專利名稱：在流體反應(yīng)介質(zhì)中處理物質(zhì)的反應(yīng)器和方法
在流體反應(yīng)介質(zhì)中處理物質(zhì)的反應(yīng)器和方法本發(fā)明涉及用于在介質(zhì)中處理物質(zhì)的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括密封的主 體，在該主體中形成能夠容納反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)區(qū)、至少一個(gè)用于將反應(yīng)介 質(zhì)引入到反應(yīng)區(qū)的入口、至少一個(gè)用于將排出物排出M區(qū)的出口。本發(fā)明還包括檢測反應(yīng)器保護(hù)軍的完整性的缺陷的方法，反應(yīng)器包括 主體，保護(hù)軍位于反應(yīng)器中，并與主體隔開，以形成能夠容納反應(yīng)介質(zhì)的 反應(yīng)區(qū)和^A應(yīng)區(qū)與主體密封隔離的封閉區(qū)。在處理物質(zhì)特別是廢料的壓水方法領(lǐng)域，人們區(qū)分兩大類用水作為反應(yīng)介質(zhì)的方法濕法氧化(OVH)方法和熱液氧化(OHT)方法。OVH 的特征在于溫度和壓力條件低于水的臨界條件。因此該方法在XM目條件下 工作，并導(dǎo)致比OHT得到的長一個(gè)甚至兩個(gè)數(shù)量級的礦化動(dòng)力學(xué)過程 (cin6tiques de min6ralisation )。在超臨界水中進(jìn)行的熱液氧化方法(OHT)利用水的大于221巴和 374。C的壓力和溫度時(shí)的特殊性質(zhì)，特別是它的可以使疏水成分溶解的低 介電常數(shù)、它的可以與氣態(tài)成分以任何比例混合的低密度和粘度。得到的緊密、均勻的混合物，則礦化反應(yīng)可以由于介質(zhì)的溫度而自發(fā)啟動(dòng).氣體 如02、 C02、 N2完全可以溶解在水中以及許多烷烴中。則這些燃燒可以進(jìn) 行，而沒有通常在低溫和低壓下如垃圾焚燒爐或濕法氧化方法中觀察到的 相間轉(zhuǎn)移的限制，并導(dǎo)致有機(jī)基質(zhì)在小于一分鐘的逗留時(shí)間內(nèi)完全礦化。 因此OHT方法特別適用于處理需要完全破壞它們的有機(jī)基質(zhì)的有機(jī)垃圾。^^發(fā)明能同時(shí)適用于統(tǒng)稱為壓水方法的OVH方法和OHT方法。但是 OHT構(gòu)成本發(fā)明優(yōu)先4吏用的方法。實(shí)際上，OHT的高溫和高壓工作^ 使它的實(shí)施更有利。已知存在這樣的方法和反應(yīng)器(FR-2 814 967)。反應(yīng)器包括主體，內(nèi) 管位于其中，內(nèi)管外與主體形成環(huán)形區(qū)，內(nèi)管內(nèi)形成叫做孔眼的中心區(qū)。 內(nèi)管包括固定在主體第一端的笫一端，和第二端，第二端使環(huán)形區(qū)與中心 區(qū)之間存在連通通道。根據(jù)該方法，超臨界^h質(zhì)組分，即水和氧化劑在大 于22.1MPa的壓力下在反應(yīng)器第一端附近被引入。它們在環(huán)形區(qū)中加熱到大于374。C的溫度，然后與要處理的物質(zhì)同時(shí)進(jìn)入到內(nèi)管中的反應(yīng)器第二 端處。加熱的增壓流體水/氧化劑與要處理的物質(zhì)的混合物在內(nèi)管的笫一部 分中氧化，然后在該管的第二部分中冷卻.但是此類反應(yīng)器存在幾個(gè)缺點(diǎn)。OHT的反應(yīng)外殼的材料應(yīng)耐受在溫度和壓力下iU艮的腐蝕。不銹鋼和 鎳合金是可以形成傳統(tǒng)幾何形狀中的高壓零件的材料，這種材料可以同時(shí) 承受高溫。