專利名稱:高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及水循環(huán)系統(tǒng)，具體為一種能夠控制水化學(xué)并實(shí)現(xiàn)高溫高壓條件的水 循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
核電站材料的服役性能是關(guān)系到核電站能否安全運(yùn)行的關(guān)鍵問題。從目前核電 站的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看，一些關(guān)鍵設(shè)備材料如循環(huán)回路管道、蒸汽發(fā)生器傳熱管等會(huì)發(fā)生各 種各樣的環(huán)境失效現(xiàn)象，其中最典型的失效方式就是應(yīng)力腐蝕破裂，嚴(yán)重威脅核電站的 安全運(yùn)行。所以研究核電關(guān)鍵材料在服役環(huán)境中的損傷和失效機(jī)理，為材料的設(shè)計(jì)和加 工成型提供依據(jù)并為材料的使用提供安全評(píng)價(jià)準(zhǔn)則勢在必行。要在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行模擬研 究首先要求能夠模擬核電運(yùn)行環(huán)境，即高溫高壓水環(huán)境，并嚴(yán)格控制水的電導(dǎo)率、溶解 氧含量、pH值等水化學(xué)參數(shù)。目前，國內(nèi)還沒有制造這種能夠控制水化學(xué)參數(shù)的高溫高 壓水循環(huán)系統(tǒng)的廠家。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種能夠控制水化學(xué)并實(shí)現(xiàn)高溫高壓條件的水循環(huán)系統(tǒng)， 解決高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)中水化學(xué)參數(shù)的調(diào)整與控制等問題，能夠比較精確模擬典型的 核電運(yùn)行水環(huán)境，為研究核電關(guān)鍵材料的環(huán)境失效行為提供了條件。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由兩個(gè)回路組成，一回路為常溫常壓狀 態(tài)回路，二回路為高溫高壓狀態(tài)回路，具體如下
在系統(tǒng)中設(shè)有儲(chǔ)水罐，儲(chǔ)水罐底部的循環(huán)水出水口處有混合泵，該混合泵的出 水口有棉芯過濾器，棉芯過濾器出口分成4個(gè)支路，分別進(jìn)入一回路和二回路中；其 中，
—回路包括與儲(chǔ)水罐連接的3個(gè)支路，在與儲(chǔ)水罐連接的支路I上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié) 閥MV2;在與儲(chǔ)水罐連接的支路II上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV6、轉(zhuǎn)子流量計(jì)和水處理裝置， 第一回路的支路II連接一管路，該管路分出兩路，其中一路上裝有一棉芯過濾器和手動(dòng) 調(diào)節(jié)閥MV5，另一路通過管路連至第二回路，在該管路上裝有單向閥CV3;在與儲(chǔ)水罐 連接的支路III上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV7，支路III再分成3個(gè)分支路分別經(jīng)過轉(zhuǎn)子流量計(jì) 和裝有化學(xué)傳感器的流通池，最后經(jīng)過單向閥CV4連回到儲(chǔ)水罐中；
二回路中有高壓泵，高壓泵出水管路上裝有緩沖罐、單向閥CV5、壓力表II、 換熱器，換熱器通過一管路與高壓釜的進(jìn)水口連接，在該管路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MVll ； 換熱器通過另一管路與高壓釜的出水口連接，在該管路上裝有預(yù)熱器和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥 MV12；換熱器通過一管路與冷凝器入口連接，冷凝器出口管路上裝有壓力變送器、過濾 器、背壓閥、壓力表III、電導(dǎo)率傳感器EC、溶解氧傳感器DO和熱電偶。
所述一回路的支路I上還裝有旁通容器，在旁通容器的進(jìn)、出口管路上分別裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV3、MV4。
