CN104001386B - 一种尘埃过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尘埃过滤器，涉及反应堆工程技术领域，该过滤器包括入口接管、上封头、过滤管、筒体、下封头和出口接管；所述入口接管与所述上封头相连，所述上封头与所述筒体的上端面相连，所述筒体的下端面与所述下封头相连，所述下封头与所述出口接管相连；所述过滤管设于所述筒体内部，用于过滤所述入口接管流入氦气中所携带的尘埃。本发明提供的尘埃过滤器装拆方便，并能够在高温高压下对高温气冷堆一回路氦气中的放射性石墨粉尘按照确定的粒径进行高效过滤净化，不会发生氦气外漏。

Description

一种尘埃过滤器

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，具体涉及一种尘埃过滤器。

背景技术

高温气冷堆是国际上公认的具有第四代安全特征的堆型之一。高温气冷实验堆HTR-10(10MWHighTemperatureGas-cooledTestReactor)是世界上目前唯一正在运行的球床式高温气冷堆，其从燃料、堆芯、一回路的结构与材料设计和一回路氦气循环、燃料装卸方式及通过堆芯的方式，都与球床模块式高温气冷堆核电站项目HTR-PM(HighTemperatureModularPebbleBedReactorProject)具有极大的相似性。

影响球床式高温气冷堆安全的因素之一是一回路中的放射性石墨粉尘。HTR-10和HTR-PM示范工程都采用颗粒球形燃料元件，成千上万个直径约为900μm的燃料颗粒弥散在石墨基体之中形成直径为6cm的球形燃料元件。球床式高温气冷堆中的石墨粉尘，主要来自燃料元件同装卸料管道的摩擦以及燃料元件之间的碰撞，其上吸附裂变核素，形成一种放射性气溶胶。这些放射性石墨粉尘可沉积结垢，堵塞管道，同时具有很强的流动性，污染一回路管道，给维修和退役造成很大困难。更为重要的是，如果一回路发生失冷失压事故，放射性石墨粉尘再悬浮将会成为重要的源项。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何设计一种尘埃过滤器，使得该过滤器能够对一回路氦气中的放射性石墨粉尘按照确定的颗粒粒径进行高效过滤净化。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种尘埃过滤器，该过滤器包括入口接管、上封头、过滤管、筒体、下封头和出口接管；

所述入口接管与所述上封头相连，所述上封头与所述筒体的上端面相连，所述筒体的下端面与所述下封头相连，所述下封头与所述出口接管相连；

所述过滤管设于所述筒体内部，用于过滤所述入口接管流入氦气中所携带的尘埃。

进一步的，所述过滤器还包括上隔板和下隔板，所述上隔板和所述下隔板设于所述筒体内，所述筒体内部设有上台阶面和下台阶面，所述上隔板与所述上台阶面连接，所述下隔板与所述下台阶面连接，所述过滤管设于所述上隔板与所述下隔板之间，所述过滤管的上端与所述上隔板相连接，所述过滤管的下端与所述下隔板相连接。

进一步的，所述过滤器还包括第一密封件，所述上封头与所述筒体的上端面通过所述第一密封件相连接。

进一步的，所述过滤器还包括第一套螺栓和第一套垫片，所述第一套垫片设于所述上隔板的上方，所述上隔板与所述上台阶面通过所述第一套螺栓和第一套垫片连接。

优选的，所述上隔板上设有多个第一直径开孔和多个第二直径开孔，所述下隔板上设有多个第三直径开孔；

所述第一直径开孔，用于固定所述过滤管的顶部；

所述第二直径开孔，用于流入气体介质；

所述第三直径开孔，用于固定所述过滤管的底部；

所述上隔板上的第一直径开孔和所述下隔板上的第三直径开孔的中心位于同一竖直轴线上，使过滤管保持竖直安装。

进一步的，所述过滤器还包括第二密封件，所述第二密封件设于所述过滤管和所述下隔板之间，并通过螺母固定。

进一步的，所述过滤器还包括第二套螺栓和第二套垫片，所述第二套垫片设于所述下隔板的下方，所述下台阶面和所述下隔板之间设有第三密封件，所述下隔板与所述下台阶面通过所述第三密封件、第二套螺栓和第二套垫片连接。