但是，不銹鋼在鹽、酸或堿性廢物的情況下是不適合的，因?yàn)?鉻的氧化物或氫氧化物形成的鈍化層不穩(wěn)定。在OHT方法的高壓交換器中 遇到的臨界轉(zhuǎn)變期間，氯化物和磷酸鹽實(shí)際上特別表現(xiàn)出對鋼材的侵蝕性。在鎳基合金情況下由氧化鎳(NiO)形成的鈍化層更穩(wěn)定，條件是溶 液的pH值為足夠的中性。腐蝕的速度取決于^JI介質(zhì)中酸的形式的性質(zhì)， 因此觀察到這些合金對酸更敏感，酸可以使腐蝕產(chǎn)物更容易變?yōu)槿芤海?基合金不足以適用于用OHT方法處理脧基和鹽的成分變化很大的廢料。另一方面，該方法和反應(yīng)器沒有i殳置任何用于分離鹽沉淀的過濾。另外，我們(從文獻(xiàn)[1和專利US5 582 191 (Lietal.))指導(dǎo)一種正面 過濾方法，其中要過濾的流體穿過多孔燒結(jié)物。該方法中，只是通過流體 注入反應(yīng)器中的流量產(chǎn)生的渦流限制固體物質(zhì)在過濾器前的聚集。因此固 體物質(zhì)在過濾器上聚集，這導(dǎo)致過濾效率降低。最后，沒有任何現(xiàn)有方法考慮有效回收并管理OHT反應(yīng)器釋放的熱能。本發(fā)明提出一種在流體反應(yīng)介質(zhì)中處理物質(zhì)的反應(yīng)器和方法，該反應(yīng) 器和方法克服了這些缺點(diǎn)。這些目的通過下面的事實(shí)達(dá)到，反應(yīng)器包括位于反應(yīng)器主體內(nèi)并限定 反應(yīng)區(qū)的保護(hù)罩，保護(hù)軍與主體隔開，形成使反應(yīng)區(qū)與主體隔開的封閉區(qū)， 反應(yīng)區(qū)與封閉區(qū)以密封方式互相隔開。由于該特征，反應(yīng)器的主體與M介質(zhì)隔離。密封區(qū)容納與構(gòu)成反應(yīng) 器的材料相對的中性流體。因此反應(yīng)器可以由只具有機(jī)械強(qiáng)度特性的鋼材 制成。因此反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)起來比較便宜。保護(hù)革承受的機(jī)械應(yīng)力很小，因?yàn)樗拿總€(gè)表面承受基^f目同的;iafe 應(yīng)力。因此它可以由具有良好的耐腐蝕性一械強(qiáng)度小的材料形成，例如 鈦。在氧化條件下，鈥形成在很大pH范圍內(nèi)穩(wěn)定的氧化鈦鈍化層。鈦和它的合金在比不銹鋼^r和鎳合金更大的溫度范圍內(nèi)耐HC1腐蝕，它們另 外還具有不會(huì)在排放物中析出有毒的Ni"和Cr"的優(yōu)點(diǎn)。在一種有利的實(shí)施例中，反應(yīng)區(qū)容納增壓流體介質(zhì)，封閉區(qū)含有相對 于反應(yīng)區(qū)的流體壓力的過壓封閉流體，反應(yīng)器另外包括測量裝置，用于測 量保護(hù)罩密封被破壞的情況下封閉流體的消耗。反應(yīng)器最好包括容納一定量的封閉流體的增壓空間，增壓空間通過管 道與封閉區(qū)連接，以便可以M閉區(qū)提供封閉流體，還包括給反應(yīng)區(qū)提供 反應(yīng)介質(zhì)流體的管道，分接裝置(piquage)佳^^應(yīng)區(qū)的供應(yīng)管道與增壓空 間連接，使封閉流體處于反應(yīng)流體介質(zhì)的壓力，壓降止回閥位于該分接裝 置與反應(yīng)區(qū)之間，以便在增壓空間的封閉流體壓力與反應(yīng)區(qū)中的流體>^應(yīng) 介質(zhì)的壓力之間產(chǎn)生壓差，測量裝置測量增壓空間中包含的封閉流體的消 耗。由于這些特征，因此可以通過連續(xù)測量壓差檢測保護(hù)軍的完整性缺陷。 