、中温换热器(9)、低温吸附器(10)及旁路阀(13)；
一回路氩气腔室(1)的出口与钠蒸汽收集器(3)的入口相连通，钠蒸汽收集器(3)的出口依次经精细过滤器(5)及氧化铜床(6)与高温换热器(7)的放热侧入口相连通，高温换热器(7)的放热侧出口经分子筛床(8)与中温换热器(9)的放热侧入口相连通，中温换热器(9)的放热侧出口经低温吸附器(10)与中温换热器(9)的吸热侧入口相连通，中温换热器(9)的吸热侧出口与高温换热器(7)的吸热侧入口相连通，高温换热器(7)的吸热侧出口分为两路，其中一路与回热器(301)的入口相连通，另一路与旁路阀(13)的入口相连通，回热器(301)位于钠蒸汽收集器(3)内，回热器(301)的出口及旁路阀(13)的出口通过管道并管后与一回路氩气腔室(1)的入口相连通。
2.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，一回路氩气腔室(1)的出口经出口隔离阀组(2)与钠蒸汽收集器(3)的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，中温换热器(9)的吸热侧出口经隔膜压缩机(11)与高温换热器(7)的吸热侧入口相连通。
4.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，高温换热器(7)的吸热侧出口经流量调节阀(12)后分为两路。
5.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，回热器(301)的出口及旁路阀(13)的出口通过管道并管后经入口隔离阀组(14)与一回路氩气腔室(1)的入口相连通。
6.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，钠蒸汽收集器(3)的底部出口处设置有钠回收罐(4)。
7.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，钠蒸汽收集器(3)的底部为半球形。
8.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，氧化铜床(6)内设置有加热装置。
9.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，低温吸附器(10)中的吸附剂为活性炭。
10.根据权利要求1所述的钠冷快堆一回路氩气净化装置，其特征在于，低温吸附器(10)由多个单独容器组成，其中，各容器的入口处均设置有阀门。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120923386.9U CN214671851U (zh) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 一种钠冷快堆一回路氩气净化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120923386.9U CN214671851U (zh) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 一种钠冷快堆一回路氩气净化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214671851U true CN214671851U (zh) | 2021-11-09 |
Family
ID=78473403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120923386.9U Active CN214671851U (zh) | 2021-04-29 | 2021-04-29 | 一种钠冷快堆一回路氩气净化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214671851U (zh) |
-
2021
- 2021-04-29 CN CN202120923386.9U patent/CN214671851U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ciampichetti et al. | Conceptual design of tritium extraction system for the European HCPB test blanket module | |
| CN103594136B (zh) | 一种高温气冷堆冷却剂净化系统及净化方法 | |
| CN105006264B (zh) | 一种高温气冷堆氦净化再生系统及再生方法 | |
| CN104318969B (zh) | 一种高温气冷堆含氚废水优化收集系统及收集工艺 | |
| CN105097060B (zh) | 一种高温气冷堆优化氦净化再生系统及再生方法 | |
| CN214671851U (zh) | 一种钠冷快堆一回路氩气净化装置 | |
| CN204884595U (zh) | 一种高温气冷堆氦净化再生系统 | |
| CN111268658B (zh) | 氩尾气回收净化方法和系统 | |
| CN113096842A (zh) | 一种钠冷快堆一回路氩气净化装置 | |
| CN210214801U (zh) | 氧气纯化装置 | |
| CN115976575B (zh) | 一种带干燥、提纯功能的小型制氢系统 | |
| CN107557088B (zh) | 一种气体水合物分解及反应液回收装置 | |
| CN209027188U (zh) | 一种氦净化冷量回收利用系统 | |
| CN104147928B (zh) | 一种含氚氢同位素气体中氕的快速去除方法 | |
| CN108744870B (zh) | 氢气液化过程中的氢气净化工艺 | |
| CN110295072A (zh) | 小型撬装化的天然气净化装置及净化方法 | |
| CN111153383B (zh) | 一种针对大型化燃烧前co2捕集系统 | |
| CN205122213U (zh) | 一种高温气冷堆优化氦净化再生系统 | |
| CN112439398B (zh) | 一种气体吸附柱再生的方法、装置及尾气回收系统 | |
| CN212982464U (zh) | 一种半导体专用的h2纯化系统 | |
| CN211644593U (zh) | 一种基于燃烧前co2捕集系统的等温变换系统 | |
| CN112892409A (zh) | 一种铀铝合金靶件溶解装置 | |
| CN105304155B (zh) | 一种高温气冷堆冷却剂优化净化系统及再生方法 | |
| CN203596181U (zh) | 一种高温气冷堆冷却剂净化系统 | |
| Penzhorn et al. | Technology and component development for a closed tritium cycle |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |