CN114130160A - 一种低温吸附器防液氮溢出装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及反应堆冷却设备技术领域，具体涉及低温吸附器防液氮溢出装置。包括：氮气排放管路，自低温吸附器的出口依次设置的第一阀门、第一液位监测结构和第二阀门，所述第二阀门的另一端与外界大气连通；液氮回收管路，自低温吸附器的入口设置的储存罐和第三阀门，所述第三阀门设于所述第一阀门和第一液位监测结构之间；其中，在正常工作时，所述第一阀门和第二阀门处于打开状态，所述第三阀门处于关闭状态；当所述第一液位监测结构监测到液氮从低温吸附器中溢出时，所述第一阀门和第三阀门处于打开状态，所述第二阀门处于关闭状态，直至无液氮溢出，第二阀门打开，第三阀门关闭。本发明解决了液氮溢出后损坏设备、浪费严重的问题。
Description
技术领域
本发明涉及反应堆冷却设备技术领域，具体涉及一种低温吸附器防液氮溢出装置。
背景技术
高温气冷堆核电站氦净化***中，氦气经尘埃过滤器、氧化铜床、管道过滤器、中温氦/氢热交换器、水/氦冷却器、气/水分离器、分子筛床、低温氦/氦热交换器去除固态颗粒、H2、CO、CO2、H2O并冷至165℃，再进入低温吸附器。低温吸附器由液氮槽、设于液氮槽底部的冷却盘管和活性碳床组成，氦气在进入浸泡在液氮中的冷却盘管和活性碳床后被冷却至－190℃。低温吸附器中设有液位计，控制室的工作人员根据液位计测量的液氮的液位状态以实时控制液氮的补充和排出。现有技术中，在氦净化***调试和运行过程时，液位计一旦出现故障，工作人员无法实时观测到低温吸附器中的液氮的液位状态，液氮补充装置不断补充液氮过程中，会导致液氮经氮气排出管道溢出。溢出的液氮会通过氮气排出管道进入竖直方向设置的反应堆负压通风***管道，该竖直方向的管道与厂房其他设备间的工艺管道连通，经该竖直管道溢出的液氮温度较低，会损坏设备间的地面自流平材料或者与负压通风***管道连接的工艺管道和抽真空设备、同时还会损耗大量液氮，造成浪费。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的液氮溢出后损坏设备、浪费严重的缺陷，从而提供一种低温吸附器防液氮溢出装置。
为了解决上述问题，本发明提供了一种低温吸附器防液氮溢出装置，包括：
氮气排放管路，包括自低温吸附器的出口依次设置的第一阀门、第一液位监测结构和第二阀门，所述第二阀门的另一端与外界大气连通；
液氮回收管路，包括自低温吸附器的入口设置的储存罐和第三阀门，所述第三阀门设于所述第一阀门和第一液位监测结构之间；
其中，在正常工作时，所述第一阀门和第二阀门处于打开状态，所述第三阀门处于关闭状态；当所述第一液位监测结构监测到液氮从低温吸附器中溢出时，所述第一阀门和第三阀门处于打开状态，所述第二阀门处于关闭状态，直至无液氮溢出，第二阀门打开，第三阀门关闭。
可选地，所述第二阀门和所述第三阀门均为电动截止阀。
可选地，所述第二阀门的出口设有第四阀门，所述第三阀门和所述储存罐间设有第五阀门。
可选地，所述第四阀门和所述第五阀门均为手动阀，且均处于打开状态。
可选地，所述低温吸附器内连接有第二液位监测结构。
可选地，还包括与所述第三阀门并联的流量计。
可选地，所述氮气排放管路和所述液氮回收管路外均设有保冷层。
可选地，在所述储存罐的出口和所述低温吸附器的入口间依次设有第一补液阀和第二补液阀。
可选地，所述第一补液阀为手动阀、所述第二补液阀为气动阀，所述第一补液阀处于常开状态。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的低温吸附器防液氮溢出装置，氮气排放管路，包括自低温吸附器的出口依次设置的第一阀门、第一液位监测结构和第二阀门，第二阀门的另一端与外界大气连通；液氮回收管路，包括自低温吸附器的入口设置的储存罐和第三阀门，第三阀门设于第一阀门和第一液位监测结构之间；正常工作时，第一阀门和第二阀门处于打开状态，第三阀门处于关闭状态，以使氮气经第一阀门和第二阀门直接排到大气中；当第一液位监测结构监测到液氮从低温吸附器中溢出时，第一阀门和第三阀门处于打开状态、第二阀门处于关闭状态，直至无液氮溢出，第二阀门打开、第三阀门关闭。当第一液位监测结构监测到液氮从低温吸附器中溢出时，关闭第二阀门使液氮无法进入到大气中，以避免经管道流出后的液氮损坏地面自流平材料或者与负压通风***管道连接的真空设备，打开第三阀门以使液氮流入储存罐中，从而避免了液氮的大量浪费。无液氮溢出时，第二阀门打开、第三阀门关闭，使氮气经第一阀门和第二阀门直接排出进入到大气之中。本发明具有安全性好、实用度高的优点，在使用中避免设备损坏、还可节省液氮。
