CN112691501A - 一种模块化高密封性能吸附床 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模块化高密封性能吸附床，属于核空气净化设备技术领域。包括数个呈蛇形串联的罐体，每个罐体的直径不同，且罐体的直径沿气流的前进方向依次增大，每个罐体包括筒体和筒体上下两端设置的上封头和下封头，筒体内部设置有相应的吸附介质，吸附床的出口连接有过滤器。本发明的吸附床呈蛇形串联布置，结构紧凑，组装方便，并且罐体依次增大，可延长气体的滞留时间，提高处理效果；罐体采用密封结构特殊设计，泄漏率可达≤10‑5Pa·m3/s；底部设置有型钢支架，每段床体分别固定在型钢支架上，在设计基准地震期间及之后均能够保持结构和功能的完整性。本发明适用于核电、核军工、及民用放射性尾气(单质碘、甲基碘、氪、氙等放射性核素)处理。
Description
技术领域
本发明涉及核空气净化领域空气净化设备，具体涉及一种模块化高密封性能吸附床。
背景技术
碘吸附器是核设施通风净化系统中控制气态流出物达到安全排放的关键设备，是实现辐射防护目标的重要环节。它对气态放射性单质碘和以甲基碘为主的有机碘化合物具有极高的捕集效率，可确保工作人员、公众和环境的安全。碘吸附器已广泛应用于核电厂、及核军工，现已有Ⅰ型碘吸附器(NB/T 20039.11)、Ⅱ型碘吸附器(NB/T 20039.12)、Ⅲ型碘吸附器(NB/T 20039.13)。
中国专利CN 110575730A公开一种纤维材料折叠式碘吸附器，包括吸附器壳体，吸附器壳体的两侧分别带有进风口和出风口，吸附器壳体的内腔中设有纤维材料折叠式滤芯，纤维材料折叠式滤芯包括由多层纤维材料滤纸重叠的吸附层，滤纸折叠成蛇腹状，两端使用树脂胶粘接密封，吸附层通过支撑板加强支撑。使用时，气体由进风口进入，穿过吸附层，通过吸附层将气体中的放射性碘吸附，被吸附净化后的气体由出风口流出。吸附层材质为多孔碳纤维滤纸材料，吸附层浸渍三乙烯二胺或碘化钾单独或按一定比例混合形成的溶液，吸附层具备吸附放射性碘(单质碘、无机碘化物、甲基碘、乙基碘等)的能力，而且多孔碳纤维滤纸材料重量轻，便于废物处理。
中国专利CN 110575731 A公开一种纤维材料抽屉式碘吸附器，包括壳体，壳体的一侧带有进风口，壳体由多个侧板以及顶部盖板、底部盖板组成，进风口上下两侧设有纤维材料折叠式滤芯，纤维材料折叠式滤芯包括设置在顶部盖板、底部盖板上的吸附层，吸附层上下通过网状支撑层加强支撑，顶部盖板和底部盖板上的支撑层保持壳体的内腔与外部连通，侧板进风口处设置折边以提高密封性。使用时，气体从进风口进入到吸附器的内腔中，气体流经吸附层，通过吸附层将气体中的放射性碘吸附，被吸附净化后的气体经由顶部盖板、底部盖板的出风口导出到壳体的外侧，该吸附器在不增加系统改造费用的前提下用于核电厂及其它核设施的通风系统及气体处理系统以代替目前使用的碘吸附器。
I型碘吸附器(折叠式)和Ⅱ型碘吸附器(抽屉式)，均为方形结构，需要设计专用外壳安装碘吸附器，受风量限制，且体积较大。
随着第三代核电与核空气净化技术的发展，目前欧美发达国家已经开始采用更为先进的深床式(Ⅲ型)碘吸附器，与折叠式和抽屉式碘吸附器相比，其具有放射性废物少、净化效率高、机械泄漏率小、使用寿命长等诸多优点。因此，深床式碘吸附器已经成为核电发展的趋势。
中国专利CN2323453Y、CN201389421Y和CN201823437U均公开了深床式碘吸附器，用于核电站的放射性废气净化。深床碘吸附器主要由吸附剂箱体、取样罐、进料仓、卸料仓、仓壁振动器等部件组成，吸附剂箱体由多个矩形炭床并联排列组成，碳床的数量和尺寸可根据所处理的气体流量确定。目前专利公开的几种深床碘吸附器均采用竖直的矩形活性炭床并排布置，该类型碳床的缺陷一是体积大，空间占比高；二是活性炭的使用和浪费量大。主要原因是，为避免吸附器在使用过程中活性炭层塌陷，活性炭床上方设置有一个外形尺寸与碘吸附器上方截面积相同的储料仓，储料仓内填充有过度冗余的活性炭，以起到碳床塌陷时补充活性炭的作用。但该部分活性炭在使用过程中不参与放射性气体的吸附，在卸料时与炭床内活性炭一并取出；此外，为使炭床内活性炭能够在卸料过程中完全取出，碘吸附器下方设置有一个四方锥形漏斗，漏头内活性炭在碘吸附器使用过程中也无气流通过，从装料至卸料期间，该部分活性炭完全没有起到去除放射性气体碘的作用，储料仓和卸料斗内活性炭占总用炭量的30％-40％，这不仅造成浸渍活性炭的浪费，而且增加了放射性废物的处理量。因此，有必要研发一种新的结构更合理的深床式碘吸附器用于国内核空气净化系统，在提高净化效率的前提下减少放射性废物的产生量。