所述一回路的支路III的3個(gè)分支路上的化學(xué)傳感器分別是電導(dǎo)率傳感器EC、溶 解氧傳感器DO和pH傳感器；裝有pH傳感器的分支路前有一截?cái)嚅yIV3，裝有pH傳感 器的分支路旁邊有一來自二回路的支路，在該二回路的支路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV8，在 該二回路的支路上連接一裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV9的管路。
所述高壓釜上還有一排氣口，在高壓釜的排氣口管路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV13。
所述高壓釜的旁邊有一并行的旁路，旁路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV10。
所述冷凝器出口管路上裝有的過濾器為兩個(gè)目數(shù)分別為100 μ m和50 μ m的過濾
器串聯(lián)在一起。
所述儲(chǔ)水罐底部開有排水口、通氣口和循環(huán)水出水口，儲(chǔ)水罐側(cè)面裝有液位 計(jì)，儲(chǔ)水罐上部開有兩個(gè)循環(huán)水進(jìn)水口，儲(chǔ)水罐頂部裝有壓力表I、安全閥以及排氣口。
所述儲(chǔ)水罐底部開有的排水口、通氣口，在所述排水口管路上有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥 MVl,在所述通氣口內(nèi)插有多孔的通氣管，該通氣口的管路上還裝有單向閥CV2、氣體 流量計(jì)并最后分為三路，其中兩路上分別裝有比例電磁閥，另一路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥； 在所述循環(huán)水出水口上裝有截?cái)嚅yIVl。
所述儲(chǔ)水罐頂部的排氣口管路上裝有單向閥CVl和排氣裝置。
本發(fā)明的有益效果是
1、本發(fā)明系統(tǒng)主要由兩個(gè)回路組成，一回路為常溫常壓狀態(tài)，此回路中通過不 斷循環(huán)可以使水的電導(dǎo)率達(dá)到所需的指標(biāo)，能比較精確地控制水中的溶解氧含量和溶解 氫含量，并可以檢測水的pH值和溫度變化，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要還能在該回路中加入含有特 殊離子的溶液。二回路中的高壓泵和預(yù)熱器可以使高壓釜中的水達(dá)到高溫高壓的狀態(tài) (320°C, 12MPa),模擬一些實(shí)際服役環(huán)境(如核電高溫水環(huán)境)來進(jìn)行材料的環(huán)境失效 實(shí)驗(yàn)，高壓釜中出來的水經(jīng)過換熱和冷卻后可以回到一回路中繼續(xù)循環(huán)使用。
2、本發(fā)明的一回路中可通過各種水化學(xué)傳感器檢測電導(dǎo)率(EC)、溶解氧含量 (DO)、pH值的變化；一回路中的水處理裝置可以不斷去除水中的陰陽離子，使電導(dǎo)率 降低到合適的指標(biāo)。
3、本發(fā)明的一回路中可通過一旁通容器加入含有特殊離子的溶液，為研究各種 離子的影響提供了條件。
4、本發(fā)明的一回路可通過一套控制系統(tǒng)比較精確地控制溶解氧的含量，溶解氧 的含量控制請(qǐng)參見中國發(fā)明專利申請(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)?00810012594.2，發(fā)明名稱一種 精確控制水中溶解氧含量的系統(tǒng)及其應(yīng)用)。
5、本發(fā)明可根據(jù)亨利定律，利用氣體質(zhì)量流量計(jì)控制通入組分氣體的流量比， 從而達(dá)到控制水中溶解氫含量的目的。
6、本發(fā)明的二回路中可通過一隔膜式高壓泵和背壓閥來調(diào)節(jié)水的壓力在0至 20MPa之間，通過一預(yù)熱器可將水溫加熱到室溫至350°C。
7、本發(fā)明的二回路中 通過換熱器將大部分高壓釜內(nèi)高溫出水的熱量傳遞給低溫 的進(jìn)水，這樣既減少了能量的損耗，又能使出水溫度顯著降低；出水再經(jīng)過冷凝器后即 降到常溫，被過濾器慮去雜質(zhì)顆粒后經(jīng)過背壓閥即降到常壓，最后回到一回路中循環(huán)反 復(fù)使用。[0025]8、本發(fā)明的二回路中可實(shí)時(shí)檢測高壓釜中出水的電導(dǎo)率和溶解氧含量變化，據(jù) 此可以更加確切了解高壓釜內(nèi)的水化學(xué)參數(shù)，關(guān)閉截?cái)嚅y，打開手動(dòng)調(diào)節(jié)閥后，還可測 量pH值的變化，還可以通過另一手動(dòng)調(diào)節(jié)閥來取樣分析。


