一種分體自吸式文丘里管洗滌器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種分體自吸式文丘里管洗滌器。包括由主要由收縮段和擴張段組成的外套管，還包括圓錐形獨立收縮段，圓錐形獨立收縮段是與外套管的收縮段形狀相同的錐形結(jié)構(gòu)，圓錐形獨立收縮段套在外套管的收縮段內(nèi)，圓錐形獨立收縮段與外套管的收縮段之間通過各自的入口端的法蘭盤連接且二者之間形成環(huán)形液體流動通道，外套管的收縮段上開有吸液孔，外套管的擴張段的出口端安裝有出口折流板。對比普通文丘里管洗滌器，本發(fā)明有更高的去除效率。適合作為壓水堆核電站安全殼過濾排放系統(tǒng)所需的文丘里洗滌器，同時也適用于工業(yè)除塵過程。
【專利說明】—種分體自吸式文丘里管洗滌器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種洗滌器，特別是一種文丘里管洗滌器。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，核電作為一種清潔高效的能源越來越受到人們的青睞。盡管壓水堆核電站在設(shè)計時已經(jīng)執(zhí)行了縱深安全原則，保證核電站在設(shè)計基準事故下的安全，但核電仍存在著發(fā)生超設(shè)計基準事故的可能，進而引發(fā)類似堆芯熔穿壓力容器的嚴重事故。而如果沒有任何緩解事故的措施，那么熔融堆芯將與混凝土底板反應(yīng)產(chǎn)生大量不凝結(jié)氣體，隨著不凝結(jié)氣體不斷增加，安全殼內(nèi)的壓力會逐漸升高，最終可能會因超壓而導致最后一道屏障——安全殼的完整性遭到破壞，造成放射性物質(zhì)的外泄。
[0003]安全殼過濾排放系統(tǒng)采用主動卸壓方式使安全殼內(nèi)積聚的氣體釋放，降低安全殼內(nèi)壓力，從而使安全殼內(nèi)壓力不超過其承載限值，確保安全殼的完整性。同時為了防止排放氣體對環(huán)境造成放射性危害，需要在安全殼過濾排放系統(tǒng)的卸壓管線上安裝過濾裝置對排放氣體中的放射性物質(zhì)進行過濾。
[0004]國內(nèi)外關(guān)于過濾排放系統(tǒng)的研發(fā)設(shè)計起始于20世紀60年代，最早是由法國提出的砂床過濾器，其工作原理是利用砂石的吸附和滯留作用過濾氣體中的放射性物質(zhì)。但是該系統(tǒng)對碘分子只起到延遲作用而不能有效去除，且砂床長期放置存在砂石板結(jié)砂問題，因此砂床過濾器需定期進行通風維護。德國設(shè)計制造了一種金屬纖維過濾器，采用不銹鋼纖維組成多層濾網(wǎng)，利用金屬纖維的吸附與滯留作用除去氣體中的放射性物質(zhì)，但是金屬纖維層的過濾作用同樣對碘分子僅起到延遲作用，不能有效去除，且通氣后放射性物質(zhì)主要存在于金屬纖維層中，造成后續(xù)處理困難。為了提高對元素碘的去除效率，瑞士設(shè)計了混合過濾排放系統(tǒng)，是由一組專用噴嘴和兩級氣液分離器組成的。噴嘴將水滴霧化，使氣溶膠與水滴發(fā)生強烈碰撞，完成對氣溶膠的沉降；氣液分離器使氣體與含塵液滴分離，達到最終去除氣溶膠的目的，碘和有機碘與洗滌液中的碳酸鈉和氫氧化鈉發(fā)生化學反應(yīng)生成穩(wěn)定碘鹽，溶于洗滌液中，達到碘分離的目的，該過濾器能有效的除去氣溶膠、有機碘及碘，但是需要外加動力。西門子公司設(shè)計了一種非能動滑壓運行濕式過濾器，該過濾器采用文丘里水洗器與金屬纖維過濾器相結(jié)合的設(shè)計方式，以泄放氣體的壓力作為動力源，不依靠外界動力實現(xiàn)系統(tǒng)的連續(xù)運行。安全殼排放的氣體首先在文丘里洗滌單元中除去大部分的氣溶膠和幾乎全部的碘(包括有機碘)，而后，霧滴和亞微米級氣溶膠在金屬纖維過濾單元中過濾，經(jīng)過兩級過濾的潔凈氣體排入大氣。該過濾器對亞微米級氣溶膠的過濾效果相當好，但是在文丘里管中混合有氣溶膠的洗滌液被文丘里噴嘴霧化，氣溶膠再次夾雜在氣流中，這部分氣溶膠不僅增加金屬纖維過濾器的負擔，甚至使過濾器不能完成過濾要求，這點在過濾器運行中后期較顯著。盡管濕式過濾器存在上述不足，但由于文丘里水洗器具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、過濾效率高、衰變熱承載能力強等優(yōu)點，仍然是安全殼過濾排放系統(tǒng)的最佳選擇。
[0005]在國外反應(yīng)堆安全殼過濾系統(tǒng)中普遍采用了文丘里水洗器，例如在美國專利號為US07/171，656的專利中，提到了采用文丘里水洗器來進行過濾，但是沒有對文丘里水洗器的具體結(jié)構(gòu)進行描述，尤其是文丘里管的結(jié)構(gòu)。工業(yè)中用的文丘里水洗器的具體結(jié)構(gòu)在最新的專利中有被提到，例如在專利201120362897.4中所描述的“文丘里管式氣體洗滌器”，它主要用于工業(yè)除塵，在引射溶液時，它采用多個噴管，這使得該文丘里洗氣裝置的結(jié)構(gòu)過于復雜，使得氣體流動過程動壓頭損失過大，導致水洗溶液的貫穿深度不足。且該裝置不能根據(jù)不同工況調(diào)整溶液引射量。且它采用的是外加動力將溶液噴入文丘里管，且該文丘里管是在非淹沒工況下運行的，但是反應(yīng)堆安全殼系統(tǒng)中一般要求過濾裝置能在非能動及淹沒工況下運行，因而工業(yè)上的文丘里管不能用于安全殼過濾排放系統(tǒng)。
