CN217855494U - 氧化铜床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧化铜床，氧化铜床包括反应容器、加热组件和罩体，反应容器适于供气体中的杂质发生化学反应；加热组件布置在反应容器的外周侧并与反应容器连通，加热组件适于对流入反应容器前的气体进行加热；罩体罩设在加热组件的外周侧，且加热组件与反应容器设于罩体内。本实用新型的氧化铜床中，反应容器能够对气体中的杂质进行去除；加热组件能对气体进行加热，提高了反应速率，杂质去除效果更好；将加热组件布置在反应容器的外周侧使得整套装置结构更加紧凑，省去了较多的连接管路，节省了空间，同时也减少了保温材料的用量；设置罩体能够减少热量散失，降低了整套装置运行时的能耗。

Description

氧化铜床

技术领域

本实用新型涉及核能技术领域，特别涉及一种氧化铜床。

背景技术

氧化铜床是一种内部填充有铜基催化剂(主要成分为氧化铜)的反应容器，在高温气冷堆氦气净化领域有着广泛应用。高温气冷堆的一回路中冷却剂氦气中存在杂质(氢气和一氧化碳)，通过氧化铜床对氦气中的杂质进行净化的原理为：在高温条件下，氢气和一氧化碳在氧化铜床内发生氧化反应，分别转化为水和二氧化碳。

上述反应过程需要在高温条件下进行，因此往往将氧化铜床与电加热器组合使用，具体地，电加热器与氧化铜床分开布置且电加热器处于氧化铜床的前侧，二者之间通过管道进行连接，电加热器用于对氦气进行加热，加热后的氦气通过连接加热管输送到氧化铜床内进行反应。为了减小热量损失，氧化铜床与电加热器的连接处需要包覆较多的保温材料。上述电加热器与氧化铜床分开布置并用管道连接的方式占用空间较大，且存在热量损失大、保温材料使用多的问题。

实用新型内容

本实用新型是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：现有的氦气净化系统中，往往将电加热器与氧化铜床分体布置，二者之间通过管道进行连接，这种布置方式占用空间较大，且具有较大的能量损失，并需要使用较多的保温材料。

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型实施例提出一种氧化铜床，该氧化铜床能够解决现有技术中氦气净化系统的电加热器和氧化铜床占用空间大，热量损失较多且保温材料使用量大的问题。

本实用新型实施例的氧化铜床，包括反应容器、加热组件和罩体，所述反应容器适于供气体中的杂质发生化学反应；所述加热组件布置在所述反应容器的外周侧并与所述反应容器连通，所述加热组件适于对流入所述反应容器前的所述气体进行加热；所述罩体罩设在所述加热组件的外周侧，且所述加热组件与所述反应容器设于所述罩体内。

本实用新型实施例的氧化铜床中，反应容器提供了反应场所，并能够对气体中的杂质进行去除；加热组件能够在气体流入反应容器之前对其进行加热，提高了气体中杂质在反应容器内的反应速率，杂质去除效果更好；将加热组件布置在反应容器的外周侧并与反应容器连通使得整套装置结构更加紧凑，省去了较多的连接管路，节省了空间，同时也减少了保温材料的用量；设置罩体能够减少加热组件和反应容器的热量散失，降低了整套装置运行时的能耗。

在一些实施例中，所述加热组件包括加热管和加热件，至少部分所述加热件配合在所述加热管内，所述加热件适于对所述加热管内流通的气体进行加热。

在一些实施例中，所述加热管为盘管或蛇形管。

在一些实施例中，每个所述加热管设有多个并联布置的所述加热件，且每个所述加热管的多个加热件的并联数量可调。

在一些实施例中，所述反应容器设有进气口和出气口，所述进气口设于所述反应容器的下部并与所述加热管连通，所述出气口设于所述反应容器的上部。

在一些实施例中，所述反应容器包括外壳、内壳和滤网层，所述进气口和所述出气口设于所述外壳；所述内壳设于所述外壳的内部，且所述内壳中适于储存铜基催化剂；所述滤网层设于所述外壳内并位于所述内壳的上侧，所述滤网层适于挡止所述铜基催化剂。

