一种在铅铋合金冷却剂装置中淡化海水的系统的制作方法

1.本发明属于冷却剂系统技术领域，具体涉及一种在铅铋合金冷却剂装置中淡化海水的系统。


背景技术：

2.淡水是维持人类生命的重要物质，也是工业、农业等行业上不可或缺的原料，它的重要性不言而喻。但是淡水在许多国家和地区都是相对稀缺的资源，它们存在严重的分布不均的问题。
3.由于铅铋合金冷却剂的运行温度高，化学性质稳定，故可以通过利用其特有的物理化学特性制造一个高效且安全的海水淡化系统。
4.现有技术领域所存在的诸如系统成本过高，热利用率低、过滤材料制造难度大可靠性差等不足。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：
6.本发明根据现有技术领域所存在的诸如系统成本过高，热利用率低、过滤材料制造难度大可靠性差等不足，提出了一种在铅铋合金冷却剂装置中海水淡化的系统，该系统结构简单、热利用效率高，能够实验回路甚至反应堆装置中实现高效的海水淡化功能。
7.本发明采用的技术方案：
8.一种在铅铋合金冷却剂装置中海水淡化的系统，包括蒸发系统、过滤系统、收集系统和辅助回路，蒸发系统、过滤系统、收集系统和辅助回路构成完整海水淡化系统的回路，其中，蒸发系统蒸馏海水，将海水分离出盐和水蒸气；过滤系统用来过滤掉水蒸气中残余杂质；收集系统包括水蒸气收集和杂质收集；辅助回路确保整个系统运行的稳定和调控系统温度。
9.所述蒸发系统包括海水入口、铅铋冷却剂喷口和铅铋冷却剂，冷却剂容器的一端设有海水入口，冷却剂容器的上部设有蒸汽接收管道，管道内设有铅铋冷却剂喷口，冷却剂容器内部设有铅铋冷却剂。
10.所述收集系统中，水蒸气收集系统包括淡水蒸汽出口，淡水蒸汽出口安装在蒸汽接收管道的顶部；杂质收集系统包括杂质出口螺旋搅拌运输器，螺旋搅拌运输器安装在冷却剂容器的一侧，螺旋搅拌运输器将冷却剂容器内的漂浮在铅铋冷却剂表面的杂质从杂质出口排出。
11.所述过滤系统包括过滤器，过滤器设置在淡水蒸汽出口的内部，过滤器与冷却剂容器连通。
12.所述过滤器，即在多孔过滤材料上法再镀上一层纳米级的过滤膜，将水蒸气中的微小固体矿物杂质、灰尘和气溶胶杂质除去。
13.所述辅助回路包括循环泵、流量调节阀、氧传感器、氢气和水的入口，循环泵连接
至铅铋冷却剂喷口的管路上，循环泵通过管路与冷却剂容器的底部连通；循环泵与冷却剂容器的底部连通的管路上设有氧传感器，并且并联有一条新的管路，新的管路上设有流量调节阀和氢气和水的入口。
14.所述辅助回路还包括伴热系统，伴热系统为整个系统中所有装有铅铋合金的回路中提供基础伴热。
15.所述循环泵连接至铅铋冷却剂喷口的管路需要伴热系统提供高功率密度的伴热的。
16.所述螺旋搅拌运输器，用于将制氢过程中海水与铅铋接触蒸发后所产生的因密度差而浮在铅铋冷却剂表面的固体杂质，通过螺旋部件旋转移除。
17.需淡化的海水从入口喷入冷却剂容器与从铅铋冷却剂喷口中喷入的液态铅铋冷却剂接触后汽化，水蒸气与反应所形成的各种细小的矿物、灰尘和胶体杂质一起通过运输通道后进入过滤器过滤，最后将净化完的水蒸气排到冷凝器中冷凝收集；而铅铋冷却剂通过容器下方管道由循环泵提供驱动力，流经伴热段加热后循环再利用；期间由氧传感器监测其氧活性，通过流量调节阀和还原性气体注入口的流量来控制铅铋冷却剂的氧活性。
18.本发明的有益效果：
19.1.本发明提供的一种在铅铋合金冷却剂装置中海水淡化的系统，该系统可以利用铅铋合金冷却剂的高温和稳定的物理性质通过蒸发和过滤来制淡水，安全可靠而且高效。
20.2.本发明提供的一种在铅铋合金冷却剂装置中海水淡化的系统，在回路中还可以借助该装置对氧活性的调节特性、铅铋合金冷却剂的传热特性、铅铋合金冷却剂的腐蚀特性以及装置中表面固体杂质的移除效率、过滤装置的过滤效率等特殊装置的性能进行研究。
21.3.本发明提供的一种在铅铋合金冷却剂装置中海水淡化的系统，结构简单，便于制造，安装。
22.4.本发明的海水淡化系统只要通过控制铅铋冷却剂和海水注入量以及调整系统压力、温度的方式通过蒸发过滤海水，就可以在实验回路甚至反应堆装置中实现高效的海水淡化功能。
附图说明
23.图1是本发明提出的一种在铅铋合金冷却剂装置中海水淡化的系统示意图。
24.图中：1
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海水入口、2
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铅铋冷却剂喷口、3
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淡水蒸汽出口、4
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过滤器、5
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伴热系统、6