圖1為高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖中，1液位計(jì)；2排氣裝置；3壓力表I ； 4旁通容器；5水處理裝置；6化學(xué) 傳感器；7熱電偶；8壓力表III; 9背壓閥；10壓力變送器；11高壓釜；12預(yù)熱器；13 換熱器；14冷凝器；15流量計(jì)；16緩沖罐；17壓力表II; 18高壓泵；19棉芯過濾器； 20混合泵；21儲(chǔ)水罐；22氣瓶；23氣體流量計(jì)。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明提供能夠達(dá)到高溫高壓狀態(tài)的水循環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由 兩個(gè)回路組成。一回路為常溫常壓狀態(tài)，此回路通過不斷循環(huán)可以使水的電導(dǎo)率、溶解 氧含量達(dá)到所需的指標(biāo)，并能檢測水的pH值和溫度變化，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要還可以在該回路 中加入含有特殊離子的溶液。二回路中的高壓泵18和預(yù)熱器12可以使高壓釜11中的水 達(dá)到高溫高壓的狀態(tài)，從而模擬一些實(shí)際服役環(huán)境(如核電高溫高壓水環(huán)境)進(jìn)行材料 的環(huán)境失效實(shí)驗(yàn)，高壓釜11中出來的水經(jīng)過換熱和冷卻后可以回到一回路中繼續(xù)循環(huán)使 用。具體如下
在系統(tǒng)中有一個(gè)兩百升左右的不銹鋼儲(chǔ)水罐21，該儲(chǔ)水罐21底部開有排水口、 通氣口和循環(huán)水出水口。在所述排水口管路上有一手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MVl以控制是否排水； 在所述通氣口內(nèi)插有一根多孔的通氣管使氣體較為緩慢均勻地通入到儲(chǔ)水罐21內(nèi)，該通 氣口的管路上還裝有單向閥CV2、氣體流量計(jì)23并最后分為三路，其中兩路上分別裝 有比例電磁閥，另一路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其中兩路上的比例電磁閥用來自動(dòng)控制水中 的溶解氧含量，而手動(dòng)調(diào)節(jié)閥用來手動(dòng)通入氣體；在所述循環(huán)水出水口上裝有一截?cái)嚅y IVl,該閥打開時(shí)可以使儲(chǔ)水罐21內(nèi)的水進(jìn)入到回路中參與循環(huán)。儲(chǔ)水罐21側(cè)面裝有一 個(gè)高約1米的液位計(jì)1，可用來觀測儲(chǔ)水罐21內(nèi)水位的變換。儲(chǔ)水罐21上部開有兩個(gè)循 環(huán)水進(jìn)水口，使循環(huán)回路中的水回到儲(chǔ)水罐21內(nèi)。儲(chǔ)水罐21頂部裝有壓力表13、安全閥 以及排氣口。壓力表13可指示儲(chǔ)水罐21內(nèi)壓力變化，安全閥可避免儲(chǔ)水罐21內(nèi)發(fā)生過壓 危險(xiǎn)，排氣口管路上裝有一單向閥CVl和排氣裝置2(專利申請(qǐng)?zhí)?00810011749.0)， 排氣裝置2能使儲(chǔ)水罐21內(nèi)氣體單向排到大氣中而不發(fā)生排空或倒吸現(xiàn)象。
儲(chǔ)水罐21底部的循環(huán)水出水口處有一磁力混合泵20，該泵可將儲(chǔ)水罐21內(nèi)的水泵到回路中參與循環(huán)。該混合泵20的出水口有一棉芯過濾器19以濾去水中的雜質(zhì)顆 粒，然后出水分成4個(gè)支路，分別進(jìn)入第一回路和第二回路中，其中第一回路包括3個(gè)支 路。
棉芯過濾器19濾后的出水有一部分經(jīng)過一回路中的支路I直接回到儲(chǔ)水罐21 中，在與儲(chǔ)水罐21連接的支路I上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV2，這樣可以使儲(chǔ)水罐21內(nèi)的水上 下混合，保證化學(xué)參數(shù)更為均勻一致。該支路I上還裝有一旁通容器4，在旁通容器4的 進(jìn)、出口管路上分別裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV3、MV4。當(dāng)要往回路中加入含有特殊離子的溶液時(shí)，先將手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV3、MV4關(guān)閉，旋開旁通容器4上的密封蓋，往容器內(nèi)注入溶 液，再將密封蓋旋緊，打開手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV3、MV4,關(guān)閉手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV2，這樣當(dāng)水循 環(huán)時(shí)就能流經(jīng)旁通容器4，將溶液帶入儲(chǔ)水罐21內(nèi)。