2.本发明提供的低温吸附器防液氮溢出装置，第二阀门和第三阀门均为电动截止阀，以便于工作人员的控制。
3.本发明提供的低温吸附器防液氮溢出装置，第二阀门的出口设有第四阀门、第三阀门和储存罐间设有第五阀门，第四阀门和第五阀门均为手动阀、且均处于打开状态，第四阀门和第五阀门为手动阀门的设置便于工作人员在发现当第二阀门和第三阀门失效时，通过远程控制开启或关闭第四阀门和第五阀门，进一步提升装置的安全性。
4.本发明提供的低温吸附器防液氮溢出装置，低温吸附器中设有第二液位监测结构，第二液位监测结构以实时监测低温吸附器中的液面变化。
5.本发明提供的低温吸附器防液氮溢出装置，还包括与第三阀门并联的流量计，流量计用于监测经过第三阀门的液氮流量，以使工作人员准确判断是否有液氮液体流经第三阀门，并准确判断液氮是否还有溢出，以及时关闭液氮回收管路。
6.本发明提供的低温吸附器防液氮溢出装置，氮气排放管路和液氮回收管路外均设有保冷层。保冷层的设置以防止低温管道因直接暴露在环境中而导致结冰。
7.本发明提供的低温吸附器防液氮溢出装置，在储存罐的出口和低温吸附器的入口间依次设有第一补液阀和第二补液阀，第一补液阀为手动阀、第二补液阀为气动阀，第一补液阀处于常开状态，工作人员操作第二补液阀开启或关闭，当第二补液阀出现故障后，操作第一补液阀以保障设备的正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1为本发明的实施方式中提供的低温吸附器防液氮溢出装置的结构示意图；
附图标记说明：1、低温吸附器；2、第一阀门；3、氮气排放管路；4、排放管路出口；5、第四阀门；6、第二阀门；7、第一液位监测结构；8、第三阀门；9、流量计；10、第五阀门；11、液氮回收管路；12、储存罐；13、第一补液阀；14、第二液位监测结构；15、第二补液阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的低温吸附器防液氮溢出装置的一种具体实施方式，用于高温气冷堆核电站的氦净化***中，包括：氮气排放管路3和液氮回收管路11。
如图1所示，氮气排放管路3包括自低温吸附器1的出口依次设置的第一阀门2、第一液位监测结构7、第二阀门6、第四阀门5。具体的，第一液位监测结构7为液位变送器、第二阀门6为电磁截止阀、第四阀门5为手动阀，第四阀门的另一端与外界大气流通。
如图1所示，液氮回收管路11包括自低温吸附器1的入口设置的储存罐12、第五阀门10和第三阀门8，其中，第三阀门8设于第一阀门2和第一液位监测结构7之间。具体的，第三阀门8为电磁截止阀、第五阀门10为手动阀。为监测流过第三阀门8的液氮流量，第三阀门8上并联连接有流量计9。
如图1所示，为监测低温吸附器1的液位变化，低温吸附器1内设有第二液位监测结构14。具体的，第二液位监测结构14为液位变送器。
如图1所示，为不浪费回收得到的液氮，储存罐12的出口和低温吸附器1入口间依次设有第一补液阀13和第二补液阀15。具体的，第一补液阀13为排液氮阀门、第二补液阀15为补液氮气动阀。
如图1所示，为避免低温管道直接暴露在环境中导致结冰，氮气排放管路3和液氮回收管路11外均设有保冷层。具体的，保冷层为泡沫玻璃。
具体实施中，工作人员在远程控制室中可远程控制所有阀门和补液阀的开启或关闭，观察第一液位监测结构7和第二液位监测结构14的运行状态。正常工作状态时，保持第一阀门2、第二阀门6、第四阀门5均处于打开状态，第三阀门8处于关闭状态、第五阀门10处于打开状态，第一液位监测结构7和第二液位监测结构14均可正常工作。低温吸附器1中的液氮自然挥发依次经过第一阀门2、第二阀门6、第四阀门5到达排放管路出口4处排放至大气中。同时，第一补氮阀13处于常开状态，工作人员远程实时观察第二液位监测结构14显示的数据，当第二液位监测结构14监测到低温吸附器中的液氮液面在预定值以下时，打开第二补液阀15向低温吸附器1中补充液氮；当第二液位监测结构14监测到低温吸附器中的液氮液面达到预定值时，关闭第二补液阀15以维持低温吸附器1中的液氮液面，从而保证低温吸附器1中的液氮液面始终处于可控的正常运行状态。
