一种重水提氚单极式电解槽的制作方法

文档序号:10621927阅读:587来源:国知局
一种重水提氚单极式电解槽的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种重水提氚单极式电解槽,属于碱性水电解槽设备结构技术领域。所述电解槽包括:电解液入口管道、外筒、内筒、压力变送器、差压变送器、针阀、氧气调节阀、氧气出口管道、氘气调节阀和氘气出口管道。其中,内筒筒体部分套装在外筒内部,内筒顶盖与外筒固连;内筒顶盖上的氘气出口连接有氘气出口管道,管道上安装有针阀和氘气调节阀;内筒顶盖上的氧气出口连接有氧气出口管道,管道上安装有氧气调节阀和压力变送器;氘气出口管道和氧气出口管道之间安装有差压变送器;外筒底端电解液入口连接有电解液入口管道。所述电解槽结构简单,取消了气液分离器,简化流程,减少管道及连接管件,在有放射性介质存在系统中,具有较好的安全性。
【专利说明】
一种重水提氚单极式电解槽
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种重水提氚单极式电解槽,尤其涉及重水电解提氚及水电解槽压力控制的装置结构,属于碱性水电解槽设备结构技术领域。
【背景技术】
[0002]单极式电解槽在通电运行时,需要解决的问题是:电解槽运行产生的是气体与液体的混合物,需要采取措施将其分离。现有的解决方法通常是电解槽在带压系统状态下运行需在电解槽上方设置单独的氢、氧气液分离器进行气液分离,保证电解槽在充满液体的状态下工作,但此种方法会在电解槽与气液分离器之间产生连接管道和接口,在重水提氚有放射性物质存在的条件下,存在更多放射性泄漏的隐患。