[0006]文丘里水洗器普遍采用的是化學溶液水洗的方法，這就要求化學溶液能夠以非能動的方式進入文丘里管，并保證溶液與氣相充分接觸，從而達到高效的除塵除氣效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，洗氣效率高，運行穩(wěn)定的分體自吸式文丘里管洗滌器。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0009]包括由主要由收縮段和擴張段組成的外套管，還包括圓錐形獨立收縮段，圓錐形獨立收縮段是與外套管的收縮段形狀相同的錐形結(jié)構(gòu)，圓錐形獨立收縮段套在外套管的收縮段內(nèi)，圓錐形獨立收縮段與外套管的收縮段之間通過各自的入口端的法蘭盤連接且二者之間形成環(huán)形液體流動通道，外套管的收縮段上開有吸液孔，外套管的擴張段的出口端安裝有出口折流板。
[0010]本發(fā)明還可以包括:
[0011]1、圓錐形獨立收縮段包括圓錐形收縮段，圓錐形收縮段的兩端分別帶有入口直管段與出口直管段。
[0012]2、外套管的收縮段上的吸液孔有兩排。
[0013]3、外套管擴張段與外套管收縮段成一體結(jié)構(gòu)，外套管擴張段的壁面與軸線之間的夾角小于外套管收縮段的收縮角。
[0014]4、外套管擴張段出口處設(shè)有一定長度的直管段，所述直管段外壁面加工有一定高度的凸臺，出口折流板通過支撐肋與外套管擴張段出口外壁的凸臺焊接相連。
[0015]5、折流板為圓弧形，折流板外邊緣的截面直徑略大于外套管擴張段出口的當量直徑。
[0016]本發(fā)明提供了一種自吸式、可調(diào)節(jié)入口大小、效率高、運行穩(wěn)定的高效分體式文丘里管洗滌器。這種分體自吸式文丘里管洗滌器主要由圓錐形獨立收縮段、一體式外套管、環(huán)形液體流動通道和出口折流板組成。
[0017]圓錐形獨立收縮段是分體式文丘里管洗滌器氣體加速部件，該部件的入口和出口均采用圓形設(shè)計，中間部分為錐體結(jié)構(gòu)，入口當量直徑的設(shè)計能夠保證在系統(tǒng)額定排放流量下入口流速在一定范圍內(nèi)；收縮段出口當量直徑是決定文丘里管喉部氣速以及吸液量的直接因素，安全殼排放的氣體從入口進入文丘里洗滌器，經(jīng)過收縮段的加速在喉部形成負壓，根據(jù)伯努利方程和連續(xù)性方程有:
【權(quán)利要求】
1.一種分體自吸式文丘里管洗滌器，包括由主要由收縮段和擴張段組成的外套管，其特征是:還包括圓錐形獨立收縮段，圓錐形獨立收縮段是與外套管的收縮段形狀相同的錐形結(jié)構(gòu)，圓錐形獨立收縮段套在外套管的收縮段內(nèi)，圓錐形獨立收縮段與外套管的收縮段之間通過各自的入口端的法蘭盤連接且二者之間形成環(huán)形液體流動通道，外套管的收縮段上開有吸液孔，外套管的擴張段的出口端安裝有出口折流板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:圓錐形獨立收縮段包括圓錐形收縮段，圓錐形收縮段的兩端分別帶有入口直管段與出口直管段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:外套管的收縮段上的吸液孔有兩排。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:外套管擴張段與外套管收縮段成一體結(jié)構(gòu)，外套管擴張段的壁面與軸線之間的夾角小于外套管收縮段的收縮角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:外套管擴張段與外套管收縮段成一體結(jié)構(gòu)，外套管擴張段的壁面與軸線之間的夾角小于外套管收縮段的收縮角。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:外套管擴張段出口處設(shè)有一定長度的直管段，所述直管段外壁面加工有一定高度的凸臺，出口折流板通過支撐肋與外套管擴張段出口外壁的凸臺焊接相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:外套管擴張段出口處設(shè)有一定長度的直管段，所述直管段外壁面加工有一定高度的凸臺，出口折流板通過支撐肋與外套管擴張段出口外壁的凸臺焊接相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:外套管擴張段出口處設(shè)有一定長度的直管段，所述直管段外壁面加工有一定高度的凸臺，出口折流板通過支撐肋與外套管擴張段出口外壁的凸臺焊接相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:外套管擴張段出口處設(shè)有一定長度的直管段，所述直管段外壁面加工有一定高度的凸臺，出口折流板通過支撐肋與外套管擴張段出口外壁的凸臺焊接相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分體自吸式文丘里管洗滌器，其特征是:折流板為圓弧形，折流板外邊緣的截面直徑略大于外套管擴張段出口的當量直徑。
【文檔編號】B01D47/10GK103566683SQ201310563537
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】谷海峰, 孫中寧, 周艷民, 王軍龍, 閻昌琪, 曹夏昕 申請人:哈爾濱工程大學