氣泡分離器設(shè)計(jì)與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-04 07:43
熔鹽堆是六種第四代反應(yīng)堆堆型之一,能夠?qū)崿F(xiàn)核燃料的閉式循環(huán),在防止核擴(kuò)散方面擁有極高的優(yōu)勢(shì)。為了保證其連續(xù)可靠地運(yùn)行,必須對(duì)液態(tài)燃料中的氙等有害氣體進(jìn)行在線處理。氣泡分離器是熔鹽堆脫氣系統(tǒng)中最關(guān)鍵的設(shè)備之一,通過離心分離的方式去除反應(yīng)堆中氙等裂變氣體及載氣,其工作性能的優(yōu)劣直接影響到反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此,設(shè)計(jì)合理的氣泡分離器結(jié)構(gòu),并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試,將有助于熔鹽堆脫氣系統(tǒng)的研發(fā)。針對(duì)2MW釷基熔鹽試驗(yàn)堆,共設(shè)計(jì)了三種結(jié)構(gòu)參數(shù)的氣泡分離器,并以空氣和水為工作介質(zhì),設(shè)計(jì)了專門的水試驗(yàn)回路,對(duì)氣泡分離器的工作性能進(jìn)行了試驗(yàn)測(cè)試,以期確定最佳的氣泡分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)。具體試驗(yàn)條件:水流量10-30m3/h、平均截面含氣率0.3%以下。試驗(yàn)采用可視化技術(shù),利用高速攝像系統(tǒng)記錄氣泡的分離過程,以分析葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣泡分離過程的影響。測(cè)試及分析結(jié)果表明,葉片進(jìn)出口角度、葉片長度、葉片個(gè)數(shù)等參數(shù)變化均會(huì)影響氣泡的分離過程。在本文的試驗(yàn)條件下,攪渾葉片的軸向出口角不應(yīng)太大;攪渾葉片個(gè)數(shù)應(yīng)該在5個(gè)以上、且長度大于50mm,據(jù)此設(shè)計(jì)的第三套分離器,幾乎能夠分離出所有的氣泡,完全滿足氣泡分離器的設(shè)計(jì)要...
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2臥式重力分離器??
====二二::墜=—J??........丨排[T??圖1.2臥式重力分離器??重力沉降是利用主相與離散相物質(zhì)之間的密度差來實(shí)現(xiàn)分離的,如圖1.2所示是一??種用于兩相分離的臥式重力分離器[11];旌弦河扇肟谙冉(jīng)過初級(jí)分離,然后進(jìn)入分離器??罐體,由于發(fā)生突擴(kuò),速度有所降低,重相介質(zhì)則在重力作用下發(fā)生沉降,而未被完全??2??
這種分離方法中的離心加速度遠(yuǎn)大于重力加速度,可用于對(duì)分離效率要求較高的??工作條件下,目前,國內(nèi)外相關(guān)研究已較成熟,工業(yè)應(yīng)用也很多。根據(jù)進(jìn)口方式的不同,??可以分為蝸殼式[12_14]和軸流式。如圖1.3?(a)所示為一傳統(tǒng)型切向入口形式的旋風(fēng)分離??器,這種形式的分離設(shè)備已在石油、選礦等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,但對(duì)于液體中小氣泡的??分離,由于流體的切向引入會(huì)增加流體的湍流度,進(jìn)而加速小氣泡的碎化,不利于氣-??液分離;另外這種設(shè)備的處理量小,易堵塞,壓降也相對(duì)較大,正常運(yùn)行過程中需要更??大的壓頭,經(jīng)濟(jì)性較差。而軸流形式的旋流分離設(shè)備,則可克服這方些面的缺點(diǎn),無論??在經(jīng)濟(jì)上還是效率上均占有較大優(yōu)勢(shì)。??現(xiàn)有技術(shù)中的軸流旋葉式分離器大致存在兩種形式:溢流口位于工質(zhì)的流入側(cè),如??圖1.3b;被分離后的主相液體由旋流器末端排出[|5】_,如圖1.3c。但這兩種結(jié)構(gòu)的分離??設(shè)備用于氣-液分離時(shí),在非設(shè)計(jì)工況下分離效率會(huì)明顯下降:根據(jù)徐繼潤[17】、龐學(xué)詩[18]??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]未來先進(jìn)核裂變能——TMSR核能系統(tǒng)[J]. 江綿恒,徐洪杰,戴志敏. 中國科學(xué)院院刊. 2012(03)
[2]熔鹽堆的安全性介紹[J]. 左嘉旭,張春明. 核安全. 2011(03)
[3]導(dǎo)葉式液液旋流器內(nèi)油相濃度分布數(shù)值模擬[J]. 馬藝,王振波,金有海. 化工學(xué)報(bào). 2011(02)
[4]固-液-液三相水力旋流器內(nèi)部固相顆粒受力分析研究[J]. 郭廣東,鄧松圣,張福倫,王大魏. 廣東化工. 2010(02)
[5]新概念熔鹽堆的固有安全性及相關(guān)關(guān)鍵問題研究[J]. 秋穗正,張大林,蘇光輝,田文喜. 原子能科學(xué)技術(shù). 2009(S1)
[6]2種結(jié)構(gòu)油水旋流分離器流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[J]. 張建,金有海. 石油機(jī)械. 2008(05)
[7]不同錐體結(jié)構(gòu)旋風(fēng)分離器的分離特性數(shù)值研究[J]. 張建,金有海. 石油化工設(shè)備. 2007(06)
[8]旋流干燥器內(nèi)的流場(chǎng)和分散相顆粒受力分析[J]. 李雪斌,伍廣. 化工裝備技術(shù). 2007(01)
[9]兩種入口結(jié)構(gòu)旋流器性能對(duì)比試驗(yàn)研究[J]. 丁旭明,王振波,金有海. 化工機(jī)械. 2005(02)
[10]旋流場(chǎng)中分散相顆粒徑向受力及徑向速度方程[J]. 曹仲文,袁惠新. 江南大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)
碩士論文
[1]軸流導(dǎo)葉式旋流分離器的研制[D]. 靜玉曉.中國石油大學(xué) 2010
[2]軸向型粗粉分離器的數(shù)值模擬及改進(jìn)[D]. 張連升.東北電力大學(xué) 2007
本文編號(hào):3475304
【文章來源】:哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2臥式重力分離器??
