一种旋叶式小型气泡分离装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103394213A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103394213103394213A(43)申请公布日2013.11.20(21)申请号201310286353.8(22)申请日2013.07.09(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室(72)发明人张娜娜孙立成阎昌琪唐文偲蔡报炜孙中宁曹夏昕王建军范广铭丁铭(51)Int.Cl.B01D19/00(2006.01)G21C19/303(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种旋叶式小型气泡分离装置(57)摘要本发明的目的在于提供一种旋叶式小型气泡分离装置，包括圆柱形的筒体，筒体的前端设置前出气管，筒体的后端设置后出气管，筒体内部分别安装搅浑叶轮和恢复叶轮，搅浑叶轮包括搅浑叶片和搅浑叶轮轮轴，恢复叶轮包括恢复叶片和恢复叶轮轮轴，搅浑叶轮轮轴和恢复叶轮轮轴均设置中孔，两个中孔的进口相对布置，搅浑叶轮轮轴中孔的出气口与前出气管相连通，恢复叶轮轮轴中孔的出气口与后出气管相连通。本发明能够实现小气泡的高效分离，且可以工作在一个比较宽泛的含气量及液体流量范围之内；末端恢复叶轮的设计可以起到部分恢复压力的作用，有效降低设备运行过程中的动力投入，降低设备运行成本。CN103394213ACN103942ACN103394213A权利要求书1/1页1.一种旋叶式小型气泡分离装置，其特征是：包括圆柱形的筒体，筒体的前端设置前出气管，筒体的后端设置后出气管，筒体内部分别安装搅浑叶轮和恢复叶轮，搅浑叶轮包括搅浑叶片和搅浑叶轮轮轴，恢复叶轮包括恢复叶片和恢复叶轮轮轴，搅浑叶轮轮轴和恢复叶轮轮轴均设置中孔，两个中孔的进口相对布置，搅浑叶轮轮轴中孔的出气口与前出气管相连通，恢复叶轮轮轴中孔的出气口与后出气管相连通。2.根据权利要求1所述的一种旋叶式小型气泡分离装置，其特征是：所述搅浑叶片为5～8个，搅浑叶片的进口与筒体的轴向平行，搅浑叶片的出口与筒体的轴向的夹角为35±5°；迎着水流方向，搅浑叶片的旋转方向为逆时针；相邻搅浑叶片之间的重叠角度为25±5°。3.根据权利要求1所述的一种旋叶式小型气泡分离装置，其特征是：恢复叶片进口与筒体的轴向的夹角32±5°，恢复叶片出口与筒体的轴向平行；沿着水流方向，恢复叶片的旋转方向为逆时针。4.根据权利要求1-3任一所述的一种旋叶式小型气泡分离装置，其特征是：恢复叶片数量同搅浑叶片相同，恢复叶片长度为搅浑叶片的一半。5.根据权利要求1-3任一所述的一种旋叶式小型气泡分离装置，其特征是：恢复叶轮轮轴中孔内径大于搅浑叶轮轮轴中孔内径。6.根据权利要求4任一所述的一种旋叶式小型气泡分离装置，其特征是：恢复叶轮轮轴中孔内径大于搅浑叶轮轮轴中孔内径。2CN103394213A说明书1/4页一种旋叶式小型气泡分离装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种分离装置，具体地说是气泡分离装置。背景技术[0002]国内外现有堆型、概念堆型超过900种，熔盐堆以其安全性高、采用闭式燃料循环等优势，沉寂了若干年后再次得到核科学界专家和学者的重视。熔岩堆运行过程中会不断产生中子吸收截面比较大的裂变气体，如氙、氪等，它们的存在严重影响到反应堆的运行，甚至会导致停堆，被视为反应堆中的毒物。另外，这些惰性气体在熔盐中以气泡形式存在，随着反应堆的运行，不断积累增多，如果不及时去除，还会影响到反应堆的传热特性。因此在熔盐堆运行过程中必须实时、不断地将其去除，以保证热中子的利用率和反应堆反应性的相对稳定，而一套高效率的气体分离系统是实现此目的不可或缺的辅助系统之一。[0003]熔盐堆中需要分离的裂变气体以气泡形式存在，体积小，含量少。现有技术中可以采用的分离方法大致有两种：重力沉降和旋流分离。第一种方法原理简单，无运动部件，安全性高，可用的设备也很多，如专利CN202315422U提供了一种三相盖腔重力分离器，但这类分离设备普遍存在驱动力小，效果差，分离周期较长的缺陷，尤其不适用于高粘度流体中小气泡的分离，无法满足反应堆的特殊需求。旋流分离主要是通过改变流体速度方向，在流体内部形成离心力场，使气泡受力向中心运动来实现与液体的分离。根据旋流分离原理，旋流分离设备可以在流体运动过程中完成气-液分离，满足熔盐堆实时去除气泡的需求。实际应用过程中，可以作为燃料循环中的过流部件，根据去除气体效率的要求，对熔盐堆主循环回路全流量或者部分流量进行处理，而不影响燃料的循环。目前，这种分离方法已非常成熟，国内外相关应用及研究也很多，主要形式集中在传统型切向入口，如专利CN88101590公开了一种用于处理热气