Ⅲ型碘吸附器有方形、菱形及进入式等形式，虽然实现了现场就地自动装炭、自动卸炭的功能，可满足大风量系统，但受自身结构限制，泄漏率很难达到≤10-5，且需要空间较大，一次投入成本较高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种模块化高密封性能吸附床。
为了实现本发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种模块化高密封性能吸附床，包括数个呈蛇形串联的罐体，每个罐体的直径不同，且罐体的直径沿气流的前进方向依次增大，每个罐体包括筒体和筒体上下两端设置的上封头和下封头，筒体内部设置有相应的吸附介质，吸附床的出口连接有过滤器。
作为优选，还包括型钢支架，每个罐体上设置有数个固定座，所述固定座与型钢支架固定连接。
作为优选，所述上封头上设置有进风测温模块，所述下封头上设置有出风测温模块，罐体中部设置有中间测温元件，吸附床的出入口处设置有差压计，用于监测吸附床的压损。
作为优选，所述筒体的两端设置有筒体异形法兰，上封头的下端以及下封头的上端均设置有封头异形法兰，所述筒体异形法兰与封头异形法兰之间设置有密封圈，筒体异形法兰与封头异形法兰通过螺栓连接。
作为优选，所述筒体异形法兰上设置有凹槽，密封圈位于所述凹槽中，所述封头异形法兰上设置有凸起，所述凹槽与凸起的位置对应。
作为优选，所述筒体的上端和下端分别设置有上筛板和下筛板，所述上筛板和下筛板均由不锈钢筛板和均匀穿孔板组成。
作为优选，所述上筛板和下筛板的边缘设置有盲边。
作为优选，所述吸附介质用于吸附放射性尾气中的单质碘与甲基碘或氪、氙等放射性核素。
作为优选，所述罐体的底部设置有支座，所述支座与下封头固定连接，且下封头与支座的连接处设置有加强钢板。
所述的吸附床用于钍基熔盐堆尾气处理系统的用途。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明的吸附床由各个罐体组成，呈蛇形串联布置，结构紧凑，组装方便，并且罐体依次增大，可延长气体的滞留时间，提高处理效果。
2、本发明的吸附床各段的罐体采用密封结构特殊设计，泄漏率可达≤ 10-5Pa·m3/s。
3、本发明的吸附床底部设置有型钢支架，每段床体分别固定在型钢支架上，在设计基准地震期间及之后均能够保持结构和功能的完整性；
4、吸附剂在出厂前装填完毕，吸附床为全寿期设计，不需要进行吸附剂的卸料处理，可代替核电厂及其它核设施通风系统和气体处理系统中不同形式的碘吸附器。
5、下层不锈钢筛板承载装填的活性炭，并防止一定的碳颗粒落入管道中，上层不锈钢筛板与均匀穿孔板用来压实活性炭，能够防止沟流。
6、设置有盲边，可防止通过的气流产生附壁效应。
7、每段吸附床进出口及中间部位安装测温元件进行温度监测，同时在系统出入口处安装差压计，监测床体压损。
附图说明
图1是本发明吸附床的整体示意图(未示出支架)；
图2是本发明每段床体的内部结构示意图；
图3是图2中A部分的放大图；
图4为本发明吸附床床体与支架装配示意图。
其中，1-上封头，2-进风测温模块，3-上筛板，4-固定座，5-中间测温元件，6-吸附介质，7-下筛板，8-出风测温模块，9-下封头，10-支座，11-筒体异形法兰，12-封头异形法兰，13-密封圈，14-盲边，15-螺栓。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下面结合图1～图4对本发明作详细说明。
如图1所示，一种模块化高密封性能吸附床，包括数个呈蛇形串联的罐体 (即罐体顶部设置进气口，底部设置出气口，相邻罐体的进气口与出气口通过管道连接)。每个罐体的直径不同，且罐体的直径沿气流的前进方向依次增大。每个罐体包括筒体和筒体上下两端设置的上封头1和下封头9，上封头1上设置进气口，下封头9上设置出气口，筒体内部设置有相应的吸附介质6，吸附床的出口连接有过滤器。
如图4所示，本发明中还包括型钢支架，每个罐体上设置有数个固定座4，所述固定座4与型钢支架固定连接。
如图2所示，本实施例中，所述上封头1上设置有进风测温模块2，所述下封头9上设置有出风测温模块8，罐体中部设置有中间测温元件5，用于温度监测。吸附床的出入口处设置有差压计，用于监测吸附床的压损。
如图3所示，所述筒体的两端设置有筒体异形法兰11，上封头1的下端以及下封头9的上端均设置有封头异形法兰12，所述筒体异形法兰11与封头异形法兰12之间设置有密封圈13，筒体异形法兰11与封头异形法兰12通过螺栓连接。