【发明内容】

[0003]本发明的目的在于提供一种重水提氚单极式电解槽,所述电解槽结构简单,工作安全,可实现电解过程、气液分离及液位自动控制,取消了气液分离器,简化流程,减少管道及连接管件,在有放射性介质存在系统中,具有较好的安全性。
[0004]本发明的目的由以下技术方案实现:
[0005]—种重水提氚单极式电解槽,包括:电解液入口管道、外筒、内筒、压力变送器、差压变送器、针阀、氧气调节阀、氧气出口管道、氘气调节阀、氘气出口管道和控制单元;
[0006]所述内筒底端开放,另一端设有顶盖,所述顶盖上加工有氘气出口和氧气出口 ;
[0007]所述外筒的一端开放,另一端封闭,且封闭端的中心设有电解液入口 ;
[0008]所述氘气出口管道上依次设有针阀和氘气调节阀;所述氧气出口管道上依次设有氧气调节阀和压力变送器;
[0009]整体连接关系为:
[0010]所述内筒的筒体部分套装在外筒内部,顶盖与外筒的开放端连接并将其密封,所述氘气出口贯通内筒的筒体,氧气出口贯通内筒与外筒之间的环形区域;所述氘气出口管道通过氘气出口与顶盖连接,氧气出口管道通过氧气出口与顶盖连接,且氘气出口管道和氧气出口管道之间安装有差压变送器;电解液入口管道通过电解液入口与外筒连接;所述控制单元与氧气调节阀和氘气调节阀之间均通过电缆连接,控制单元根据设定的阈值来控制氧气调节阀和氘气调节阀的开关。
[0011]所述外筒上端和内筒顶盖之间采用法兰式连接结构,上、下法兰之间通过法兰紧固螺栓固定,且上、下法兰之间安装绝缘密封垫圈;
[0012]所述内筒筒体靠近顶盖部分安装有绝缘套筒;
[0013]所述氘气出口、氧气出口和电解液入口处设有与管道连接的绝缘接头;
[0014]所述顶盖与内筒为整体焊接;
[0015]所述氘气调节阀和氧气调节阀均为气动薄膜调节阀或电磁阀。
[0016]工作原理
[0017]所述电解槽通电运行时,在单极式电解槽内筒内产生氘气,在电解槽外筒与内筒之间产生氧气,电解过程中产生氘气是氧气的两倍,因此电解槽内筒液位下降,电解槽外筒与内筒之间液位上升,差压变送器检测到两液位之间差异信号之后,控制氘气调节阀开启释放氘气,使两液位保持平衡。此时整个装置系统压力逐渐上升,当压力超过设定工作压力之后,压力变送器检测到压力信号,控制氧气调节阀开启释放氧气,使压力恢复到设定工作压力,以保持装置系统压力稳定。
[0018]有益效果
[0019](I)本发明所述电解槽结构简单,工作安全,可实现电解过程、气液分离及液位自动控制,取消了气液分离器,简化流程,减少管道及连接管件,在有放射性介质存在系统中,具有较好的安全性。
[0020](2)内筒上部安装绝缘套筒,能够防止槽体内上部发生电解导致氘气与氧气混合。
[0021](3)氘气出口管道设有针阀和氘气调节阀,在电解过程中产生氘气是氧气的两倍,使用针阀限制氖气流量,能够防止气动薄膜阀开启瞬间氖气大量逸出造成电解槽内液位波动过大。
[0022](4)氘气和氧气出口管路之间设有差压变送器,通过差压变送器能够反应电解槽内氘气与氧气之间的压力差,再通过调节阀的开闭调节氘气与氧气之间的压力平衡,从而控制内筒与外筒液位平衡。
[0023](5)氘气出口、氧气出口与电解液入口设有绝缘接头,克服安全隐患。
【附图说明】
[0024]图1为本发明所述的重水提氚单极式电解槽的结构示意图;
[0025]其中,I 一电解液入口管道、2—外筒、3—内筒、4一绝缘套筒、5—法兰紧固螺栓、6—绝缘密封垫圈、7—绝缘接头、8—压力变送器、9一差压变送器、10—针阀、11一氧气调节阀、12—氧气出口管道、13—氘气调节阀、14 一氘气出口管道。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和具体实施例来详述本发明,但不限于此。
[0027]实施例1
[0028]如图1所示,一种重水提氚单极式电解槽,包括:电解液入口管道1、外筒2、内筒
3、压力变送器8、差压变送器9、针阀10、氧气调节阀11、氧气出口管道12、氘气调节阀13、氘气出口管道14和控制单元;
[0029]所述内筒3底端开放,另一端设有顶盖,所述顶盖上加工有氘气出口和氧气出口 ;
[0030]所述外筒2底端的一端开放,另一端封闭,且封闭端的中心设有电解液入口 ;
[0031]所述氘气出口管道14上依次设有针阀10和氘气调节阀13 ;所述氧气出口管道12上依次设有氧气调节阀11和压力变送器9 ;
[0032]整体连接关系为:
[0033]所述内筒3的筒体部分套装在外筒2内部,顶盖与外筒2的开放端连接并将其密封,所述氘气出口贯通内筒3的筒体,氧气出口贯通内筒3与外筒2之间的环形区域;所述氘气出口管道14通过氘气出口与顶盖连接,氧气出口管道12通过氧气出口与顶盖连接,且氖气出口管道14和氧气出口管道12之间安装有差压变送器9 ;电解液入口管道I通过电解液入口与外筒2连接;所述控制单元与氧气调节阀11和氘气调节阀13之间均通过电缆连接,控制单元根据设定的预值和压力来控制氧气调节阀11和氖气调节阀13的开关。
[0034]所述外筒2上端和内筒3顶盖之间采用法兰式连接结构,上、下法兰之间通过法兰紧固螺栓5固定,且上、下法兰之间安装绝缘密封垫圈6 ;
[0035]所述内筒3筒体靠近顶盖部分安装有绝缘套筒4 ;
[0036]所述氘气出口、氧气出口和电解液入口处设有与管道连接的绝缘接头7 ;
[0037]所述顶盖与内筒3为整体焊接;
[0038]所述氘气调节阀13和氧气调节阀11均为气动薄膜调节阀或电磁阀。
[0039]工作原理
[0040]所述电解槽通电运行时,在单极式电解槽内筒3内产生氘气,在电解槽外筒2与内筒3之间产生氧气,电解过程中产生氘气是氧气的两倍,因此电解槽内筒3液位下降,电解槽外筒2与内筒3之间液位上升,差压变送器9检测到两液位之间差异信号之后,控制氘气调节阀13开启释放氘气,使两液位保持平衡。此时整个装置系统压力逐渐上升,当压力超过设定工作压力之后,压力变送器8检测到压力信号,控制氧气调节阀11开启释放氧气,使压力恢复到设定工作压力,以保持装置系统压力稳定。
[0041]本发明包括但不限于以上实施例,凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进,都将视为在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种重水提氚单极式电解槽,其特征在于,所述电解槽包括:电解液入口管道(I)、外筒(2)、内筒(3)、压力变送器(8)、差压变送器(9)、针阀(10)、氧气调节阀(11)、氧气出口管道(12)、氘气调节阀(13)、氘气出口管道(14)和控制单元; 所述内筒(3)底端开放,另一端设有顶盖,所述顶盖上加工有氘气出口和氧气出口 ; 所述外筒(2) —端开放,另一端封闭,且封闭端的中心设有电解液入口 ; 所述氘气出口管道(14)上依次设有针阀(10)和氘气调节阀(13);所述氧气出口管道(12)上依次设有氧气调节阀(11)和压力变送器(9); 整体连接关系为:所述内筒(3)的筒体部分套装在外筒(2)内部,内筒(3)开放端的端面与外筒⑵封闭端的底面之间留有间隙;所述顶盖与外筒⑵的开放端连接并将其密封,所述氘气出口贯通内筒⑶的筒体,氧气出口贯通内筒⑶与外筒⑵之间的环形区域;所述氘气出口管道(14)通过氘气出口与顶盖连接,氧气出口管道(12)通过氧气出口与顶盖连接,且氘气出口管道(14)和氧气出口管道(12)之间安装有差压变送器(9);电解液入口管道(I)通过电解液入口与外筒(2)连接;所述控制单元与氧气调节阀(11)和氘气调节阀(13)之间均通过电缆连接,控制单元根据设定的阈值来控制氧气调节阀(11)和氘气调节阀(13)的开关。2.根据权利要求1所述的一种重水提氚单极式电解槽,其特征在于,所述外筒(2)上端和内筒(3)顶盖之间采用法兰式连接结构,上、下法兰之间通过法兰紧固螺栓(5)固定,且上、下法兰之间安装绝缘密封垫圈(6)。3.根据权利要求1所述的一种重水提氚单极式电解槽,其特征在于,所述内筒(3)筒体靠近顶盖部分安装有绝缘套筒(4)。4.根据权利要求1所述的一种重水提氚单极式电解槽,其特征在于,所述氘气出口、氧气出口和电解液入口处设有与管道连接的绝缘接头(7)。5.根据权利要求1所述的一种重水提氚单极式电解槽,其特征在于,所述顶盖与内筒(3)为整体焊接。6.根据权利要求1所述的一种重水提氚单极式电解槽,其特征在于,所述氘气调节阀(13)和氧气调节阀(11)均为气动薄膜调节阀或电磁阀。
【文档编号】C25B9/00GK105986282SQ201510082947
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月15日
【发明人】马飞, 薛贺来, 丁睿, 朱艳兵, 王杰鹏, 宫玮, 张晓辉
【申请人】中国船舶重工集团公司第七八研究所, 中国船舶重工集团公司第七一八研究所
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