在保護(hù)罩穿孔的情況下，充填增壓空間的流體逐漸排空到反應(yīng)外殼中，并 且被增壓空間中的增壓空氣取代，檢測或測量該容器中的液面可以檢測保 護(hù)遮擋的整體性的破壞，并進(jìn)行控制使工藝停止。在穿孔的情況下，保護(hù) 革兩側(cè)的壓力梯度通過從增壓流體i^v的泄漏將腐蝕產(chǎn)物封閉在中心區(qū)。 因此反應(yīng)器主體永遠(yuǎn)不會(huì)與可能破壞它的完整性的物品接觸。因此本發(fā)明最好用于核工業(yè)的有機(jī)排出物的處理。實(shí)際上，與已知設(shè) 備特別是上面提到的專利FR 2 814 967中描述的方法和反應(yīng)器相比，M 器外殼的保護(hù)罩在OHT方法的安全性分析中具有一定的補(bǔ)充。在此類M 器中，導(dǎo)致反應(yīng)器主體壁腐蝕的反應(yīng)和成分被封閉，離開反應(yīng)器的主體.潛在的腐蝕零件的可能性使該優(yōu)點(diǎn)更完善。在一種優(yōu)選實(shí)施例中，^JI器包括熱交換器，該熱交換器位于封閉區(qū)， 并且被集成到載熱流體流動(dòng)的主管路中，以實(shí)現(xiàn)在交換器中流動(dòng)的載熱流 體與被包4i在反應(yīng)區(qū)中的及—應(yīng)^h質(zhì)之間的熱交換。使用兩側(cè)浸在增壓流體中的保護(hù)革可以使用不銹鋼管形成熱交換器， 因?yàn)闊峤粨Q器和反應(yīng)器主體一樣承受壓縮應(yīng)力，而不是拉伸應(yīng)力。因此交 換器的壁可以很薄，和保護(hù)軍一樣。反應(yīng)介質(zhì)與栽熱流體之間的熱傳遞比 交換器位于>^應(yīng)器外壁上的傳統(tǒng)形態(tài)大大改善。在一種有利的實(shí)施例中，載熱流體流動(dòng)的主管線包括第二交換器和/或電阻，它們分別用于從反應(yīng)區(qū)提取熱功率，和給反應(yīng)區(qū)帶來熱功率，并且 從主冷卻管線提取的熱功率轉(zhuǎn)化為電能、熱能或氣動(dòng)能的形式。另外，反應(yīng)器包括位于保護(hù)革內(nèi)并在第一端與主體或保護(hù)軍密封連接 的內(nèi)管，密封管的內(nèi)部空間限定中心區(qū)，內(nèi)管與保護(hù)革形成環(huán)形區(qū)，內(nèi)管 的笫二端設(shè)有使內(nèi)管的中心區(qū)與環(huán)形區(qū)之間連通的通道，反應(yīng)器還包括攪 拌渦輪，該攪拌渦輪包括攪動(dòng)中心區(qū)反應(yīng)介質(zhì)的葉片和攪動(dòng)環(huán)形區(qū)反應(yīng)介 質(zhì)的葉片。根據(jù)檢測反應(yīng)器保護(hù)軍完整性缺陷的方法一將M流體介質(zhì)引入到反應(yīng)區(qū)中；—將封閉流體從增壓空間引入到封閉區(qū)中；—給反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)流體介質(zhì)和增壓空間的封閉流體加壓，在封閉區(qū)建 立比反應(yīng)區(qū)高的壓力；—測量封閉流體的消耗，以檢測保護(hù)罩可能存在的裂縫。根據(jù)另一特征，本發(fā)明的反應(yīng)器包括過濾器，用于將反應(yīng)介質(zhì)分離為 被濾除了沉淀物的濾過物和濃縮了鹽的滲余物，還包括攪拌渦輪，該攪拌 渦輪可以攪動(dòng)反應(yīng)介質(zhì)，使其保持渦流的水力狀態(tài)，因此防止固體滲余物 在過濾器前聚集。渦輪最好被磁性帶動(dòng)，并且過濾器的形狀為與內(nèi)管同軸的柱形。作為補(bǔ)充或替代，排出物穿過熱交換器，例如蛇形交換器，以便與要 處理的物質(zhì)發(fā)生熱交換。閱讀下面對參照附圖作為示例給出的實(shí)施例的描述可以了解本發(fā)明的 其它特征和優(yōu)點(diǎn)，圖中—圖l是根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)器的縱剖面圖；—圖2是沿

