[发明专利]实验装置用夹套汽包取热反应器系统

说明书

本发明公开了一种实验装置用夹套汽包取热反应器系统，其特征在于，包括反应器部分、蒸汽冷凝回流及汽包压控部分、饱和水循环部分以及可在系统运行前注入去离子水或在系统运行过程中补充损失水的夹套补水部分，反应器部分分别与蒸汽冷凝回流及汽包压控部分、饱和水循环部分和夹套补水部分连接。本发明通过压力补偿气体控制夹套内水的压力，使其对应的水饱和温度接近反应温度，通过外部电炉将夹套内水加热到饱和温度，该温度接近反应温度，反应引发后产生的大量热通过夹套内水的汽化吸收，汽化的蒸汽被夹套出口换热器冷凝回流，从而实现反应热转移过程。

技术领域

本发明涉及一种实验装置用夹套汽包取热反应器系统，属于汽包取热技术领域。

背景技术

对于中小型实验装置中的强放热等温反应来说，如何快速撤热、维持恒定的反应器温度是装置设计的难点和实验成功的关键点，采用传统的直接电加热方式，能使反应达到引发温度，但反应产生的热无法及时移出，必然产生反应飞温现象。因而出现了盐浴、油浴、水浴(汽包)等移热方式，盐浴、油浴利用熔盐或导热油温升的显热移取反应器的热量，需要大量的熔盐和导热油吸热才能保证体系较小的温升，从而导致加热、保温、循环系统复杂，系统造价高，且受熔盐和导热油的物性限制，适用的温度范围有限。工业上对于强放热反应体系，常常采用汽包取热方式。由于水汽化潜热大，汽化过程温度稳定，换热效率高，可以快速将反应热吸收，相变后的蒸汽再通过换热器冷凝回流，快速将反应热转移到冷却水中，具有体系小巧、效率高、温度平稳性好等特点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：如何在快速撤热、维持恒定的反应器温度的基础上，简化反应器系统的体系结构，提高反应热的转移效率，温度平稳性好，降低成本。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种实验装置用夹套汽包取热反应器系统，其特征在于，包括反应器部分、蒸汽冷凝回流及汽包压控部分、饱和水循环部分以及可在系统运行前注入去离子水或在系统运行过程中补充损失水的夹套补水部分，反应器部分分别与蒸汽冷凝回流及汽包压控部分、饱和水循环部分和夹套补水部分连接；反应器部分包括配套有外部电炉的夹套反应器，夹套反应器的内外分别设有反应器内外测温元件，夹套反应器内设有液位检测元件；蒸汽冷凝回流及汽包压控部分包括蒸汽冷凝器，蒸汽冷凝器内设有冷凝器内测温元件，蒸汽冷凝器的出口管线连接有压力补偿气体减压管路，蒸汽冷凝器上设有压力检测仪表，压力检测仪表压力调节阀组成系统压力自动控制回路；饱和水循环部分包括饱和水循环泵、泵出口压力表、进出口，进出口分别与夹套反应器上夹套的连接管线接通。

优选地，所述的夹套反应器上设有根据夹套反应器的高度分成多段控温的外部电炉。

优选地，所述的夹套反应器包括筒体、承受汽包压力的夹套、外部电炉，夹套固定在筒体的外壁上，夹套的外侧设有外部电炉。

优选地，所述的筒体的上部设有上封头和上进料口，上进料口设于上封头的下方，筒体的下部设有下封头、下出料口，下出料口设于下封头的上方，筒体的顶端设有管芯测温口，上进料口和下出料口均与筒体接通；夹套的上部设有上饱和水进出口、蒸汽出口、液位计低压端连接口，夹套的下部设有下饱和水进出口、液位计高压端连接口、夹套测温口，下饱和水进出口和上饱和水进出口均与夹套接通；液位检测元件为液位计，夹套上设有带远传和现场显示的液位计。

优选地，所述的反应器内外测温元件包括管芯测温元件、夹套测温元件、夹套顶部管口测温元件、夹套底部管口测温元件；管芯测温元件设于夹套反应器的内部，夹套测温元件设于夹套反应器的夹套内，夹套顶部管口测温元件设于夹套反应器的夹套顶部管口上，夹套底部管口测温元件设于夹套反应器的夹套底部管口上。

优选地，所述的管芯测温元件和夹套测温元件为可以检测不同高度的温度的多点热偶。