[發(fā)明專利]汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116469596A
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 侯超;李偉釗;唐將;楊魯偉;張沖;張桂蘭;孫椰望;魏娟;藺雪軍;陶磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: G21F9/08
• 分類號: G21F9/08;F25B30/02;G21F9/22
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 龔張迪

本發(fā)明提供一種汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，包括：儲液裝置，所述儲液裝置用于存儲放射性廢液；蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的管程進口通過管路與所述儲液裝置連接；第一汽液分離器，所述第一氣液分離器的汽液兩相進口通過管路與所述蒸發(fā)器的管程出口連接；第一蒸汽壓縮機，所述第一蒸汽壓縮機的進口通過管路與所述第一汽液分離器的汽相出口連接，所述第一蒸汽壓縮機的出口通過管路分別與所述蒸發(fā)器的殼程進口和管程進口連接；冷凝液罐，所述冷凝液罐的進口通過管路與所述蒸發(fā)器的殼程出口連接。本發(fā)明提供的汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，能夠增加蒸發(fā)器中上升側(cè)和下降側(cè)流體密度差與循環(huán)推動力，起到提高系統(tǒng)內(nèi)部流體流速的技術(shù)目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

核燃料的生產(chǎn)、核技術(shù)的推廣應用等過程中會不可避免地產(chǎn)生大量放射性廢液，其成分復雜且所含放射性總量較高，處理難度較大。蒸發(fā)濃縮法是目前放射性廢液處理領(lǐng)域較為常用且行之有效的方法，在我國已運行的核電廠中應用較為廣泛。

目前運行的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)大都采用自然循環(huán)模式，蒸發(fā)過程依靠蒸發(fā)器換熱管與循環(huán)管路中物料密度差作為循環(huán)驅(qū)動力。考慮到系統(tǒng)運行能耗以及壓縮機現(xiàn)狀，熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)在設(shè)計時通常選取較小的換熱溫差，容易導致蒸發(fā)器換熱管內(nèi)流體分布不均、循環(huán)推動力較弱、流速較慢，從而降低了蒸發(fā)器傳熱效果和系統(tǒng)處理能力，嚴重時甚至造成換熱管內(nèi)流體局部過熱，導致?lián)Q熱壁面出現(xiàn)結(jié)晶、結(jié)垢等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，能夠顯著降低換熱管內(nèi)流體的密度，增強蒸發(fā)器中上升側(cè)和下降側(cè)流體密度差與循環(huán)推動力，起到提高流體流速的技術(shù)目的，解決傳統(tǒng)自然循環(huán)熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)循環(huán)流速低、管內(nèi)流體分布不均的問題。

本發(fā)明提供一種汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，包括：

儲液裝置，所述儲液裝置用于存儲放射性廢液；

蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的管程進口通過管路與所述儲液裝置連接；

第一汽液分離器，所述第一氣液分離器的汽液兩相進口通過管路與所述蒸發(fā)器的管程出口連接；

第一蒸汽壓縮機，所述第一蒸汽壓縮機的進口通過管路與所述第一汽液分離器的汽相出口連接，所述第一蒸汽壓縮機的出口通過管路分別與所述蒸發(fā)器的殼程進口和管程進口連接；

冷凝液罐，所述冷凝液罐的進口通過管路與所述蒸發(fā)器的殼程出口連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，所述蒸發(fā)器的管程進口設(shè)有蒸汽分布器，所述第一蒸汽壓縮機的出口通過管路與所述蒸汽分布器的進口連接，所述第一蒸汽壓縮機與所述蒸汽分布器連接的管路上設(shè)有用于調(diào)節(jié)蒸汽流量和控制蒸汽流向的閥門機構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明提供的汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，還包括第二蒸汽壓縮機，所述第一蒸汽壓縮機的出口通過管路與所述第二蒸汽壓縮機的進口連接，所述第二蒸汽壓縮機的出口通過管路與所述蒸發(fā)器的管程進口連接；

或，所述第二蒸汽壓縮機的進口通過管路與所述第一汽液分離器的汽相出口連接，所述第二蒸汽壓縮機的出口通過管路與所述蒸發(fā)器的管程進口連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，所述第一汽液分離器與所述第一蒸汽壓縮機之間設(shè)有第二汽液分離器，所述第二汽液分離器的進口通過管路與所述第一汽液分離器的汽相出口連接，所述第二汽液分離器的汽相出口通過管路與所述第一蒸汽壓縮機的進口連接。

根據(jù)本發(fā)明提供的汽動循環(huán)的放射性廢液熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，所述第二汽液分離器的汽相出口通過管路與所述第二蒸汽壓縮機的進口連接。