圖1中II-II線的剖面圖；—圖3是圖1反應(yīng)器沿III-III線的剖面圖；一圖4是沿圖1所示反應(yīng)器的IV-IV線的剖面圖；一圖5是表示反應(yīng)區(qū)熱管理方案的示意剖面圖。圖中，整體用附圖標(biāo)記l表示的反應(yīng)器由整體形狀為以XX為軸線的 柱形的主體2構(gòu)成，柱形的上部被底封閉，下部被蓋子4封閉。反應(yīng)器1的下端通過雙外罩6保持是冷的，冷卻流體如水在雙外軍6 中流動(dòng)。這種布置可以通過氟橡膠或金屬類的密封墊保證主體2與蓋子4 之間的冷高壓下的密封性。保護(hù)8軍位于主體2內(nèi)，并且與主體2隔開，以便在內(nèi)部限^應(yīng)區(qū) 10，外部形成封閉區(qū)12，兩個(gè)區(qū)互相密封隔離。保護(hù)軍8的整體形狀為上端為盲端的柱形。保護(hù)革8與反應(yīng)器主體同 軸安裝，并且它的尺寸使保護(hù)罩的直徑和長度/>差可以減到最小.該保護(hù) 革由無孔隙但耐腐蝕的材料如鈦制成?？梢栽谏w子上實(shí)現(xiàn)該外罩的固定，如圖1所示，或者固定在>^應(yīng)器的 主體2上。通過例如為氟橡膠的密封塾在冷的條件下保證外殼、主體、蓋 于之間的密封性。通過供應(yīng)管道45給反應(yīng)區(qū)提供流體^JL介質(zhì)。增壓空間60容納一定 量的封閉流體62。增壓空間60通過管道50與封閉區(qū)連接，以便可以^Mt 閉區(qū)提供封閉流體.分接裝置64佳反應(yīng)區(qū)的供應(yīng)管道45與增壓空間60連 接，使封閉流體62處于流體反應(yīng)介質(zhì)的壓力。壓降止回閥66位于分接裝 置64與反應(yīng)區(qū)之間，以《更在增壓空間60中的壓力與反應(yīng)區(qū)的流體^^應(yīng)介 質(zhì)的壓力之間產(chǎn)生壓差。測量裝置68測量增壓空間中容納的封閉流體的消 耗。主熱交換器14設(shè)在環(huán)形區(qū)12中。栽熱流體在該交換器中的流動(dòng)可以 加熱反應(yīng)區(qū)，或者從反應(yīng)區(qū)提取熱能。該交換器還可以控制即限制沿反應(yīng) 器的熱梯度。交換器14是主管路100 (見圖5)的一部分，而主冷卻線路 100本身又U應(yīng)區(qū)熱能管理和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的一部分。下面將參照圖5更詳細(xì) 地解釋這些系統(tǒng)的構(gòu)成和運(yùn)行。使用兩側(cè)浸在增壓流體中的保護(hù)軍可以使用不銹鋼管形成內(nèi)熱交換器 14，該交換器和反應(yīng)器的材料一樣承受壓縮應(yīng)力，而不是拉伸應(yīng)力。因此 交換器的壁可以和保護(hù)革的壁一樣很薄，并且反應(yīng)介質(zhì)與載熱流體之間的 熱傳遞比交換器位于反應(yīng)器外壁上的更傳統(tǒng)的形態(tài)有很大改善。整體用附圖標(biāo)記15表示的內(nèi)管位于反應(yīng)區(qū)10中，與主體的軸線XX 同軸。該內(nèi)管包括直徑較大的下部16和直徑較小的上部18。內(nèi)管15包括 開放端15a，該端設(shè)有中心區(qū)20與環(huán)形區(qū)22之間的連通通道。位于反應(yīng)區(qū)10中的攪拌渦輪24包括軸線為XX的中心軸26，與保護(hù) 軍8連在一起的中心定位器28引導(dǎo)該中心軸26轉(zhuǎn)動(dòng)。