一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了屬于機械設(shè)備和核能安全領(lǐng)域，特別涉及用于去除流體內(nèi)部細粒子的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]細顆粒物又稱為細粒，是指存在于大氣中粒徑小于2.5 μ m的顆粒物，簡稱PM2.5。雖然細顆粒只是地球大氣成分中的很少的組成部分，但其對空氣質(zhì)量和能見度等有嚴重的影響。細顆粒物粒徑小，富含大量的有毒有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量有著嚴重的影響。主要成分包括無機成分、有機成分、微量金屬元素、元素碳(EC)、生物物質(zhì)(細菌、病菌、霉菌等)等。由于人體吸入顆粒物的危害程度與吸入的距離有關(guān)，粒徑10 μ m以上的顆粒物通常沉積在呼吸道，2 μ m以下的顆粒物則可以深入到細支氣管和肺泡。吸入后直接影響肺的通氣功能，使機體容易處在缺氧狀態(tài)。而且這種細顆粒一旦進入肺泡，吸附在肺泡上很難掉落，這種吸附是不可逆的。而細顆粒物的去除是現(xiàn)今面臨的一個巨大難題。
[0003]一回路作為壓水堆核電站的動力來源，其安全性在整個核電站中顯得尤其重要，在反應(yīng)堆運行時，燃料棒、堆內(nèi)構(gòu)件等部件會受到冷卻劑的腐蝕沖刷、磨蝕-腐蝕、FAC (管道流體加速腐蝕)效應(yīng)等的影響。會產(chǎn)生許多細小的顆粒物。這些顆粒物隨著冷卻劑在一回路中流動形成固液兩相流。會對一回路的傳熱性能產(chǎn)生影響，出現(xiàn)局部傳熱惡化等現(xiàn)象，影響管道的使用壽命。另外，這些固體顆粒物還會對一路路產(chǎn)生物理磨損、化學(xué)腐蝕等，影響一回路管路的性能，甚至破壞一回路的完整性。
[0004]熱泳是由于溫度梯度而產(chǎn)生的對細顆粒有較強作用的一種短程力，1985年Batchelor和Shen提出了對于層流和瑞流同時實用的熱泳沉積效率公式。2002年臺灣新竹交通大學(xué)環(huán)境工程研究所的Chuen-Jinn Tsia和Jyh-Shyan Lin提出了適用于層流的熱泳沉積效率公式，2004年又指出該公式同樣適用于湍流。德國科學(xué)家在2012年底制造的一種名為“石墨氣凝膠”的材料，密度為每立方厘米0.18毫克?！叭細饽z”又稱為“碳海綿”。
[0005]華北電力大學(xué)核熱工安全與標準化研究所對顆粒物的熱泳沉積做了大量深入研究。申請人之一的周濤曾設(shè)計了直通道步進式短管可吸入顆粒物熱泳脫除器(申請?zhí)枮?00410101817.4)，但是對于該類裝置其存在以下缺點:
[0006]第一、該類裝置適用的流體范圍不廣，該類裝置只能去除氣體中的細顆粒物，不能完成其他流體中的細顆粒物；
[0007]第二、該類裝置的對顆粒物的去除效果不好，對細粒徑的粒子尤其是超細粒子的脫除效果不好；
[0008]第三、該類裝置中使用了大量的“過渡流動段”，而在該裝置中“過渡流動段”并無任何作用，這樣使得該類裝置結(jié)構(gòu)冗余。
[0009]由于上述問題的存在，本發(fā)明人對現(xiàn)有的熱泳技術(shù)進行研究，并對現(xiàn)有的顆粒去除裝置進行研究，以便能制作出適用多種流體的顆粒物的去除工作、脫除效果高、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)精簡和使用方便的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明人進行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):設(shè)置依次相連通的流體入口管道、流體輸送機構(gòu)、前端閥門、熱泳涂層段內(nèi)管、過渡過濾段、后端閥門和流體出口管道；其中，熱泳涂層段內(nèi)管內(nèi)壁上涂有碳海綿層，過渡過濾段內(nèi)部兩側(cè)設(shè)有碳海綿濾網(wǎng)；其中，流體依次經(jīng)由流體入口管道、流體輸送機構(gòu)、前端閥門、熱泳涂層段的內(nèi)管、過渡過濾段、后端閥門和流體出口管道完成對顆粒物的去除工作；冷卻水依次經(jīng)由入水管道和出水管道完成對內(nèi)管的冷卻。從而完成本發(fā)明。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0012](I) 一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，其特征在于:該脫除器裝置包括:
[0013]流體輸送機構(gòu)2，其一端與流體入口管道I相連通，流體輸送機構(gòu)2另一端通過前端閥門3a與熱泳涂層段4相連通；
[0014]熱泳涂層段4，其包括:
[0015]內(nèi)管12，其內(nèi)壁上設(shè)有碳海綿層10，內(nèi)管的一端與前端閥門3a相連通；內(nèi)管的另一端與過渡過濾段6相連通，其中，在內(nèi)管12的外壁上設(shè)置入水管道16和出水管道17，所述入水管道和出水管道相連通，和
[0016]外管11，其套于內(nèi)管12、入水管道和出水管道的外部；
[0017]和
[0018]過渡過濾段6，其內(nèi)部兩側(cè)設(shè)有碳海綿濾網(wǎng)13，過渡過濾段遠離熱泳涂層段4的一端通過后端閥門3b與流體出口管道7相連通；
[0019]其中，流體依次經(jīng)由流體入口管道1、流體輸送機構(gòu)2、前端閥門3a、熱泳涂層段4的內(nèi)管、過渡過濾段6、后端閥門7和流體出口管道完成過濾工作；
[0020]冷卻水依次經(jīng)由入水管道和出水管道完成對內(nèi)管的冷卻。
[0021](2)如上述(I)所述的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，其特征在于:流體輸送機構(gòu)2為泵或風(fēng)機。
[0022](3)如上述(I)所述的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，其特征在于:流體為帶有顆粒物的氣體或帶有顆粒物的液體。
