CN103903660B - 一种卤素发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核领域检漏试验设备，具体涉及一种检查核设施通风净化系统中碘吸附器机械泄漏率的卤素发生器。其结构包括用于储存氟利昂液体试剂的承压储存罐，承压储存罐分别连接压缩空气管路、氟利昂加液管路和氟利昂气化出口管路，所述的压缩空气管路包括两条气体流路，其中一条气体流路经三通开关阀与承压储存罐连接，另一条气体流路与所述的氟利昂气化出口管路连接，在氟利昂气化出口管路上设有加热器。本发明所提供的卤素发生器能够连续均匀的产生浓度稳定的卤素气体，发生条件容易控制、气体发生量程宽、发生速率稳定、操作便捷、现场适应性好。

Description

一种卤素发生器

技术领域

本发明涉及核领域检漏试验设备，具体涉及一种检查核设施通风净化系统中碘吸附器机械泄漏率的卤素发生装置。

背景技术

为了保证核电站、研究堆、后处理厂、核潜艇维修基地等核设施安全运行，阻止放射性碘化物等气态放射性物质进入周围大气和保证进入厂房工作人员安全，在核设施厂房中设立有多个核空气净化送排风系统。这些系统是核设施正常运行及事故状态下阻止放射性气溶胶和放射性碘进入周围大气的最后屏障，保证它们处于良好的状态是减少放射性物质释放源项的重要环节。

碘吸附器是核空气净化系统中重要的净化设备之一，按照ASME N509标准及ET791标准，用氟利昂泄漏试验法来定期检验碘吸附器（或系统）的机械泄漏率，该方法通常所用的氟利昂示踪剂为R-11和R-112，在通风系统的上游侧注入口用卤素气体发生器连续均匀地注入氟利昂气体，同时分别用卤素检测仪在上游采样点和下游采样点取样检测，根据所取的样品浓度值的比值来计算受试系统的机械泄漏率。其主要目的是为了查出由于垫片密封不好、活性炭装填不密实、炭层下陷等原因造成的气流短路。氟利昂是非放射性物质，经氟利昂试验后不影响碘吸附器的除碘效率，为非破坏性试验，而且可以区分碘吸附器效率的降低是由于机械泄漏引起的还是由于活性炭的性能降低引起。随着国内第三代核电的发展，氟利昂检漏法在核电站空气净化系统性能试验的运用越来越广泛，但一直以来，该试验所用的氟利昂发生器都被国外公司垄断，不仅价格昂贵、定货周期长、而且售后服务困难。

为满足碘吸附器的整机试验及核设施碘吸附器的现场试验需要，需要研制一台符合国内外核行业标准的便携式卤素气体发生器。

发明内容

本发明的目的在于针对碘吸附器试验的需要，提供一种符合国内外核行业标准的便携式卤素气体发生器，以用于核设施领域碘吸附器以及其它设备的机械泄漏率检验。

本发明的技术方案如下：一种卤素发生器，包括用于储存氟利昂液体试剂的承压储存罐，承压储存罐分别连接压缩空气管路、氟利昂加液管路和氟利昂气化出口管路，所述的压缩空气管路包括两条气体流路，其中一条气体流路经三通开关阀与承压储存罐连接，另一条气体流路与所述的氟利昂气化出口管路连接，在氟利昂气化出口管路上设有加热器。

进一步，如上所述的卤素发生器，其中，所述的压缩空气管路通过压缩空气转换接头与空气压缩系统连接，压缩空气管路上设置减压阀和单向阀；在与氟利昂气化出口管路相连接的压缩空气的一条气体流路上设有节流阀和二通开关阀。