例如通過安裝在蓋子4上的磁驅(qū)動(dòng)裝置30使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)。渦輪包括位于內(nèi)管18中并與軸26平 行的葉片32和位于環(huán)形反應(yīng)區(qū)22中并且也與軸26平行的葉片34。中心區(qū) 20的葉片32和環(huán)形區(qū)22的葉片34通過連接器36互相連接。如果流體在環(huán)形反應(yīng)區(qū)22中的流動(dòng)是渦流，則從主交換器傳遞或傳給 該交換器的熱傳遞得到改善。通過葉片34的攪動(dòng)來保證這一點(diǎn)。反應(yīng)區(qū)中 的均質(zhì)性也通過該裝置保證，甚至在流體運(yùn)動(dòng)的流動(dòng)方向受到限制，以接 近活塞型流動(dòng)中類似的逗留時(shí)間分配的情況下也是如此。因此攪拌渦輪24 可以使熱傳遞與工藝流體的流動(dòng)分開。所有在反應(yīng)區(qū)內(nèi)的設(shè)備在準(zhǔn)等壓下工作，這樣可以保持材料和幾何形 狀，而不必考慮壓力下的M強(qiáng)度的需要。廢料注入管、氧化劑注入器和 輸出交換器都由耐OHT腐蝕的材料形成，如鈦，并且它們的厚度可以最小 化，以改善它們所在區(qū)域的熱傳遞.柱形過濾裝置40同軸安裝在內(nèi)注入管15上，更確切的i兌是安裝在該 內(nèi)管的直徑較小的部分18上。過濾裝置40通過也與注入管15的軸線XX 同軸的套管41向下延長，套管41與內(nèi)管15形成環(huán)形空間42。形成熱交換器的纏繞成蛇形的內(nèi)管43的一端通向環(huán)形區(qū)42，另一端 44通向反應(yīng)器1之外。用于輸送氧化劑例如增壓空氣的管道45在環(huán)形反應(yīng)區(qū)22處穿過蓋子 4。管道45與軸線XX基本平行地延伸在內(nèi)管15的整個(gè)長度上，并具有通 向該內(nèi)管的上端15a附近的端部46。待處理的廢料沿管道48以額定壓力和流量進(jìn)入，管道48穿過蓋子4, 以通到中心應(yīng)JI區(qū)20內(nèi)。最后，管道50可以將增壓流體^h質(zhì)例如水引入 到封閉區(qū)12,封閉區(qū)的壓力最好大于反應(yīng)區(qū)，這樣可以檢測保護(hù)罩的密封 的破壞。管道51安^L主體2的上部，流體排泄閥52安裝在管道51上。 最后，管道54在反應(yīng)區(qū)52處穿過蓋子. 對物質(zhì)的處理過程以以下方式進(jìn)行。待處理的物質(zhì)以額定壓力和流量通過管道48以全部為液體的形式或 者以含有懸浮固體材料顆粒的水性懸浮物的形式進(jìn)入中心區(qū)20。待處理的 物質(zhì)通過與排出流體的相對流動(dòng)#>熱，排出流體在位于注入管15的直徑 較大部分16中的交換器43中流動(dòng).然后待處理的物質(zhì)經(jīng)過注入管的直徑較小的部分18，從它的下端到它的開放端15a。由于可以把氧4b劑注入到 反應(yīng)區(qū)10中的內(nèi)管端部46通向注入管的端部15a附近，整個(gè)中心區(qū)20處 于缺氧條件?？梢詢?yōu)化氧化劑注入器46的位置，并利用反應(yīng)區(qū)處于超臨界 但缺氧的部分。根據(jù)注入空氣的位置，包含在中心注入?yún)^(qū)的廢料可以在開 始氧化燃燒前整體或部分保持缺氧條件，或完全沒有保持缺氧條件。氧化劑可以以氣態(tài)(空氣或富氧空氣、氮等)或液態(tài)(液態(tài)氧、過氧 化氫等)i4^。然后待處理的材料從上向下經(jīng)過環(huán)形^^應(yīng)區(qū)，直到微孔隙過濾器40。 帶有直葉片的攪拌器24可以保證渦流條件，使過濾在與切向過濾類似的條 件下得到保證，而不是正面類型的過濾，避免形成濾渣，即固體物質(zhì)在過 濾器前聚集。