棉芯過濾器19濾后的出水有一部分經(jīng)過一回路中的支路II回到儲(chǔ)水罐21中，支 路II上裝有一手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV6、轉(zhuǎn)子流量計(jì)和一套水處理裝置。該支路II中流量可通過 轉(zhuǎn)子流量計(jì)來觀測，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV6來調(diào)節(jié)，水處理裝置中包括一根活性炭柱和兩 根混床超純化柱。當(dāng)水經(jīng)過性炭柱時(shí)，水中微小的雜質(zhì)粒子會(huì)被吸附掉，隨后經(jīng)過混床 超純化柱時(shí)，水中的陰陽離子會(huì)被交換成氫離子和氫氧根離子，經(jīng)過這個(gè)過程以后出來 的水電導(dǎo)率逐漸下降，水質(zhì)將越來越純。第一回路的支路II連接一管路，該管路分出兩 路，其中一路上裝有一棉芯過濾器和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV5，另一路通過管路連至二回路，在 該管路上裝有單向閥CV3。當(dāng)系統(tǒng)中需要補(bǔ)充水時(shí)，打開手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV5，入口的進(jìn)水 經(jīng)過棉芯過濾器19除去部分雜質(zhì)后，并入支路II中進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。
棉芯過濾器19濾后的出水有一部分經(jīng)過一回路中的支路III回到儲(chǔ)水罐21中， 該支路III上有一手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV7來調(diào)節(jié)通過的流量，然后再分成3個(gè)分支路分別經(jīng)過一 個(gè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)15和裝有化學(xué)傳感器6的流通池，最后經(jīng)過一單向閥CV4連回到儲(chǔ)水罐21 中。3個(gè)分支路上的化學(xué)傳感器6分別是電導(dǎo)率傳感器EC、溶解氧傳感器DO和pH傳 感器。裝有pH傳感器的分支路前有一截?cái)嚅yIV3，裝有pH傳感器的分支路旁邊有一來 自二回路的支路，在該二回路的支路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV8，在該二回路的支路上連接 一裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV9的管路。當(dāng)需要測量二回路的pH值時(shí)，將該分支路上的截?cái)嚅y IV3關(guān)閉，并將二回路支路上的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV8打開即可。
棉芯過濾器濾19后的出水有一部分經(jīng)過二回路，該回路中有一隔膜式高壓泵 18，能使該回路中水的壓力維持在O到20MPa之間，高壓泵18的出水口處有一緩沖罐 16，該緩沖罐16內(nèi)充入高壓氣體后能減小泵出水壓力波動(dòng)的幅度，使水壓平穩(wěn)。緩沖罐 16后有一單向閥CV5以防止水回流，單向閥CV5后的安全閥可避免壓力過高產(chǎn)生危險(xiǎn)， 之后有一壓力表Π17指示壓力大小。在壓力表1117之后的高壓泵18出水管路上裝有換 熱器13，換熱器13通過一管路與高壓釜11的熱端(進(jìn)水口)連接，在該管路上裝有手 動(dòng)調(diào)節(jié)閥MVll ；換熱器13通過另一管路與高壓釜11的冷端(出水口)連接，在該管路 上裝有預(yù)熱器12和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV12。常溫的高壓水隨后進(jìn)入到換熱器13中與高壓釜 11內(nèi)出來的高溫水進(jìn)行換熱過程，這樣可使要進(jìn)高壓釜11的水溫度上升，減少后面用來 加熱的電能損耗，而且可大大降低出高壓釜11高溫水的溫度，便于后面進(jìn)一步將出水冷 卻至常溫，再回到儲(chǔ)水罐21中循環(huán)利用。換熱器13冷端的出水再進(jìn)入到預(yù)熱器12中進(jìn) 一步加熱到所需的工作溫度，然后充入高壓釜11內(nèi)開始工作。高壓釜11是放置試樣進(jìn) 行實(shí)驗(yàn)的容器，高壓釜11上除了有進(jìn)水口、出水口外，還有一排氣口以排除高壓釜11內(nèi) 殘余的空氣，在高壓釜的排氣口管路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV13。