当出现事故时，即第二液位监测结构14出现故障，未能触发液位高报警，由于第一补液阀13和第二补液阀15处于开启状态，使得储存罐12中液氮持续进入低温吸附器1中，溢出的液氮经第一阀门2到达第一液位监测结构7，第一液位监测结构7监测到液氮液位后报警，报警信号触发第二阀门6关闭、第三阀门8打开，实现由正常运行工况到事故工况的快速切换。溢出的液氮在重力作用下，经第三阀门8、第五阀门10进入到储存罐12中。同时，工作人员远程控制关闭第二补液阀15不再向低温吸附器1中输入液氮，当与第三阀门8并联的流量计9显示流量为零时，说明低温吸附器1中的液氮已停止溢出，打开第二阀门6、关闭第三阀门8，滞留于氮气排放管路3中的液氮通过自然挥发进入到大气中、滞留于液氮回收管路11中的液氮在重力作用下进入到储存罐12中。
作为替代的实施方式，第一阀门2、第二阀门6、第三阀门8、第四阀门5、第五阀门10、第一补液阀13、第二补液阀15可采用电动阀、气动阀、手动阀等中的任一控制形式。
与现有高温气冷堆核电站氦净化***相比，本发明调整了氦净化***低温吸附器氮气排放管道的工艺流程，在正常运行状态下，液氮自然挥发至室外；在液氮溢出的事故状态下，通过报警信号以控制氮气排放管路和液氮回收管路上的阀门开启或关闭，实现运行工况的快速切换，使低温吸附器溢出的液氮返回到储存管中，防止因液氮溢出而损坏房间及内部设备、还可避免液氮的大量浪费。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，包括：
氮气排放管路(3)，包括自低温吸附器(1)的出口依次设置的第一阀门(2)、第一液位监测结构(7)和第二阀门(6)，所述第二阀门(6)的另一端与外界大气连通；
液氮回收管路(11)，包括自低温吸附器(1)的入口设置的储存罐(12)和第三阀门(8)，所述第三阀门(8)设于所述第一阀门(2)和第一液位监测结构(7)之间；
其中，在正常工作时，所述第一阀门(2)和第二阀门(6)处于打开状态，所述第三阀门(8)处于关闭状态；当所述第一液位监测结构(7)监测到液氮从低温吸附器(1)中溢出时，所述第一阀门(2)和第三阀门(8)处于打开状态，所述第二阀门(6)处于关闭状态，直至无液氮溢出，第二阀门(6)打开，第三阀门(8)关闭。
2.根据权利要求1所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，所述第二阀门(6)和所述第三阀门(8)均为电动截止阀。
3.根据权利要求1所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，所述第二阀门(6)的出口设有第四阀门(5)，所述第三阀门(8)和所述储存罐(12)间设有第五阀门(10)。
4.根据权利要求3所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，所述第四阀门(5)和所述第五阀门(10)均为手动阀，且均处于打开状态。
5.根据权利要求1－4任一项所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，所述低温吸附器(1)内连接有第二液位监测结构(14)。
6.根据权利要求1－5任一项所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，还包括与所述第三阀门(8)并联的流量计(9)。
7.根据权利要求1－6任一项所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，所述氮气排放管路(3)和所述液氮回收管路(11)外均设有保冷层。
8.根据权利要求1－7任一项所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，在所述储存罐(12)的出口和所述低温吸附器(1)的入口间依次设有第一补液阀(13)和第二补液阀(15)。
9.根据权利要求8任一项所述的低温吸附器防液氮溢出装置，其特征在于，所述第一补液阀(13)为手动阀、所述第二补液阀(15)为气动阀，所述第一补液阀(13)处于常开状态。
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