一种气体加热装置及高温高压反应装置

文档序号:1806767 发布日期:2021-11-09 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种气体加热装置及高温高压反应装置 (Gas heating device and high-temperature high-pressure reaction device ) 是由 任潞 徐健 李浩欣 贾文杨 张依林 王世成 郭琦 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种气体加热装置,包括加热模块、循环模块和三通管路,加热模块包括加热室和加热部件,加热室具有加热入口和加热出口,加热部件位于加热室内;循环模块包括循环室,循环室具有循环入口和循环出口;三通管路的第一端与加热入口连通,三通管路的第二端与循环出口连通,三通管理的第三端与外界连通,三通管路的各端分别具有可启闭的通气阀。加热模块将空气加热并输入换热管内,热空气在换热管内与釜体内的液体进行换热后排至循环模块,通过调节通气阀,使循环模块中换热后的热空气再次通入加热模块,提高加热模块中空气的加热效率,避免热能的不必要浪费。(The invention discloses a gas heating device, which comprises a heating module, a circulating module and a three-way pipeline, wherein the heating module comprises a heating chamber and a heating part, the heating chamber is provided with a heating inlet and a heating outlet, and the heating part is positioned in the heating chamber; the circulation module comprises a circulation chamber, wherein the circulation chamber is provided with a circulation inlet and a circulation outlet; the first end of the three-way pipeline is communicated with the heating inlet, the second end of the three-way pipeline is communicated with the circulating outlet, the third end of the three-way pipeline is communicated with the outside, and each end of the three-way pipeline is provided with a vent valve which can be opened and closed. In the heating module heated the air and input the heat exchange tube, hot-air arranged to the circulation module after exchanging heat with the internal liquid of cauldron in the heat exchange tube, through adjusting the breather valve, made the hot-air after the heat transfer let in the heating module again in the circulation module, improved the heating efficiency of air in the heating module, avoided unnecessary waste of heat energy.)

一种气体加热装置及高温高压反应装置

技术领域

本发明涉及核电试验

技术领域

中的一种气体加热装置及高温高压反应装置。

背景技术

在核电领域中,压水堆内一回路是用于吸收裂变燃料产生的热量并与二回路进行热量交换的传热系统。在压水堆中,一回路直接与裂变物质接触,并吸收产生自裂变的热量,因此一回路材料需要有较高的耐腐蚀性,同时在与裂变物质进行热量交换时要有较高的热交换效率。在核电安全和传热研究中,需要一种加热方式用于模拟一回路的加热,以便有效模拟一回路吸收热量并传递热量的过程。核裂变产生热量的效率高,这就导致这种一回路加热方式需要有较高的加热效率和热交换效率。

目前已知的回路加热方式主要分为管内加热和管外加热。管内加热虽然在整体上一体化程度高、加热效率高,但其本身加热的方式和加热主体处于管内,具有装置组装拆卸困难,部件更换麻烦,以及加热系统监测困难等问题。而管外加热虽然本身装置的结构与检测系统更简单,但由于加热主体部分处于管外作为一个独立组成部分,装置本身会与外界进行一定的热量交换,导致加热效率不高,热交换效率低等问题,也对加热所需的能源造成非常大的耗费。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种气体加热装置及高温高压反应装置,提高加热效能。

根据本发明的第一方面实施例,提供一种气体加热装置,包括加热模块,所述加热模块包括加热室和加热部件,所述加热室具有加热入口和加热出口,所述加热部件位于所述加热室内;循环模块,所述循环模块包括循环室,所述循环室具有循环入口和循环出口;三通管路,所述三通管路的第一端与所述加热入口连通,所述三通管路的第二端与所述循环出口连通,所述三通管理的第三端与外界连通,所述三通管路的各端分别具有可启闭的通气阀。

根据本发明第一方面实施例,进一步地,所述加热出口设有气体分流板。

根据本发明第一方面实施例,进一步地,所述加热模块还包括工况检测部件,所述加热室上设有检测通孔,所述工况检测部件通过所述检测通孔伸入所述加热室中。

根据本发明第一方面实施例,进一步地,所述循环模块的内壁设有保温层。

根据本发明第一方面实施例,进一步地,所述三通管路的第一端设有气泵通孔,所述气泵通孔用于连接至气泵。

根据本发明第一方面实施例,进一步地,所述加热室上设有能容所述加热部件穿过的加热孔,所述加热模块还包括用于与所述加热部件电连接的电极组件,所述电极组件可拆卸安装在所述加热孔外侧。

根据本发明的第二方面实施例,提供一种高温高压反应装置,包括上述的气体加热装置;换热管,所述换热管的入口与所述加热出口连通,所述换热管的出口与所述循环入口连通;反应釜,所述反应釜具有进液口和出液口,所述换热管位于所述反应釜内。

根据本发明第二方面实施例,进一步地,所述进液口位于所述反应釜的下部,所述出液口位于所述反应釜的上部。

根据本发明第二方面实施例,进一步地,所述反应釜包括釜体和盖体,所述盖体可拆卸连接在所述釜体上,所述气体加热装置安装在所述盖体上。

根据本发明第二方面实施例,进一步地,所述反应釜的底部设有可启闭的排液口。

本发明的有益效果是:加热模块将空气加热并输入换热管内,热空气在换热管内与釜体内的液体进行换热后排至循环模块,通过调节通气阀,使循环模块中换热后的热空气再次通入加热模块,提高加热模块中空气的加热效率,避免热能的不必要浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然,所描述的附图只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明实施例中气体加热装置的正剖视图;

图2是本发明实施例中电极组件的正视图;

图3是本发明实施例中高温高压反应装置的正剖视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例,本发明之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述,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发明的限制。