在一些实施例中，所述反应容器包括上支承板和下支承板，所述上支承板和所述下支承板设于所述外壳内，所述内壳连接在所述上支承板和所述下支承板之间。

在一些实施例中，所述氧化铜床包括连接件，所述连接件连接在所述加热管和所述外壳之间。

在一些实施例中，所述加热组件设置有多个，多个所述加热组件沿所述反应容器的周向间隔排布。

在一些实施例中，所述罩体包括保温层，所述保温层设于所述罩体的外表面。

附图说明

图1是本实用新型实施例氧化铜床的结构示意图。

图2是本实用新型实施例氧化铜床的俯视图。

附图标记：

100、反应容器；11、外壳；111、进气口；112、出气口；12、内壳；13、滤网层；14、上支承板；15、下支承板；2、加热组件；21、加热管；22、加热棒；3、罩体；4、连杆。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的氧化铜床包括反应容器100、加热组件2和罩体3，反应容器100适于供气体中的杂质发生化学反应。反应容器100可以为反应罐，反应容器100的材质可以为不锈钢，反应罐内可以盛装有用于催化反应的催化剂，气体在流经反应罐时，其中的杂质能够在催化剂的作用下发生化学反应，进而实现去除气体中的杂质的效果。

在其它实施例中，反应容器100还可以为箱型；反应容器100的材质还可以为陶瓷或塑料等。

如图1和图2所示，加热组件2布置在反应容器100的外周侧并与反应容器100连通，加热组件2适于对流入反应容器100前的气体进行加热。加热组件2可以由加热管21和加热件构成，具体地，加热管21可以排布在反应容器100的周圈并与反应容器100连通，并用于将气体通入反应容器100，加热件用于对加热管21中的气体进行加热。

设置加热组件2对气体进行加热，使得气体在进入反应容器100前具有一定的温度，杂质在反应容器100内的反应速度较大，气体中杂质的去除效果更好。将加热组件2布置在反应容器100的外周侧并与反应容器100连通，使得整套装置结构更紧凑，节省了空间，并减少了保温材料的用量。

在其它实施例中，加热组件2还可以由换热器构成，具体地，将气体作为换热器的冷流体，同时使用热流体(如具有一定温度的水)与气体进行换热，以实现对气体加热的效果。

如图1和图2所示，罩体3罩设在加热组件2的外周侧，且加热组件2与反应容器100设于罩体3内。罩体3可以为方体结构，罩体3的材质可以为由刚性材料和保温材料组合而成的复合板，如不锈钢和海绵的组合。设置罩体3能够减小反应容器100和加热组件2的热量损失，降低整套装置运行的能耗。

本实用新型实施例的氧化铜床中，反应容器100提供了反应场所，反应容器100内可以盛装催化剂，以加快气体中杂质的反应速率；加热组件2能够在气体流入反应容器100之前对其进行加热，进一步提高了气体中杂质在反应容器100内的反应速率，杂质去除效果更好；将加热组件2布置在反应容器100的外周侧并与反应容器100连通使得整套装置结构更加紧凑，省去了较多的连接管路，节省了布置整套装置所需空间，同时也减少了保温材料的用量；设置罩体3能够减少加热组件2和反应容器100的热量散失，起到保温效果，降低了整套装置运行时的能耗。

在一些实施例中，加热组件2包括加热管21和加热件，至少部分加热件配合在加热管21内，加热件适于对加热管21内流通的气体进行加热。如图1和图2所示，加热管21可以排布在反应容器100的外周，加热管21的气体出口可以位于加热管21的下部并与反应容器100连通。

加热件可以为加热棒22，加热管21可以开有缺口，加热棒22通过缺口部分伸入到加热管21中。当气体在加热管21内流动时，加热棒22能够对其进行加热，使得气体在流入反应容器100时具有一定的温度，杂质的反应速率较大，杂质去除效果较好。

在一些实施例中，加热管21为盘管或蛇形管。如图1和图2所示，加热管21可以为在上下方向上折返的蛇形管，加热管21的气体出口位于反应容器100的底部，并与反应容器100连通。蛇形管上可以开有缺口，加热棒22通过缺口配合在蛇形管内以对气体加热。

在其它实施例中，加热管21还可以为环绕反应容器100的盘管。

在一些实施例中，每个加热管21设有多个并联布置的加热件，且每个加热管21的多个加热件的并联数量可调。如图1和图2所示，加热管21上可以开有多个缺口，每个缺口内都装配有加热件。加热件之间为并联连接，在使用时，可以通过控制加热件数量来调整加热气体的功率。

在一些实施例中，反应容器100设有进气口111和出气口112，进气口111设于反应容器100的下部并与加热管21连通，出气口112设于反应容器100的上部。如图1和图2所示，进气口111位于反应容器100的下部，并与加热管21连接；出气口112位于反应容器100的上部。这种布置方式使得气体能够在自身升力的作用下由进气口111流向出气口112，气体流动的过程中与反应容器100内的催化剂接触更充分，杂质的去除效果较好。