[0023](4)如上述(I)所述的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，其特征在于:熱泳涂層段4內(nèi)管的兩側(cè)設(shè)置碳海綿濾網(wǎng)。
[0024](5)如上述(I)所述的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，其特征在于:碳海綿層設(shè)置于內(nèi)管內(nèi)壁上的方式包括通過溶劑粘接、噴涂或電火花沉積。
[0025](6)如上述(I)所述的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，其特征在于:熱泳涂層段4內(nèi)管內(nèi)徑為20?30mm,熱泳涂層段4長度為300?450mm。
[0026](7)如上述(I)所述的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，其特征在于:一回路中冷卻劑內(nèi)混有細顆粒物，該裝置可以用于除去所述一回路中冷卻劑內(nèi)的細顆粒物。
[0027]根據(jù)本發(fā)明提供的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便和對顆粒物的去除效果好等特點，具體具有如下有益效果:
[0028]第一、該脫除器裝置適用的流體范圍廣，該脫除器裝置使用流體輸送機構(gòu)使得該脫除器裝置既可以用于除去對氣體中細顆粒物，同時也可以用于去除液體中存在的細顆粒物；同時該裝置也適用于鉛鉍合金等任何不被“碳海綿”吸收的流體；
[0029]第二、該脫除器裝置對顆粒物的去除效果好，該脫除器裝置使用碳海綿濾網(wǎng)和碳海綿層，使得該脫除器裝置具有熱泳沉積和碳海綿過濾的雙重作用，進而使得該脫除器裝置的對顆粒物的去除效果明顯提高，吸收流體中細顆粒物的能力增強；
[0030]第三、該脫除器裝置對現(xiàn)有技術(shù)中使用的“過渡流動段”進行改進，使其成為內(nèi)部具有碳海綿濾網(wǎng)的過渡過濾段，進而避免了該段的冗余，間接的提高了該脫除器裝置吸附細顆粒物能力。
【附圖說明】
[0031]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2a示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置中熱泳涂層段的側(cè)視圖；
[0033]圖2b示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置中熱泳涂層段的左視圖；
[0034]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置中碳海綿濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置中熱泳涂層段的剖面圖；
[0036]圖5示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實施方式的一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置中加熱裝置的橫截面示意圖。
[0037]附圖標號說明:
[0038]1-流體入口管道
[0039]2-流體輸送機構(gòu)
[0040]3a_前端閥門
[0041]3b_后端閥門
[0042]4-熱泳涂層段
[0043]5-法蘭
[0044]6-過渡過濾段
[0045]7-流體出口管道
[0046]10-碳海綿層
[0047]11-外管
[0048]12-內(nèi)管
[0049]13-碳海綿濾網(wǎng)
[0050]15-碳海綿濾網(wǎng)安裝槽
[0051]16-入水管道
[0052]17-出水管道
[0053]18-加熱管道
[0054]19-電加熱絲
[0055]20-保溫層
[0056]21-保溫層保護管
【具體實施方式】
[0057]下面通過對本發(fā)明進行詳細說明，本發(fā)明的特點和優(yōu)點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。
[0058]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實施例。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0059]在根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1-3中所示，提供一種碳海綿熱泳細粒子多用脫除器裝置，該脫除器裝置包括:
[0060]流體輸送機構(gòu)2，其一端與流體入口管道I相連通，流體輸送機構(gòu)2另一端通過前端閥門3a與熱泳涂層段4相連通；
[0061]熱泳涂層段4，其包括:
[0062]內(nèi)管12，其內(nèi)壁上設(shè)有碳海綿層10，內(nèi)管的一端與前端閥門3a相連通；內(nèi)管的另一端與過渡過濾段6相連通，其中，在內(nèi)管12的外壁上設(shè)置入水管道16和出水管道17，所述入水管道和出水管道相連通，和
[0063]外管11，其套于內(nèi)管12外部；
[0064]和
[0065]過渡過濾段6，其內(nèi)部兩側(cè)設(shè)有碳海綿濾網(wǎng)13，過渡過濾段遠離熱泳涂層段4的一端通過后端閥門3b與流體出口管道7相連通；
[0066]其中，流體依次經(jīng)由流體入口管道1、流體輸送機構(gòu)2、前端閥門3a、熱泳涂層段4的內(nèi)管、過渡過濾段6、后端閥門7和流體出口管道完成對顆粒物的去除工作；
[0067]冷卻水依次經(jīng)由入水管道和出水管道完成對內(nèi)管的冷卻。
[0068]在一個優(yōu)選的實施方式中，如圖1中所示，流體輸送機構(gòu)2用于將流體入口管道I中的流體輸送到該脫除器裝置中，其中，在本發(fā)明中所述流體輸送機構(gòu)為泵或風(fēng)機均可，當需要除去液體內(nèi)部細顆粒物時所述流體輸送機構(gòu)選用泵；當需要除去氣體內(nèi)部細顆