形成這種濾渣在正面過濾中是很普通的。這大大減小零件的 過濾能力。在本發(fā)明的反應(yīng)器中尋求的渦流狀態(tài)中，保持與過濾器成切線 方向的流動(dòng)，以避免這種聚集，保證在時(shí)間過程中最恒定的過濾效率。燃燒能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)由主管路100和輔管路102構(gòu)成。主管路100包括 前面已經(jīng)描述的位于反應(yīng)器l中的主交換器14。該系統(tǒng)還包括主管路和輔 管路共同的笫二交換器104。高溫循環(huán)泵106使載熱流體始終在主管路中流 動(dòng)。電加熱器108選擇性安裝在主管路上。電加熱器108在反應(yīng)器啟動(dòng)階 段在廢料進(jìn)入和OHT反應(yīng)產(chǎn)生熱量前使用。它也可在經(jīng)營階段使用，作為 增添碳?xì)淙剂弦员３址磻?yīng)器中的工作溫度的替代。主管路還包括膨脹空間110,它可以使主管路中的栽熱流體保持在反應(yīng) 器的壓力。輔管路除了已經(jīng)提到的第二交換器104外還包括帶動(dòng)發(fā)電機(jī)-啟動(dòng)器 U4的渦輪機(jī)112。在渦輪機(jī)112的第二流體流動(dòng)方向下游，有回收熱交換 器118，然后是第二回收熱交換器120。水箱122位于熱回收器118和120 之后。從水箱出發(fā)的液態(tài)第二流體在熱回收器118中被加熱，該流體在該 熱回收器中蒸發(fā)。該流體在穿過截止閥124后在壓縮機(jī)116中被壓縮。然 后該流體在第二交換器中流動(dòng)，在該交換器中回收主管路因此也是OHT反 應(yīng)器釋放的熱量。攜帶的高溫蒸汽帶動(dòng)渦輪機(jī)U2，渦輪機(jī)112可以通it^L 電機(jī)114發(fā)電。蒸汽在熱回收器118中通過與來自水箱122的水的熱交換 第一次冷卻，然后在熱回收器120中笫二次冷卻，在該回收器中第二流體 將其沒有轉(zhuǎn)換為電的剩余熱量出讓給帶有連接裝置128 (循環(huán)器，未圖示) 的民用熱水網(wǎng)(取暖或加工)。因此輔管路以聯(lián)合轉(zhuǎn)換(co-conversion)發(fā)電機(jī)的方式利用剩余熱能。 換句話說，它產(chǎn)生電和熱，其特征在于熱能不是由氣相燃燒產(chǎn)生，而是通 過OHT反應(yīng)器產(chǎn)生。該管路建立在布雷頓循環(huán)中的渦輪發(fā)電機(jī)型設(shè)備的基 礎(chǔ)上。本發(fā)明用于處理核工業(yè)的有機(jī)排出物。實(shí)際上，核安全當(dāng)局提出的約 束強(qiáng)制要求帶有放射性污染物的流體的處理方法小型化。OHT證明了它在 液體的被污染的有^#放物中的可應(yīng)用性。在處理高鹽排放物的情況下，本發(fā)明的超臨界條件的過濾方法用于通 過物理分離消除水性或有機(jī)排放物的污染，并產(chǎn)生濃縮了放射型和礦物元 素的少量液流。參考文獻(xiàn)[1Goemans M.CiE., Li" Gloyna E.F" Separation of inorganics salts from supercritical water by cross-flow micro filtration, Sep. Sci. Tech. 30 (7-9)， pp 1491-1509， 1995.(戈曼.M.GE.，李，格洛亞.E.F.,"用交叉流動(dòng) 微過濾方法從超臨界水中分離無機(jī)鹽"，《科學(xué)與技術(shù)》1995年9月號， 30(7-9)， 1491-1509頁)
權(quán)利要求
