CN205670122U - 荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核级滤芯制造技术领域，具体涉及一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架；包括进风过滤器(1)、荧光钠发生器(2)、荧光器注入口(3)、上游压力表(4)、上游采样装置(6)、滤芯安装箱(8)、下游压力表(9)、下游回注口(10)、下游采样装置(11)、下游采样口(12)、风量调节阀(13)及风机(14)；本试验台架尽可能参照现场使用工况，以保证产品到现场进行荧光素钠试验时测试数据的一致性；基于本装置使用荧光素钠法对新研制滤芯进行效率检测，所得结果得通过了《实用供热空调设计手册》和《核空气和气体处理规范试验规程第1部分：空气处理系统的现场试验》等相关标准的计算确认。

Description

荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架

技术领域

本发明属于核级滤芯制造技术领域，具体涉及一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架。

背景技术

在核电厂放射性气溶胶处理系统中，设置有大量高效过滤器用于除去贮槽排气中的气溶胶，系统对高效过滤器净化效率要求高达钠焰法99.97％，对于新研制的高效过滤器滤芯，一般厂家使用钠焰法对过滤器滤芯净化效率进行测量；考虑到核电站KPL3系统现场试验使用的为荧光素钠气溶胶法，为保证试验方法的一致性，在研制KPL3系统高效过滤器滤芯时，根据核电站实际运行工况，设计了一种用于评定核级高效过滤器滤芯性能的试验台架，通过该试验台架，在试验室内，使用荧光素钠法对新研制滤芯进行效率检测。

该试验台架尽可能参照现场使用工况，以保证产品到现场进行荧光素钠试验时测试数据的一致性。

发明内容

本发明的目的，针对现有技术不足，提供一种在试验室内使用荧光素钠法对新研制滤芯进行效率检测的荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架。

本发明的技术方案是：

一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架，包括进风过滤器、荧光钠发生器、荧光器注入口、上游压力表、上游采样装置、滤芯安装箱、下游压力表、下游回注口、下游采样装置、下游采样口、风量调节阀及风机；其中，所述进风过滤口、滤芯安装箱和下游压力表之间依次通过管道相连通，所述进风过滤器右侧的管道上连接有荧光器注入口，荧光器注入口上接有荧光钠发生器，荧光器注入口右侧的管路上设有上游压力表，上游压力表与滤芯安装箱之间的管路上并联有一个上游采样装置，所述荧光器注入口、上游压力表和上游采样装置所在的并联管路均设于进风过滤器和滤芯安装箱之间的管路上，所述滤芯安装箱与风机之间的管路上从左至右依次设有下游压力表、下游采样装置与主管路的并联管路、风量调节阀。

所述上游采样装置所在的并联管路上，上游采样装置左侧设有上游回注口，上游采样装置右侧设有上游采样口。

所述下游采样装置所在的并联管路上，下游采样装置左侧设有下游回注口，下游采样装置右侧设有下游取样口。

本发明的有益效果是：

1.本试验台架尽可能参照现场使用工况，以保证产品到现场进行荧光素钠试验时测试数据的一致性；

2.基于本装置使用荧光素钠法对新研制滤芯进行效率检测，所得结果通过了《实用供热空调设计手册》和《核空气和气体处理规范试验规程第1部分：空气处理系统的现场试验》等相关标准的计算确认。

附图说明

图1是荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架结构图；

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明提出的一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架进行进一步的介绍：

一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架，包括进风过滤器1、荧光钠发生器2、荧光器注入口3、上游压力表4、上游采样装置6、滤芯安装箱8、下游压力表9、下游回注口10、下游采样装置11、下游采样口12、风量调节阀13及风机14；其中，所述进风过滤器1、滤芯安装箱8和下游压力表9之间依次通过管道相连通，所述进风过滤器1右侧的管道上连接有荧光器注入口3，荧光器注入口3上接有荧光钠发生器2，荧光器注入口3右侧的 管路上设有上游压力表4，上游压力表4与滤芯安装箱8之间的管路上并联有一个上游采样装置6，所述荧光器注入口3、上游压力表4和上游采样装置6所在的并联管路均设于进风过滤器1和滤芯安装箱8之间的管路上，所述滤芯安装箱8与风机14之间的管路上从左至右依次设有下游压力表9、下游采样装置11与主管路的并联管路、风量调节阀13。

所述上游采样装置6所在的并联管路上，上游采样装置6左侧设有上游回注口5，上游采样装置6右侧设有上游采样口7。

所述下游采样装置11所在的并联管路上，下游采样装置11左侧设有下游回注口10，下游采样装置11右侧设有下游取样口12。

根据系统实际运行工况参数，对试验台架管路参数、采样注入口等设备设置位置，以及设备选型进行确定。

根据KPL3实际运行工况，得出试验台架主要技术参数如下：

试验台架主要技术参数

项目	参数
		测试条件	室温
流量范围	214～284m3/h
		测试粒径	0～5μm
试验气溶胶	荧光素钠

系统管径确定

根据此次试验过滤器器风量为214～284m3/h，参照GB/T6165-2008，主管道“试验气体风速一般不超过5m/s”，对管道直径与管道风速，按照公式(1)进行试算，最终确定主管道直径为150mm，管道风速为3.8m/s。管道材质采用304不锈钢。