====二二::墜=—J??........丨排[T??圖1.2臥式重力分離器??重力沉降是利用主相與離散相物質(zhì)之間的密度差來實(shí)現(xiàn)分離的,如圖1.2所示是一??種用于兩相分離的臥式重力分離器[11];旌弦河扇肟谙冉(jīng)過初級(jí)分離,然后進(jìn)入分離器??罐體,由于發(fā)生突擴(kuò),速度有所降低,重相介質(zhì)則在重力作用下發(fā)生沉降,而未被完全??2??
這種分離方法中的離心加速度遠(yuǎn)大于重力加速度,可用于對(duì)分離效率要求較高的??工作條件下,目前,國內(nèi)外相關(guān)研究已較成熟,工業(yè)應(yīng)用也很多。根據(jù)進(jìn)口方式的不同,??可以分為蝸殼式[12_14]和軸流式。如圖1.3?(a)所示為一傳統(tǒng)型切向入口形式的旋風(fēng)分離??器,這種形式的分離設(shè)備已在石油、選礦等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,但對(duì)于液體中小氣泡的??分離,由于流體的切向引入會(huì)增加流體的湍流度,進(jìn)而加速小氣泡的碎化,不利于氣-??液分離;另外這種設(shè)備的處理量小,易堵塞,壓降也相對(duì)較大,正常運(yùn)行過程中需要更??大的壓頭,經(jīng)濟(jì)性較差。而軸流形式的旋流分離設(shè)備,則可克服這方些面的缺點(diǎn),無論??在經(jīng)濟(jì)上還是效率上均占有較大優(yōu)勢(shì)。??現(xiàn)有技術(shù)中的軸流旋葉式分離器大致存在兩種形式:溢流口位于工質(zhì)的流入側(cè),如??圖1.3b;被分離后的主相液體由旋流器末端排出[|5】_,如圖1.3c。但這兩種結(jié)構(gòu)的分離??設(shè)備用于氣-液分離時(shí),在非設(shè)計(jì)工況下分離效率會(huì)明顯下降:根據(jù)徐繼潤[17】、龐學(xué)詩[18]??3??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]未來先進(jìn)核裂變能——TMSR核能系統(tǒng)[J]. 江綿恒,徐洪杰,戴志敏. 中國科學(xué)院院刊. 2012(03)
[2]熔鹽堆的安全性介紹[J]. 左嘉旭,張春明. 核安全. 2011(03)
[3]導(dǎo)葉式液液旋流器內(nèi)油相濃度分布數(shù)值模擬[J]. 馬藝,王振波,金有海. 化工學(xué)報(bào). 2011(02)
[4]固-液-液三相水力旋流器內(nèi)部固相顆粒受力分析研究[J]. 郭廣東,鄧松圣,張福倫,王大魏. 廣東化工. 2010(02)
[5]新概念熔鹽堆的固有安全性及相關(guān)關(guān)鍵問題研究[J]. 秋穗正,張大林,蘇光輝,田文喜. 原子能科學(xué)技術(shù). 2009(S1)
[6]2種結(jié)構(gòu)油水旋流分離器流場(chǎng)數(shù)值模擬研究[J]. 張建,金有海. 石油機(jī)械. 2008(05)
[7]不同錐體結(jié)構(gòu)旋風(fēng)分離器的分離特性數(shù)值研究[J]. 張建,金有海. 石油化工設(shè)備. 2007(06)
[8]旋流干燥器內(nèi)的流場(chǎng)和分散相顆粒受力分析[J]. 李雪斌,伍廣. 化工裝備技術(shù). 2007(01)
[9]兩種入口結(jié)構(gòu)旋流器性能對(duì)比試驗(yàn)研究[J]. 丁旭明,王振波,金有海. 化工機(jī)械. 2005(02)
[10]旋流場(chǎng)中分散相顆粒徑向受力及徑向速度方程[J]. 曹仲文,袁惠新. 江南大學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)
碩士論文
[1]軸流導(dǎo)葉式旋流分離器的研制[D]. 靜玉曉.中國石油大學(xué) 2010
[2]軸向型粗粉分離器的數(shù)值模擬及改進(jìn)[D]. 張連升.東北電力大學(xué) 2007
本文編號(hào):3475304
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