进一步，如上所述的卤素发生器，其中，所述的三通开关阀通过一条支路与氟利昂气化出口管路相连接。

进一步，如上所述的卤素发生器，其中，所述的氟利昂气化出口管路上设有流量计、节流阀和二通开关阀。

进一步，如上所述的卤素发生器，其中，所述的氟利昂加液管路上设有单向阀，加液管路的加液口为气门芯结构。

进一步，如上所述的卤素发生器，其中，与所述承压储存罐相连接的控制面板上分别设有压力表和液位计。

进一步，如上所述的卤素发生器，其中，所述电路控制系统上设有电源开关、电加热器控制开关和快动作温度开关；电路控制系统还设有保险盒卡槽和备用保险管。

进一步，如上所述的卤素发生器，其中，整个卤素发生器部件固定在金属箱体内，箱体上设有便携式把手；并配备有相应的运输箱。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的卤素发生器能够连续均匀的产生浓度稳定的卤素气体，发生条件容易控制、气体发生量程宽、发生速率稳定、操作便捷、现场适应性好。压缩空气管路的双气体流路设计有助于氟利昂液体气化，加液口的密封设计能够防止液体倒流出发生器。本发明的各项性能指标均能满足试验设计要求，可用于核设施领域碘吸附器以及其它设备的机械泄漏率检验。

附图说明

图1为卤素发生器的结构示意图；

图2为卤素发生器电路控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施过程对本发明进行详细的描述。

本发明所提供的卤素发生器一个气路控制系统和一个电路控制系统，气路控制系统的结构如图1所示，包括用于储存氟利昂液体试剂的承压储存罐6，承压储存罐6分别连接压缩空气管路、氟利昂加液管路和氟利昂气化出口管路。所述的压缩空气管路通过压缩空气转换接头与空气压缩系统连接，压缩空气管路上设置减压阀1和单向阀2，经减压阀1和单向阀2后，压缩空气管路分为两条气体流路，其中一条气体流路经三通开关阀3与承压储存罐6连接，另一条气体流路经节流阀4和二通开关阀5与所述的氟利昂气化出口管路连接，在氟利昂气化出口管路上设有加热器14。三通开关阀3通过一条支路与氟利昂气化出口管路相连接。氟利昂气化出口管路上设有流量计11、节流阀12和二通开关阀13。氟利昂加液管路上设有单向阀8，加液管路的加液口7为气门芯结构。

实施例

如图1所示，本实施例中卤素发生器的承压储存罐6是一个不锈钢圆柱体，可以储存1.8L的氟利昂液体试剂。承压储存罐内部的压力是通过一个预设调压阀来控制，压力要求为0.4-1.0MPa，预设压力为0.4MPa，即压力储存罐内压力一般控制在0.4MPa左右。在发生器的氟利昂气化出口管路上设有一个长方体铝/锡加热器14，并且安装有两个预置温度开关（图2中的20、21）来维持加热器温度恒定，恒温85℃

压缩空气经压缩空气转换接头、预设减压阀1和单向阀2后分成两路气流（见附图1），一路经三通开关阀3进入承压液体储存罐6，储存罐内压力升高，迫使罐内液体流经流量计11、节流阀12和二通开关阀13，液体在流出发生器出口的双关式快插头15之前和另一路流经混合气节流阀4和二通开关阀5的气流混合，这路气流有助于氟利昂液体气化，经双关式快插头15和塑料软管喷入试验系统风管中。当液体气化速率不够时，启动恒温加热器以加快液体气化速度。

三通开关阀3有三个作用：①控制压缩空气和储存罐的接通和断开；②在试验完成后，为保证仪器安全，将三通开关调至“出口”档，此时，三通开关阀与氟利昂气化出口管路相连接的支路打开，恢复储存罐内压力到常压；③仪器加液时，将三通开关调至“出口”档，保证罐内和外界相通才可将液体加入仪器内。

为了最大程度的减少氟利昂液体在空气中的暴露时间，减少环境污染，本发生器采用密封加液系统，加液口7采用气门芯原理，当加液口7与加液管相连时，气门芯打开，管路接通，当加液口7与加液管断开时，气门芯自动关闭，防止发生器内液体从加液口倒流出发生器。

控制面板与承压储存罐相连接，控制面板上安装有压力表，可以直观的显示储存罐内压力大小，①在试验过程通过压力表显示值判断仪器与压缩空气是否接通，②试验完成后，通过观察面板上压力表的显示值，检查仪器是否已经将储存罐内压力降低至大气压，以保证仪器的安全。

控制面板上安装有液位计，现场使用过程中方便试验人员快速掌握储存罐内卤素液体的剩余量。所有连接接头（气源、电源、加液口、气体喷出口等）全部安装在发生器控制面板上，操作方便、简单，可操控性较好。