1.用于在介質(zhì)中處理物質(zhì)的反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括其中限定能夠容納反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)區(qū)(10)的主體(2)、至少一個(gè)用于將反應(yīng)介質(zhì)引入到反應(yīng)區(qū)的入口、至少一個(gè)用于將排出物排到反應(yīng)區(qū)外的出口，其特征在于，該反應(yīng)器包括位于主體(2)內(nèi)并限定反應(yīng)區(qū)的保護(hù)罩(8)，保護(hù)罩與主體隔開，以形成使反應(yīng)區(qū)與主體隔離的封閉區(qū)(12)，反應(yīng)區(qū)和封閉區(qū)以密封方式互相隔離。
2. 如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器，其特征在于，反應(yīng)區(qū)(10)容納 增壓流體^h質(zhì)，封閉區(qū)(12 )容納相對于反應(yīng)區(qū)流體壓力的超壓封閉流體， 良應(yīng)器另外包括測量裝置(68)，用于在保護(hù)革密封性被破壞的情況下測 量封閉流體(62)的消耗。
3. 如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器包括容 的一定量封閉流體(62)的增壓空間(60)，該增壓空間通過管道(50) 與封閉區(qū)連接，以便允許糾閉區(qū)提供封閉流體；給^JL區(qū)提供流體反應(yīng) 個(gè)質(zhì)的管道；連接反應(yīng)區(qū)的供應(yīng)管道和增壓空間(60)以使封閉流體處于 沈體反應(yīng)介質(zhì)的壓力的分接裝置(62);位于分接裝置與反應(yīng)區(qū)之間以便 ^L增壓空間中的封閉流體壓力與反應(yīng)區(qū)內(nèi)的流體反應(yīng)介質(zhì)的壓力之間產(chǎn) 生壓差的壓降止回閥(66);以及測量容納在增壓空間中的封閉流體的消 耗的測量裝置(68)。
4. 如權(quán)利要求1到3之一所述的反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器 包括位于封閉區(qū)(12)中的熱交換器(14),該熱交換器被集成在載熱流 體流動(dòng)的主管路(100)中，以便實(shí)現(xiàn)在交換器(14)中流動(dòng)的載熱流體 與包含在反應(yīng)區(qū)中的《JL介質(zhì)之間的熱交換'
5. 如權(quán)利要求4所述的反應(yīng)器，其特征在于，載熱流體流動(dòng)的主 管路(100)包括第二交換器(104)和/或電阻(108)，它們分別用于從 反應(yīng)區(qū)提取熱能，或給反應(yīng)區(qū)帶來熱能。
6. 如權(quán)利要求5所述的反應(yīng)器，其特征在于，從主管路^:取的熱 能轉(zhuǎn)化為電能、取暖能或氣動(dòng)能量。
7. 如權(quán)利要求1到6之一所述的反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器 包括位于保護(hù)罩(8)內(nèi)的內(nèi)管(15)，該內(nèi)管的第一端以密封方式與主體(2)或保護(hù)軍(8)連接，密封管內(nèi)空間限定中心區(qū)(20)，所述內(nèi)管與 保護(hù)革形成環(huán)形區(qū)(22)，所述內(nèi)管的第二端i殳有^f吏內(nèi)管中心區(qū)與環(huán)形區(qū)之間連通的通道，反應(yīng)器還包括攪拌渦輪(24)，該渦輪包括攪動(dòng)中心區(qū) 反應(yīng)介質(zhì)的葉片(32)和攪動(dòng)環(huán)形區(qū)反應(yīng)介質(zhì)的葉片(34)。