在一些实施例中，反应容器100包括外壳11、内壳12和滤网层13，进气口111和出气口112设于外壳11；内壳12设于外壳11的内部，且内壳12中适于储存铜基催化剂；滤网层13设于外壳11内并位于内壳12的上侧，滤网层13适于挡止铜基催化剂。如图1所示，反应容器100的外壳11可以包括筒体、上封头和下封头，上封头和下封头分别连接在筒体的上侧和下侧，进气口111设置于下封头，出气口112设置于上封头。

内壳12可以为柱状结构，并设于外壳11的内部，内壳12内填充有铜基催化剂，并作为气体中杂质的反应的场所。气体通过下封头进入到外壳11后，能够流入内壳12，并在内壳12中自下而上流动，最终通过出气口112流出，气体中的杂质在内壳12中发生反应，达到去除气体中的杂质的效果。滤网层13布置在内壳12的上侧，当气体由内壳12的上侧流出时，滤网层13将阻止气体将内壳12中的催化剂带出。

在一些实施例中，反应容器100包括上支承板14和下支承板15，上支承板14和下支承板15设于外壳11内，内壳12连接在上支承板14和下支承板15之间。如图1所示，上支承板14和下支承板15可以为圆形板，且上支承板14与下支承板15的周圈与外壳11固定连接，内壳12连接在上支承板14和下支承板15之间。下支承板15上可以设有多个通孔，通孔用于供气体从外壳11流入内壳12。滤网层13可以布置在上支承板14上，具体地，上支承板14上处于内壳12上侧的部分设有出气孔，滤网层13设于出气孔内。

在其它实施例中，内壳12还可以通过支撑杆连接在外壳11内，具体地，支撑杆撑顶在内壳12的底部与外壳11的底壁之间。

在一些实施例中，氧化铜床包括连接件，连接件连接在加热管21和外壳11之间。

如图1所示，连接件可以为连杆4，连杆4一端连接在加热管21的外管壁上，一端连接在外壳11的外壁上。通过连杆4将加热管21连接在反应器的外壳11上，使得整套装置结构更紧凑。

在一些实施例中，加热组件2设置有多个，多个加热组件2沿反应容器100的周向间隔排布。如图2所示，加热组件2可以设置有四个，四个加热组件2沿反应器的周向均匀布置。设置多个加热组件2便于根据气体的流量启用不同数量的加热组件2。

在其它实施例中，加热组件2的数量还可以为四个、五个等。

在一些实施例中，罩体3包括保温层，保温层设于罩体3的外表面。保温层的材料可以为海绵或纸板等导热性较差的材料。设置保温层使得罩体3对其内部的反应容器100和加热组件2的保温效果更好，进一步降低了整套装置运行时的能耗。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种氧化铜床，其特征在于，包括：

反应容器，所述反应容器适于供气体中的杂质发生化学反应；

加热组件，所述加热组件布置在所述反应容器的外周侧并与所述反应容器连通，所述加热组件适于对流入所述反应容器前的所述气体进行加热；

罩体，所述罩体罩设在所述加热组件的外周侧，且所述加热组件与所述反应容器设于所述罩体内。

2.根据权利要求1所述的氧化铜床，其特征在于，所述加热组件包括加热管和加热件，至少部分所述加热件配合在所述加热管内，所述加热件适于对所述加热管内流通的气体进行加热。

3.根据权利要求2所述的氧化铜床，其特征在于，所述加热管为盘管或蛇形管。

4.根据权利要求2所述的氧化铜床，其特征在于，每个所述加热管设有多个并联布置的所述加热件，且每个所述加热管的多个加热件的并联数量可调。

5.根据权利要求2所述的氧化铜床，其特征在于，所述反应容器设有进气口和出气口，所述进气口设于所述反应容器的下部并与所述加热管连通，所述出气口设于所述反应容器的上部。

6.根据权利要求5所述的氧化铜床，其特征在于，所述反应容器包括：

外壳，所述进气口和所述出气口设于所述外壳；

内壳，所述内壳设于所述外壳的内部，且所述内壳中适于储存铜基催化剂；

滤网层，所述滤网层设于所述外壳内并位于所述内壳的上侧，所述滤网层适于挡止所述铜基催化剂。

7.根据权利要求6所述的氧化铜床，其特征在于，所述反应容器包括上支承板和下支承板，所述上支承板和所述下支承板设于所述外壳内，所述内壳连接在所述上支承板和所述下支承板之间。

8.根据权利要求6所述的氧化铜床，其特征在于，包括连接件，所述连接件连接在所述加热管和所述外壳之间。

9.根据权利要求1所述的氧化铜床，其特征在于，所述加热组件设置有多个，多个所述加热组件沿所述反应容器的周向间隔排布。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的氧化铜床，其特征在于，所述罩体包括保温层，所述保温层设于所述罩体的外表面。

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