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循环泵、7
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流量调节阀、8
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氧传感器、9
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氢气和水的入口、10
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杂质出口、11
‑
螺旋搅拌运输器、12
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漂浮在铅铋冷却剂表面的杂质。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
26.如图1所示，本发明提出一种在铅铋合金冷却剂装置中海水淡化的系统，包括蒸发系统、过滤系统和收集系统。
27.罐内工质采用铅铋合金。
28.由海水入口1、铅铋冷却剂喷口2、淡水蒸汽出口3、过滤器4、伴热系统5、循环泵6、
流量调节阀7、氧传感器8、氢气和水的入口9、杂质出口10螺旋搅拌运输器11、漂浮在铅铋冷却剂表面的杂质12以及其它相关管道等设备组成，该系统用于将注入铅铋合金冷却剂中的海水在一定温度下转换成水蒸气，
29.冷却剂容器的一端设有海水入口1，冷却剂容器的上部蒸汽接收管道，管道内设有铅铋冷却剂喷口2，管道顶部设有淡水蒸汽出口3，淡水蒸汽出口3内部设有过滤器4，过滤器4与冷却剂容器连通；铅铋冷却剂喷口2通过管路连接至循环泵6上，循环泵6通过管路与冷却剂容器的底部连通；循环泵6与冷却剂容器的底部连通的管路上设有氧传感器8，并且并联有一条新的管路，新的管路上设有流量调节阀7和氢气和水的入口9；冷却剂容器的一侧设有螺旋搅拌运输器11，螺旋搅拌运输器11将冷却剂容器内的漂浮在铅铋冷却剂表面的杂质12从杂质出口10排出，伴热系统5整个系统中所有装有铅铋合金的回路中都需要基础伴热，保证铅铋合金不凝固，但在图中泵之后画有箭头的位置是需要进行高功率密度的伴热的，起到给铅铋合金加热和调节温度的作用。
30.所述海水淡化系统的工作流程为：需淡化的海水从入口1喷入容器与从2中喷嘴喷入的液态铅铋冷却剂接触后汽化，水蒸气与反应所形成的各种细小的矿物、灰尘和胶体等杂质一起通过运输通道后进入镀等离子膜的过滤器4过滤，最后将净化完的水蒸气3排到冷凝器中冷凝收集。而铅铋冷却剂通过容器下方管道由循环泵6提供驱动力，流经伴热段5加热后循环再利用。期间由氧传感器8监测其氧活性，通过流量调节阀7和还原性气体注入口9的流量来控制铅铋冷却剂的氧活性。
31.所述一种在铅铋合金冷却剂装置中淡化海水的系统，循环工质采用铅铋合金，包括铅铋合金、铅、锂、铅锂合金等常用重金属冷却剂。热源可以使电加热，也可以利用反应堆的热能等。
32.所述一种在铅铋合金冷却剂装置中淡化海水的系统，系统工质采用铅铋合金。
33.运用铅铋冷却剂的高温特点蒸发海水并过滤杂质获取淡水的系统运行原理、螺旋搅拌运输器11和过滤器4这两个关键部件、运用铅铋冷却剂与海水、杂质层的传热特性控制海水淡化的效率、以及运用该装置开展在炼油业的运用和铅铋冷却剂的其他特性研究。
34.螺旋搅拌运输器11，用于将制氢过程中海水与铅铋接触蒸发后所产生的因密度差而浮在铅铋冷却剂表面的固体杂质，通过螺旋部件旋转移除，防止杂质在铅铋冷却剂表面堆积过多
35.过滤器4，即在多孔过滤材料上法再镀上一层纳米级的过滤膜，将水蒸气中的微小固体矿物杂质、灰尘和气溶胶杂质除去。具体镀膜法是采用电弧离子镀膜法，将金属阳极材料利用电能融化蒸发为纳米离子状态，与所控的环境气氛中的被电离的元素离子如氮离子、氧离子等结合，并在阴极的多孔过滤材料上附着一层纳米级的陶瓷过滤膜，可以过滤掉大于0.1微米的杂质微粒。可以用不同的金属调节不同的电流在阴极多孔过滤材料上实现多层镀膜，而且使用温度范围广，可靠性好。
36.运用铅铋冷却剂与海水、杂质层的传热特性控制海水淡化的效率，即可以通过调节装置的海水注入量、系统伴热的功率大小以及固体杂质的移除效率等手段调节铅铋冷却剂的工作温度和与海水之间的换热条件并以此来提高海水淡化的效率。
37.运用该装置能灵活调节温度和压力等特点和装置内铅铋冷却剂的物理化学特性，可以在石油炼制行业中的蒸馏、催化、裂解等方面进行应用。还有通过该装置对铅铋冷却剂
的其他特性研究，即在回路中借助该系统对冷却剂中氧活性的调节特性、铅铋合金冷却剂的传热特性、铅铋合金冷却剂的腐蚀特性以及装置中冷却剂表面固体杂质螺旋移除器的移除效率等方面的研究应用。
38.以上实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。