高壓釜11的旁邊有一并 行的旁路，旁路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV10，當(dāng)水化學(xué)參數(shù)沒有達(dá)到所需的指標(biāo)時(shí)，關(guān)閉高 壓釜11的進(jìn)出口處的閥門，打開旁路上的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MVlO讓水從旁路流過，直到水化 學(xué)參數(shù)達(dá)標(biāo)后再讓水通入高壓釜11內(nèi)。換熱器13通過一管路與冷凝器14入口連接，從 高壓釜11內(nèi)出來的高溫高壓水經(jīng)過換熱器13再進(jìn)入冷凝器14，從冷凝器14出來的水溫 度可以降到常溫。冷凝器14出口管路上裝有壓力變送器10、過濾器、背壓閥9、壓力表1118、電導(dǎo)率傳感器EC、溶解氧傳感器DO和熱電偶7，壓力變送器10可以感應(yīng)壓力的變 化并變送成4到20mA電流信號(hào)。兩個(gè)目數(shù)分別為100 μ m和50 μ m的過濾器串聯(lián)在一 起濾去在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)。初步除雜的常溫高壓水隨后經(jīng)過背壓閥9，背壓閥9是 調(diào)節(jié)高壓部分壓力大小的閥門，它與高壓泵18聯(lián)合作用來維持兩者之間的壓力在一穩(wěn)定 的數(shù)值。常溫高壓水經(jīng)過背壓閥9后變成常溫常壓水，再依次經(jīng)過安全閥、壓力表1118、 流量計(jì)、電導(dǎo)率傳感器EC、溶解氧傳感器DO和熱電偶7。此回路中測得的是高壓釜出 水的化學(xué)參數(shù)，與一回路中各傳感器測到的值有所不同，更能真實(shí)反映出高壓釜內(nèi)的反 應(yīng)條件。該回路經(jīng)過一個(gè)單向閥CV3后最終并入第一回路中的支路II上，并且分出兩個(gè) 支路以方便測量pH值和取樣。
運(yùn)行這套高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，包括如下步驟
1、關(guān)閉手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV1，將自來水管接到手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV5上，打開該閥門， 此時(shí)水慢慢注入到儲(chǔ)水罐21中，當(dāng)水位到了一定高度時(shí)(約液位計(jì)2/3高度)，關(guān)閉手動(dòng) 調(diào)節(jié)閥MV5。
2、關(guān)閉手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV3、MV4、MVlU MV12，打開手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV10、截
斷閥IV1，啟動(dòng)混合泵20，調(diào)節(jié)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV2、MV6、MV7的開度，使各個(gè)轉(zhuǎn)子流量 計(jì)15的數(shù)值在合適的范圍。
3、讓水在回路中不斷循環(huán)，使電導(dǎo)率達(dá)到足夠低的數(shù)值；若要控制溶解氧含 量，將各進(jìn)氣管連到對(duì)應(yīng)的閥門上，打開氣瓶22開關(guān)，在控制界面上設(shè)定好相關(guān)的參數(shù) 即可；若要控制溶解氫含量，根據(jù)所需濃度和該溫度下的亨利系數(shù)計(jì)算出組分氣體的比 例，然后在對(duì)應(yīng)的氣體質(zhì)量流量計(jì)上按此比例設(shè)定好流量值即可。
4、若要在回路中加入某一濃度的特殊離子，先等水質(zhì)純化到一定程度(電導(dǎo)率 達(dá)到60至70ns/Cm)后短接水處理裝置5兩頭的軟管將其屏蔽，然后旋開旁通容器4上 的密封蓋，將配好的溶液注入到容器中，將密封蓋旋緊，最后打開手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV3、 MV4，關(guān)閉手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV2。
