[实用新型]一种碳海绵热泳细粒子多用脱除器装置

说明书

技术领域

本实用新型公开了属于机械设备和核能安全领域，特别涉及用于去除流体内部细粒子的一种碳海绵热泳细粒子多用脱除器装置。 

背景技术

细颗粒物又称为细粒，是指存在于大气中粒径小于2.5μm的颗粒物，简称PM2.5。虽然细颗粒只是地球大气成分中的很少的组成部分，但其对空气质量和能见度等有严重的影响。细颗粒物粒径小，富含大量的有毒有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远，因而对人体健康和大气环境质量有着严重的影响。主要成分包括无机成分、有机成分、微量金属元素、元素碳（EC）、生物物质（细菌、病菌、霉菌等）等。由于人体吸入颗粒物的危害程度与吸入的距离有关，粒径10μm以上的颗粒物通常沉积在呼吸道，2μm以下的颗粒物则可以深入到细支气管和肺泡。吸入后直接影响肺的通气功能，使机体容易处在缺氧状态。而且这种细颗粒一旦进入肺泡，吸附在肺泡上很难掉落，这种吸附是不可逆的。而细颗粒物的去除是现今面临的一个巨大难题。 

一回路作为压水堆核电站的动力来源，其安全性在整个核电站中显得尤其重要，在反应堆运行时，燃料棒、堆内构件等部件会受到冷却剂的腐蚀冲刷、磨蚀-腐蚀、FAC（管道流体加速腐蚀）效应等的影响。会产生许多细小的颗粒物。这些颗粒物随着冷却剂在一回路中流动形成固液两相流。会对一回路的传热性能产生影响，出现局部传热恶化等现象，影响管道的使用寿命。另外，这些固体颗粒物还会对一路路产生物理磨损、 化学腐蚀等，影响一回路管路的性能，甚至破坏一回路的完整性。 

热泳是由于温度梯度而产生的对细颗粒有较强作用的一种短程力，1985年Batchelor和Shen提出了对于层流和湍流同时实用的热泳沉积效率公式。2002年台湾新竹交通大学环境工程研究所的Chuen-Jinn Tsia和Jyh-Shyan Lin提出了适用于层流的热泳沉积效率公式，2004年又指出该公式同样适用于湍流。德国科学家在2012年底制造的一种名为“石墨气凝胶”的材料，密度为每立方厘米0.18毫克。“全碳气凝胶”又称为“碳海绵”。 

华北电力大学核热工安全与标准化研究所对颗粒物的热泳沉积做了大量深入研究。申请人之一的周涛曾设计了直通道步进式短管可吸入颗粒物热泳脱除器（申请号为200410101817.4），但是对于该类装置其存在以下缺点： 

第一、该类装置适用的流体范围不广，该类装置只能去除气体中的细颗粒物，不能完成其他流体中的细颗粒物； 

第二、该类装置的对颗粒物的去除效果不好，对细粒径的粒子尤其是超细粒子的脱除效果不好； 

第三、该类装置中使用了大量的“过渡流动段”，而在该装置中“过渡流动段”并无任何作用，这样使得该类装置结构冗余。 

由于上述问题的存在，本发明人对现有的热泳技术进行研究，并对现有的颗粒去除装置进行研究，以便能制作出适用多种流体的颗粒物的去除工作、脱除效果高、结构简单、结构精简和使用方便的一种碳海绵热泳细粒子多用脱除器装置。 

实用新型内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现： 设置依次相连通的流体入口管道、流体输送机构、前端阀门、热泳涂层段内管、过渡过滤段、后端阀门和流体出口管道；其中，热泳涂层段内管内壁上涂有碳海绵层，过渡过滤段内部两侧设有碳海绵滤网；其中，流体依次经由流体入口管道、流体输送机构、前端阀门、热泳涂层段的内管、过渡过滤段、后端阀门和流体出口管道完成对颗粒物的去除工作；冷却水依次经由入水管道和出水管道完成对内管的冷却。从而完成本实用新型。 

本实用新型的目的在于提供以下方面： 

（1）一种碳海绵热泳细粒子多用脱除器装置，其特征在于：该脱除器装置包括： 

流体输送机构2，其一端与流体入口管道1相连通，流体输送机构2另一端通过前端阀门3a与热泳涂层段4相连通； 

热泳涂层段4，其包括： 

内管12，其内壁上设有碳海绵层14，内管的一端与前端阀门3a相连通；内管的另一端与过渡过滤段6相连通，其中，在内管12的外壁上设置入水管道16和出水管道17，所述入水管道和出水管道相连通，和 

外管11，其套于内管12、入水管道和出水管道的外部； 

和 

过渡过滤段6，其内部两侧设有碳海绵滤网13，过渡过滤段远离热泳涂层段4的一端通过后端阀门3b与流体出口管道7相连通； 

其中，流体依次经由流体入口管道1、流体输送机构2、前端阀门3a、热泳涂层段4的内管、过渡过滤段6、后端阀门7和流体出口管道完成过滤工作；