8. 如權(quán)利要求7所述的反應(yīng)器，其特征在于，渦輪包括轉(zhuǎn)動(dòng)安裝 在主體和/或保護(hù)罩上的軸(26)，該軸帶有位于內(nèi)管中心區(qū)(20)中的內(nèi) 葉片(32)和/或位于環(huán)形區(qū)(22)的外葉片(34)。
9. 如權(quán)利要求1到8之一所述的反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器 包括過濾器(40)和攪拌渦輪(24)，過濾器(40)用于將反應(yīng)介質(zhì)分離 為去除了其中的沉淀物的濾過物和濃縮了鹽的^物，攪拌渦輪(24)可 以攪動(dòng)反應(yīng)介質(zhì)，使其保持在渦流水力流動(dòng)狀態(tài)，因此防止固體滲余物在 過濾器前聚集。
10. 如權(quán)利要求9所述的^^應(yīng)器，其特征在于，過濾器(40)為與 內(nèi)管(13)同軸設(shè)置的柱形的形式。
11. 如權(quán)利要求1到10之一所述的反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng) 器包括液態(tài)/氣態(tài)排放物的出口，排放物穿過例如為蛇形的熱交換器(43 )， 以便與要處理的物質(zhì)進(jìn)行熱交換。
12. 檢測包括主體(2)的反應(yīng)器的保護(hù)罩(8)的完整性的缺陷的 方法，所述保護(hù)革(8)位于反應(yīng)器(1)中，并與反應(yīng)器(l)的主體(2) 隔開，以限定能夠容納反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)區(qū)(10)和封閉區(qū)(12)，封閉區(qū)(12)以密封方式使^JI區(qū)與主體隔離，其特征在于—將流體反應(yīng)介質(zhì)引入到反應(yīng)區(qū)(10)中；一將封閉流體(62)從增壓空間(60)引入到封閉區(qū)中；一給反應(yīng)區(qū)的流體反應(yīng)介質(zhì)和增壓空間的封閉流體加壓，在封閉區(qū) 建立相對于反應(yīng)區(qū)的超壓；—測量封閉流體的消耗，以檢測保護(hù)革可能存在的裂縫。
13. 過濾流體反應(yīng)介質(zhì)中的物質(zhì)，以便將反應(yīng)介質(zhì)分離為濾除了其 中的沉淀物的濾過物和濃縮了鹽的'*物的方法，其特征在于，攪動(dòng)反應(yīng) 介質(zhì)，使其保持在渦流水力流動(dòng)狀態(tài)中，因此防止固體滲余物在過濾器(40 )前聚集。
全文摘要
用于在介質(zhì)中處理物質(zhì)的反應(yīng)器。該反應(yīng)器包括主體(2)，其中限定適合容納反應(yīng)介質(zhì)的反應(yīng)區(qū)(10)、至少一個(gè)用于將反應(yīng)介質(zhì)引入到反應(yīng)區(qū)的入口以及用于將排出物排到反應(yīng)區(qū)外的出口。保護(hù)罩(8)位于主體(2)內(nèi)，并限定反應(yīng)區(qū)(10)。保護(hù)罩與主體隔開，以限定使反應(yīng)區(qū)與主體隔離的封閉區(qū)(12)。反應(yīng)區(qū)和封閉區(qū)以密封方式互相隔離。
文檔編號G01M99/00GK101267881SQ200680034624
公開日2008年9月17日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者休伯特-亞歷山大·蒂爾克, 克里斯托夫·茹索-迪比安 申請人:原子能委員會(huì)