5、當(dāng)各種水化學(xué)參數(shù)達(dá)到指標(biāo)后，打開手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV12、MV13,使水慢慢 注入到高壓釜11內(nèi)，而高壓釜11內(nèi)氣體從手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV13處排出，當(dāng)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥 MV13處開始溢水時(shí)將其關(guān)閉，再打開手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV11，最后關(guān)閉手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV10。
6、啟動(dòng)高壓泵18，調(diào)節(jié)行程手輪，使水流量到合適值(一般為10L/h)，再將手 輪鎖緊。
7、慢慢順時(shí)針旋緊背壓閥9，可以看到壓力表1117指示值慢慢增大，一直旋轉(zhuǎn) 到壓力達(dá)到合適的數(shù)值(IOMPa左右)。
8、打開接到冷凝器14上的冷卻水開關(guān)，接通預(yù)熱器12電源，通過它將水溫加 熱到實(shí)驗(yàn)溫度(300°C左右)。
9、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先關(guān)閉預(yù)熱器12電源和氣瓶22開關(guān)，等高壓釜11內(nèi)溫度降到 室溫，關(guān)閉冷卻水，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)背壓閥9直道壓力表2指示為零，然后將高壓泵18行程 調(diào)到零后，再將其關(guān)閉，最后關(guān)閉混合泵20。
權(quán)利要求
1.一種高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)主要由兩個(gè)回路組成，一回路為 常溫常壓狀態(tài)回路，二回路為高溫高壓狀態(tài)回路，具體如下在系統(tǒng)中設(shè)有儲(chǔ)水罐(21)，儲(chǔ)水罐(21)底部的循環(huán)水出水口處有混合泵(20)，該混 合泵(20)的出水口有棉芯過濾器(19)，棉芯過濾器(19)出口分成4個(gè)支路，分別進(jìn)入一 回路和二回路中；其中，一回路包括與儲(chǔ)水罐(21)連接的3個(gè)支路，在與儲(chǔ)水罐(21)連接的支路I上裝有手 動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV2;在與儲(chǔ)水罐(21)連接的支路II上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV6、轉(zhuǎn)子流量計(jì)和 水處理裝置，一回路的支路II連接一管路，該管路分出兩路，其中一路上裝有一棉芯過 濾器和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV5，另一路通過管路連至二回路，在該管路上裝有單向閥CV3;在 與儲(chǔ)水罐(21)連接的支路III上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV7，支路III再分成3個(gè)分支路分別經(jīng) 過轉(zhuǎn)子流量計(jì)(15)和裝有化學(xué)傳感器(6)的流通池，最后經(jīng)過單向閥CV4連回到儲(chǔ)水罐 (21)中；二回路中有高壓泵(18)，高壓泵(18)出水管路上裝有緩沖罐(16)、單向閥CV5、壓 力表11(17)、換熱器(13)，換熱器(13)通過一管路與高壓釜(11)的進(jìn)水口連接，在該管 路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MVll ；換熱器(13)通過另一管路與高壓釜(11)的出水口連接，在 該管路上裝有預(yù)熱器(12)和手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV12 ；換熱器(13)通過一管路與冷凝器(14) 入口連接，冷凝器(14)出口管路上裝有壓力變送器(10)、過濾器、背壓閥(9)、壓力表 111(8)、電導(dǎo)率傳感器EC、溶解氧傳感器DO和熱電偶(7)，之后二回路再經(jīng)過上述單向 閥CV3最終并入一回路中的支路II。
2.按照權(quán)利要求
1所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述一回路的支路I 上還裝有旁通容器(4)，在旁通容器(4)的進(jìn)、出口管路上分別裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV3、 MV4。
3.按照權(quán)利要求