在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1~图2,本发明第一方面实施例中的气体加热装置,包括加热模块10、循环模块20和三通管路30,三通管路30可实现加热模块10、循环模块20和外界之间的连通或阻断,从而控制热空气的循环或排出,提高加热效率,降低加热所需的能源。

加热模块10包括加热室11和加热部件12,加热室11具有加热入口111和加热出口112,加热部件12位于加热室11内。可以理解地,加热部件12为电加热管,加热部件12包括若干个加热环管与两根加热直管,通过增加加热环管的数量,可提高加热效率及可加热的温度。当加热环管的数量为两个以上时,各加热环管平行布置,各加热直管分别连接在加热环管的一侧。加热入口111与加热环管内的区域相对,从而通过加热入口111进入加热室11的空间流经各加热环管,得到充分的加热。

进一步地,加热室11上设有能容加热部件12穿过的加热孔,加热模块10还包括用于与加热部件12电连接的电极组件14,电极组件14可拆卸安装在加热孔外侧。具体地,加热直管可穿过加热孔与电极组件14电连接。电极组件14包括电极143、电极座142和弹性的密封件141,电极143固定在电极座142上,密封件141位于电极座142与加热孔的外侧之间,防止加热室11内的空气从加热孔的间隙中排出。电极座142通过螺栓144固定在加热孔的外侧,当电极座142固定在加热孔外侧时,加热直管与电极143相接以实现电连接。

在一实施例中,加热出口112设有气体分流板,从而加热室11内的气流能均匀地排出加热出口112。

在一实施例中,加热模块10还包括工况检测部件,加热室11上设有检测通孔13,工况检测部件通过检测通孔13伸入加热室11中。可选地,工况检测部件可为温度计、压力表等。本实施例中,工况检测部件包括温度计与压力表,相应地,检测通孔13的数量为两个,温度计和压力表分别通过各检测通孔13插入加热室11内,以实时检测加热室11内的温度及压力,便于及时作出调控,保证安全运行。

循环模块20包括循环室21,循环室21具有循环入口211和循环出口212。三通管路30的第一端与加热入口111连通,三通管路30的第二端与循环出口212连通,三通管理的第三端与外界连通,三通管路30的各端分别具有可启闭的通气阀。具体地,位于三通管路30第一端的通气阀为第一通气阀301,位于三通管路30第二端的通气阀为第二通气阀302,位于三通管路30第三端的通气阀为第三通气阀303。通过启闭不同的通气阀,可控制气体的流向。在余下的通气阀关闭的情况下,容易理解地,打开第一通气阀301与第三通气阀303,加热室11与外界连通;打开第二通气阀302与第三通气阀303,循环室21与外界连通;打开第一通气阀301与第二通气阀302,则加热室11与加热入口111与循环室21的循环出口212连通,加热室11与循环室21内的空气可实现循环。

具体地,打开第一通气阀301与第三通气阀303,外界的空气通过三通管路30流入加热室11的加热入口111中被加热,当有足够的气体进入加热室11被加热后,关闭第三通气阀303。此时被加热的空气在排除加热出口112后与其他物体进行换热,换热后的气体通过循环入口211进入循环室21,打开第二通气阀302,气体则通过循环出口212流入三通管路30中,由于此时第三通气阀303关闭,因此气体只能经三通管路30的第一端再次进入加热室11中被加热。从循环室21排出的气体仍具有较高温度,因此当其再次进入加热室11被加热时,能节省加热室11加热所需的时间和能源,有利于热能的高效利用。当气体加热装置要暂停运作,排出热空气时,关闭第一通气阀301,并打开第二通气阀302和第三通气阀303,热空气则能通过三通管路30再次排至外界。

进一步地,循环模块20的内壁设有保温层22,减少在循环室21内的气体的热量散失,有利于提高循环气体进入加热室11时的温度,从而提高加热效率。

在一实施例中,当第一通气阀301与第二通气阀302开启,且第三通气阀303关闭时,为促进从循环出口212流出的气体能更高效地流向加热入口111,三通管路30的第一端设有气泵通孔31,气泵通孔31用于连接至气泵。气泵连接在气泵通孔31上,开启气泵,气泵能促进循环气体主动流向加热入口111,确保气体在加热室11与循环室21之间的流通畅顺。

参照图3,本发明第二方面实施例中的高温高压反应装置,包括换热管40、反应釜50和上述任一实施例中的气体加热装置。换热管40位于反应釜50内,换热管40的入口与加热出口112连通,换热管40的出口与循环入口211连通,反应釜50具有进液口521和出液口522。加热室11产生的高温气体经过换热管40后排至循环室21,而反应釜50内有液体流动,换热管40内的气体与反应釜50内的液体之间换热,从而模拟一回路吸收热量并传递热量的过程。

进一步地,进液口521位于反应釜50的下部,出液口522位于反应釜50的上部,使换热管40大部分或完全浸泡在反应釜50内,确保换热效率。

可以理解地,反应釜50的底部设有可启闭的排液口523。当试验结束后,打开排液口523即可完全能排出反应釜50内的液体,避免液体残留在反应釜50内对反应釜50产生腐蚀等其他不利影响。

在一实施例中,反应釜50包括釜体52和盖体51,盖体51可拆卸连接在釜体52上,气体加热装置安装在盖体51上。盖体51通过螺栓与釜体52可拆卸连接,由于气体加热装置安装在盖体51上,因此,当需要检修或更换气体加热装置时,可将盖体51从釜体52中卸下,直接更换新的盖体51,减少检修所需的停机时间。另外,由于盖体51与釜体52可分离,也便于将换热管40取出观察模拟效果。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明,但本发明创造并不限于实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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