进一步的，所述过滤器还包括第四密封件，所述下封头与所述筒体的下端面通过所述第四密封件相连接。

优选的，所述过滤管的上端为密封材料，使气体无法流入，所述过滤管的下端设有管道，所述管道，用于将所述筒体内过滤后的气体流出。

优选的，所述入口接管、上封头、上隔板、筒体、下隔板、下封头和出口接管的中心位于同一竖直轴线上。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的尘埃过滤器能够在高温高压下对一回路氦气中的放射性石墨粉尘按照确定的颗粒粒径进行有效的过滤净化；选用特定过滤孔径的过滤管，可以实现对氦气流中石墨粉尘的高效过滤；过滤管放置在尘埃过滤器筒体内部，且下隔板与过滤管之间有密封件，通过螺母固定，可以保证氦气流从过滤管侧壁流过，不会发生氦气外漏或者通过过滤管和下隔板连接处的间隙泄漏；过滤管上部密封且放入上隔板的第一直径开孔中，可以消除过滤管热胀冷缩的影响；上隔板上设有第二直径开孔，可以使得氦气流速降低，缓慢充分的流经过滤管侧壁，减小压降并充分过滤；上封头下端面和筒体上端面之间、下封头上端面和筒体下端面之间、上隔板和筒体上部台阶面之间、下隔板和筒体下部台阶面之间通过密封件、螺栓连接，过滤管通过密封件、螺母固定于下隔板上，可以方便的拆开尘埃过滤器更换过滤管，从而延长设备使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种尘埃过滤器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的图1中所示的A-A面的剖面图；

图3为本发明实施例提供的图1中所示的B-B面的剖面图；

其中，1入口接管；2上封头；3第一密封件；4第一套螺栓；5第一套垫片；6上隔板；7过滤管；8筒体；9第二密封件；10第三密封件；11下隔板；12第二套垫片；13第二套螺栓；14螺母；15第四密封件；16下封头；17出口接管；18管道；19上台阶面；20下台阶面；21第一直径开孔；22第二直径开孔；23第三直径开孔。

具体实施方式

下面结合附图，对发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1本发明实施例提供了一种尘埃过滤器，该过滤器包括入口接管1、上封头2、过滤管7、筒体8、下封头16和出口接管17；

所述入口接管与所述上封头相连，为了更好的固定，本实施例将所述入口接管与所述上封头进行焊接，同样，所述出口接管与所述下封头相连，本实施例将所述出口接管与所述下封头进行焊接；

所述过滤管设于所述筒体内部，用于过滤所述入口接管流入氦气中所携带的尘埃。所述过滤管的尺寸可以根据需要过滤粉尘颗粒大小进行选择，所述尘埃过滤器应该立式安放。所述入口接管、上封头、上隔板、筒体、下隔板、下封头和出口接管的中心位于同一竖直轴线上。

进一步的，所述过滤器还包括上隔板6和下隔板11，所述上隔板和所述下隔板设于所述筒体内，所述筒体内部设有上台阶面19和下台阶面20，所述上隔板与所述上台阶面连接，所述下隔板与所述下台阶面连接，所述过滤管设于所述上隔板与所述下隔板之间，所述过滤管的上端与所述上隔板相连接，所述过滤管的下端与所述下隔板相连接。所述过滤管上端与上隔板之间有缝隙，可以防止过滤管的轴向热胀冷缩。

进一步的，所述过滤器还包括第一密封件3，所述上封头与所述筒体的上端面通过所述第一密封件相连接；所述过滤器还包括第四密封件15，所述下封头与所述筒体的下端面通过所述第四密封件相连接，所述第一密封件和第四密封件均采用螺栓压紧密封件。所述入口接管、上封头、筒体、下封头和出口接管构成承压壳体。

进一步的，所述过滤器还包括第一套螺栓4和第一套垫片5，所述第一套垫片设于所述上隔板的上方，所述上隔板与所述上台阶面通过所述第一套螺栓和第一套垫片连接。

如图2、图3所示，所述上隔板上设有多个第一直径开孔21和多个第二直径开孔22，所述下隔板上设有多个第三直径开孔23；所述第一直径开孔，用于固定所述过滤管的顶部；所述第二直径开孔，用于流入气体介质，降低气体的流速，提高过滤效率；所述第三直径开孔，用于固定所述过滤管的底部。所述第一直径开孔和所述第三直径开孔可以为直径相同的开孔也可以为直径不同的开孔。

所述上隔板上的第一直径开孔和所述下隔板上的第三直径开孔的中心位于同一竖直轴线上，使过滤管保持竖直安装。

进一步的，所述过滤器还包括第二密封件9，所述第二密封件设于所述过滤管和所述下隔板之间，并通过螺母14固定压紧，从而防止气体从过滤管下端和下隔板之间泄漏，保证介质气体全部通过过滤管的侧壁过滤后流入管内，过滤后的气体从过滤管下端的管道中流出。

进一步的，所述过滤器还包括第二套螺栓13和第二套垫片12，所述第二套垫片设于所述下隔板的下方，所述下台阶面和所述下隔板之间设有第三密封件10，所述下隔板与所述下台阶面通过所述第三密封件、第二套螺栓和第二套垫片连接并固定，防止气体介质从下隔板和筒体下台阶面之间泄漏。