1所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述一回路的支路III 的3個(gè)分支路上的化學(xué)傳感器(6)分別是電導(dǎo)率傳感器EC、溶解氧傳感器DO和pH傳感 器；裝有pH傳感器的分支路前有一截?cái)嚅yIV3，裝有pH傳感器的分支路旁邊有一來自 二回路的支路，在該二回路的支路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV8，在該二回路的支路上連接一 裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV9的管路。
4.按照權(quán)利要求
1所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述高壓釜(11)上還 有一排氣口，在高壓釜的排氣口管路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV13。
5.按照權(quán)利要求
1所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述高壓釜(11)的旁 邊有一并行的旁路，旁路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV10。
6.按照權(quán)利要求
1所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述冷凝器(14)出口 管路上裝有的過濾器為兩個(gè)目數(shù)分別為100 μ m和50 μ m的過濾器串聯(lián)在一起。
7.按照權(quán)利要求
1所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)水罐(21)底部 開有排水口、通氣口和循環(huán)水出水口，儲(chǔ)水罐(21)側(cè)面裝有液位計(jì)(1)，儲(chǔ)水罐(21)上 部開有兩個(gè)循環(huán)水進(jìn)水口，儲(chǔ)水罐(21)頂部裝有壓力表1(3)、安全閥以及排氣口。
8.按照權(quán)利要求
7所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)水罐(21)底部 開有的排水口、通氣口，在所述排水口管路上有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥MV1，在所述通氣口內(nèi)插有 多孔的通氣管，該通氣口的管路上還裝有單向閥CV2、氣體流量計(jì)(23)并最后分為三路，其中兩路上分別裝有比例電磁閥，另一路上裝有手動(dòng)調(diào)節(jié)閥；在所述循環(huán)水出水口 上裝有截?cái)嚅yIVl。
9.按照權(quán)利要求
7所述的高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述儲(chǔ)水罐(21)頂部 的排氣口管路上裝有單向閥CVl和排氣裝置(2)。
專利摘要
本發(fā)明涉及水循環(huán)系統(tǒng)，具體為一種能夠控制水化學(xué)并實(shí)現(xiàn)高溫高壓條件的水循環(huán)系統(tǒng)，解決高溫高壓水循環(huán)系統(tǒng)中水化學(xué)參數(shù)的測量與控制等問題。該系統(tǒng)主要由兩個(gè)回路組成。一回路為常溫常壓狀態(tài)，此回路中通過不斷循環(huán)可以使水的電導(dǎo)率達(dá)到所需的指標(biāo)，能比較精確地控制水中的溶解氧含量和溶解氫含量，并可以在線檢測水的pH值和溫度變化，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要還能在該回路中加入含有特殊離子的溶液。二回路中的高壓泵和預(yù)熱器可以使高壓釜中的水達(dá)到高溫高壓的狀態(tài)(320℃，12MPa)，模擬一些實(shí)際的服役環(huán)境(如核電高溫水環(huán)境)來進(jìn)行材料的環(huán)境損傷實(shí)驗(yàn)，高壓釜中出來的水經(jīng)過換熱和冷卻后可以回到第一回路中繼續(xù)循環(huán)使用。
文檔編號(hào)G21C15/02GKCN101477843 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 200810230396
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2008年12月30日
發(fā)明者匡文軍, 吳欣強(qiáng), 韓恩厚 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院金屬研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),