所述筒体异形法兰11上设置有凹槽，密封圈13位于所述凹槽中，所述封头异形法兰12上设置有凸起，所述凹槽与凸起的位置对应。通过拧紧螺栓15 可使密封圈被压紧。碘吸附床在气压试验后采用本发明的密封结构，在15℃环境下，0.1Mpa的检验压力下采用嗅吸探头法测出的校准漏孔标称值为1.14× 10-8Pa·m3/s。活性炭吸附床在气压试验后采用本发明的密封结构，在16℃环境下，0.1Mpa的检验压力下采用嗅吸探头法测出的校准漏孔标称值为1.18× 10-8Pa·m3/s。
本实施例中，所述筒体的上端和下端分别设置有上筛板3和下筛板7，所述上筛板3和下筛板7均由不锈钢筛板和均匀穿孔板组成。位于下方的不锈钢筛板承载装填的活性炭，并防止一定的碳颗粒落入管道中，位于上方的不锈钢筛板与均匀穿孔板用来压实活性炭，防止沟流。
所述上筛板3和下筛板7的边缘设置有盲边，以防止通过的气流产生附壁效应。
所述吸附介质6用于吸附滞留衰变实验堆覆盖气尾气中的放射性单质碘与甲基碘或用于吸附滞留衰变实验堆覆盖气尾气中的放射性氪、氙核素。
所述罐体的底部设置有支座10，所述支座10与下封头9固定连接，且下封头9与支座10的连接处设置有加强钢板。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于：包括数个呈蛇形串联的罐体，每个罐体的直径不同，且罐体的直径沿气流的前进方向依次增大，每个罐体包括筒体和筒体上下两端设置的上封头(1)和下封头(9)，筒体内部设置有相应的吸附介质(6)，吸附床的出口连接有过滤器。
2.如权利要求1所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，还包括型钢支架，每个罐体上设置有数个固定座(4)，所述固定座(4)与型钢支架固定连接。
3.如权利要求1所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，所述上封头(1)上设置有进风测温模块(2)，所述下封头(9)上设置有出风测温模块(8)，罐体中部设置有中间测温元件(5)，吸附床的出入口处设置有差压计，用于监测吸附床的压损。
4.如权利要求1所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，所述筒体的两端设置有筒体异形法兰(11)，上封头(1)的下端以及下封头(9)的上端均设置有封头异形法兰(12)，所述筒体异形法兰(11)与封头异形法兰(12)之间设置有密封圈(13)，筒体异形法兰(11)与封头异形法兰(12)通过螺栓连接。
5.如权利要求4所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，所述筒体异形法兰(11)上设置有凹槽，密封圈(13)位于所述凹槽中，所述封头异形法兰(12)上设置有凸起，所述凹槽与凸起的位置对应。
6.如权利要求1所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，所述筒体的上端和下端分别设置有上筛板(3)和下筛板(7)，所述上筛板(3)和下筛板(7)均由不锈钢筛板和均匀穿孔板组成。
7.如权利要求6所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，所述上筛板(3)和下筛板(7)的边缘设置有盲边。
8.如权利要求1所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，所述吸附介质(6)用于吸附滞留衰变实验堆覆盖气尾气中的放射性单质碘与甲基碘或用于吸附滞留衰变实验堆覆盖气尾气中的放射性核素，所述放射性核素包括氪、氙。
9.如权利要求1所述的一种模块化高密封性能吸附床，其特征在于，所述罐体的底部设置有支座(10)，所述支座(10)与下封头(9)固定连接，且下封头(9)与支座(10)的连接处设置有加强钢板。
10.如权利要求1-9任一项所述的吸附床用于钍基熔盐堆尾气处理系统的用途。
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2021
- 2021-01-12 CN CN202110034924.3A patent/CN112691501A/zh active Pending
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