优选的，所述过滤管的上端为密封材料，使气体无法流入，且上端头部设有实心杆可以插入上隔板的第一直径开孔中，过滤管的侧壁为过滤材料，实现了气体高效过滤后流入过滤管内，所述过滤管的下端设有管道18，所述管道，用于将所述筒体内过滤后的气体流出。所述过滤管的尺寸可以根据需要进行选择，所述过滤管的过滤材料可以选择烧结不锈钢金属粉末或烧结不锈钢金属纤维材料。

本发明实施例提供的一种尘埃过滤器的工作原理为：使用时，入口接管1和出口接管17同反应堆一回路管道焊接在一起，保持尘埃过滤器竖直放置。高温高压氦气携带放射性石墨粉尘流进入口接管1、上封头2、筒体8、下封头16和出口接管17组成的尘埃过滤器，流经上隔板6、过滤管7和下隔板11。通过入口接管1之后，一回路氦气流速减缓，再通过上隔板6上多个第二直径开孔22，从多根过滤管7的侧壁流过，实现对石墨粉尘的高效过滤；所述第二密封件9和螺母14用来固定过滤管7与下隔板11，第三密封件10、第二套垫片12和第二套螺栓13用来压紧固定下隔板11和筒体8，使得氦气都能通过过滤管7的侧壁过滤，不会从过滤管7下端与下隔板11之间以及下隔板11与筒体8下部台阶面之间的缝隙泄漏；所述上隔板6和下隔板11上用于安装固定过滤管7的第一直径开孔21和第三直径开孔23位于同一轴线上，使得过滤管7能够顺利竖直固定；所述上隔板6与筒体8上台阶面19之间通过第一套螺栓4和第一套垫片5压紧固定，下隔板11和筒体8下台阶面20之间通过第三密封件10、第二套垫片12和第三套螺栓13压紧固定，上封头2下端面与筒体8上端面之间通过第一密封件3和螺栓压紧连接，下封头16上端面与筒体8下端面之间通过第四密封件15和螺栓压紧连接，因此当过滤管7使用一段时间后，可以从尘埃过滤器中拆卸更换，从而延长设备的使用寿命。

以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种尘埃过滤器，其特征在于，该过滤器包括入口接管、上封头、过滤管、筒体、下封头和出口接管；

所述入口接管与所述上封头相连，所述上封头与所述筒体的上端面相连，所述筒体的下端面与所述下封头相连，所述下封头与所述出口接管相连；

所述过滤管设于所述筒体内部，用于过滤所述入口接管流入氦气中所携带的尘埃；

所述过滤器还包括上隔板和下隔板，所述上隔板和所述下隔板设于所述筒体内，所述筒体内部设有上台阶面和下台阶面，所述上隔板与所述上台阶面连接，所述下隔板与所述下台阶面连接，所述过滤管设于所述上隔板与所述下隔板之间，所述过滤管的上端与所述上隔板相连接，所述过滤管的下端与所述下隔板相连接；

所述上隔板上设有多个第一直径开孔和多个第二直径开孔，所述下隔板上设有多个第三直径开孔；

所述第一直径开孔，用于固定所述过滤管的顶部；

所述第二直径开孔，用于流入气体介质；

所述第三直径开孔，用于固定所述过滤管的底部；

所述上隔板上的第一直径开孔和所述下隔板上的第三直径开孔的中心位于同一竖直轴线上，使过滤管保持竖直安装；

所述过滤器还包括第二密封件，所述第二密封件设于所述过滤管和所述下隔板之间，并通过螺母固定。

2.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器还包括第一密封件，所述上封头与所述筒体的上端面通过所述第一密封件相连接。

3.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器还包括第一套螺栓和第一套垫片，所述第一套垫片设于所述上隔板的上方，所述上隔板与所述上台阶面通过所述第一套螺栓和第一套垫片连接。

4.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器还包括第二套螺栓和第二套垫片，所述第二套垫片设于所述下隔板的下方，所述下台阶面和所述下隔板之间设有第三密封件，所述下隔板与所述下台阶面通过所述第三密封件、第二套螺栓和第二套垫片连接。

5.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤器还包括第四密封件，所述下封头与所述筒体的下端面通过所述第四密封件相连接。

6.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述过滤管的上端为密封材料，使气体无法流入，所述过滤管的下端设有管道，所述管道，用于将所述筒体内过滤后的气体流出。

7.如权利要求1所述的过滤器，其特征在于，所述入口接管、上封头、上隔板、筒体、下隔板、下封头和出口接管的中心位于同一竖直轴线上。