卤素发生器的电路控制系统的结构如图2所示，电路控制系统上设有与电源16相连接的电源开关17，恒温加热器配备有电源指示灯19和加热指示灯22，通过快动作温度开关20、21来自动控制电加热器的温度。电源开关17安装在控制面板上，更容易控制气体发生条件。控制面板上印有各开关、接口对应的功能名称和气体控制系统示意图，便于操作者理解气体发生器工作原理以实现对发生器的操控。电路控制系统还配备有保险盒卡槽18和备用保险管，以应对仪器在现场使用过程中因电流过大等原因引起的保险管损毁情况。

卤素发生器部件固定在铝合金箱体内、箱体上安装有便携式把手，方便现场试验仪器的携带；还配备有相应的运输箱，用于长距离运输。

卤素发生器的添加试剂过程如下：

在试验前，若罐内液体液面低于面板上的刻度线时，应及时加液，加液时，先将购买的试剂储存器的接口和加液管相连，再连接好带有双关式快插头的注入管，将三通阀门调节至“出口”档，然后缓慢开启试剂储存器上自带的阀门，加液过程中，始终保持试剂储存器的位置高于卤素气体发生器20cm以上，通过试剂自身重力流入发生器罐内，当罐内液面达到液位计上限时，关闭试剂储存器上自带的阀门，断开加液管与试剂储存器和仪器加液口的连接，这时仪器加液口气门芯阀门自动关闭，阻止试剂倒流出仪器。

卤素发生器的试验操作过程如下：

分别连接好压缩空气、电源、气体注入管，并将注入管连接到试验系统的注入口，缓慢开启压空连接管上的阀门，当储存罐内压力达到预定值后，缓慢开启三通阀至“开”档，此时，压缩空气经过三通阀进入储存罐，然后开启流量调节阀至试验系统所需要的浓度，一般需要上游浓度为10PPM左右，保持流量计流量稳定，发生器既可输出所需的连续均匀的卤素气体。当环境温度较低时，应预先打开控制面板上的电源控制开关，这时电源指示灯和加热指示灯都亮，当加热器温度达到设定温度后，加热器停止加热，加热指示灯熄灭，这时再缓慢开启气路控制系统，输出所需气体。

通过上、下游采样点检测仪的检测并记录上、下游浓度，计算受试系统的泄漏率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种卤素发生器，其特征在于：包括用于储存氟利昂液体试剂的承压储存罐(6)，承压储存罐(6)分别连接压缩空气管路、氟利昂加液管路和氟利昂气化出口管路，所述的压缩空气管路包括两条气体流路，其中一条气体流路经三通开关阀(3)与承压储存罐(6)连接，另一条气体流路与所述的氟利昂气化出口管路连接，所述的三通开关阀(3)通过一条支路与氟利昂气化出口管路相连接，在氟利昂气化出口管路上设有加热器(14)。

2.如权利要求1所述的卤素发生器，其特征在于：所述的压缩空气管路通过压缩空气转换接头与空气压缩系统连接，压缩空气管路上设置减压阀(1)和单向阀(2)；在与氟利昂气化出口管路相连接的压缩空气的一条气体流路上设有节流阀(4)和二通开关阀(5)。

3.如权利要求1所述的卤素发生器，其特征在于：所述的氟利昂气化出口管路上设有流量计(11)、节流阀(12)和二通开关阀(13)。

4.如权利要求1所述的卤素发生器，其特征在于：所述的氟利昂加液管路上设有单向阀(8)，加液管路的加液口(7)为气门芯结构。

5.如权利要求1所述的卤素发生器，其特征在于：与所述承压储存罐(6)相连接的控制面板上分别设有压力表(10)和液位计(9)。

6.如权利要求1所述的卤素发生器，其特征在于：还包括电路控制系统，所述电路控制系统上设有电源开关(17)、电加热器控制开关和快动作温度开关(20、21)。

7.如权利要求6所述的卤素发生器，其特征在于：所述电路控制系统还设有保险盒卡槽(18)和备用保险管。

8.如权利要求1所述的卤素发生器，其特征在于：整个卤素发生器部件固定在金属箱体内，箱体上设有便携式把手；并配备有相应的运输箱。