$Q=3600\frac{{\mathrm{\πD}}^2}{4}V\mathrm{...}\left(1\right)$

其中：Q—系统风量，单位m³/h

D—管道直径，单位m

V—管道风速，单位m/s

空气进风处理段

空气进风处理段主要对系统进风进行过滤净化，材质为304不锈钢箱体。采用YM001过滤器进行处理进风。风量为500m3/h，钠焰法效率为≥99.99％。

荧光素钠注入段、滤前取样段、滤后取样段

荧光素钠注入点与滤前采样点要保证足够远的距离，以保证滤前采样具有代表性。参照GB/T6165-2008《高效空气过滤器性能试验方法效率和阻力》中计数试验装置气溶胶注入与滤前采样距离为5倍管道直径。

最终确定本系统荧光素钠注入点与滤前采样点的距离最小为5倍管道直径，即最小为750mm。本试验取2000mm，满足要求。

滤后采样点取5倍的试验管道，即750mm。

系统风量测试

本系统风量测试采用喷嘴进行测试，选用喷嘴尺寸为φ50mm。风量范围100～300m3/h，根据喷嘴安装要求，流量计前直管段要求10倍管径，流量计后直管段要求5倍管径。按此要求，确定流量计前1500mm直管段，流量计后750mm直管段。

系统阻力计算

本系统由于存在主管道和旁通支管两条管路，阻力计算按照最不利管路计算原则，选定主管道进行系统阻力计算。系统阻力包括沿程阻力和局部阻力两部分。

沿程阻力：

Pm＝ΔPmL…………(2)

其中：ΔPm—单位管长沿程压力损失，Pa/m

L—风管长度，m

局部阻力：

$P_j=\mathrm{\ξ}\frac{{\mathrm{\ρV}}^2}{2}\mathrm{...}\left(3\right)$

其中：ξ—局部阻力系数

V—风管内该压力损失发生处的空气流速，m/s

ρ—空气密度，kg/m³

本系统风管长度为4m，查《实用供热空调设计手册》单位管长沿程压力损失ΔPm为0.36Pa/m，根据公式(2)计算，沿程阻力Pm＝1.44Pa。

本系统局部阻力依据公式(3)计算或设备试验阻力确定，具体计算结果及依据如下表所示：

根据上表系统局部阻力Pj＝1915Pa，则系统计算总阻力P’＝Pm+Pj＝1916.44Pa，取安全系数K＝1.2，则P＝K P≈2299.7Pa。

根据参数进行设备选型

流量测量喷嘴

根据系统搭建功能要求，选择尺寸为φ50mm喷嘴，风量范围100～300m3/h

离心风机

根据系统搭建功能要求，转速2900r/min，电机型号Y90L-2，电机功率2.2KW，风量1264m3/h，全压3597Pa

风量调节阀

根据系统搭建功能要求，选择管道尺寸φ150mm，开度为0～90°调节阀；

本实验台架的设计方案为：

(1)：根据KPL3实际运行工况，得出试验台架主要技术参数；

(2)：确定管道系统管径；

(3)：确定进风净化方式，确定进风过滤器型号；

(4)：通过计算设置荧光素钠注入段、滤前取样段、滤后取样段设备位置

(5)：测试系统风量，使系统符合KPL3实际工况；

(6)：计算系统阻力；

(7)：根据(1)-(6)的计算参数，进行设备选型；

实施例

(1)检查系统设备状态，确定系统进风过滤器1，荧光素钠发生器2，荧光素钠注入口3，上游压力表4，上游回注口5，上游采样装置6，上游采样口7，滤芯安装箱8，下游压力表9，下游回注口10，下游采样装置11，下游取样口12，均处于正常状态；

(2)开启系统风机设备14，调节风量调节阀13，使系统风量符合实际运行工况范围；

(3)试验进风通过进风过滤器1，进行过滤净化；

(4)系统上游压力表4与下游压力表9稳定后，连接荧光素钠发生器2将荧光素钠气溶胶通过注入口注入系统3；

(5)稳定一定时间，时荧光素钠气溶胶气流混合均匀，进行下游取样，打开下游采样装置11，调整下游采样装置11使采样气流符合采样装置设置要求，记录采样开始时间；根据计算，采样时间6-8分钟，经过取样装置的气流通过下游回注口10注入系统；

(6)进行上游取样，打开上游采样装置6，调整上游采样装置6使采样气流符合采样装置设置要求，记录采样开始时间；根据计算，采样时间(2-4)分钟；经过取样装置的气流通过上游回注口5注入系统；

(7)试验结束后，根据取样结果，判断滤芯过滤性能。

Claims (3)

1.一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架，其特征在于：包括进风过滤器(1)、荧光钠发生器(2)、荧光器注入口(3)、上游压力表(4)、上游采样装置(6)、滤芯安装箱(8)、下游压力表(9)、下游回注口(10)、下游采样装置(11)、下游采样口(12)、风量调节阀(13)及风机(14)；其中，所述进风过滤器(1)、滤芯安装箱(8)和下游压力表(9)之间依次通过管道相连通，所述进风过滤器(1)右侧的管道上连接有荧光器注入口(3)，荧光器注入口(3)上接有荧光钠发生器(2)，荧光器注入口(3)右侧的管路上设有上游压力表(4)，上游压力表(4)与滤芯安装箱(8)之间的管路上并联有一个上游采样装置(6)，所述荧光器注入口(3)、上游压力表(4)和上游采样装置(6)所在的并联管路均设于进风过滤器(1)和滤芯安装箱(8)之间的管路上，所述滤芯安装箱(8)与风机(14)之间的管路上从左至右依次设有下游压力表(9)、下游采样装置(11)与主管路的并联管路、风量调节阀(13)。

2.如权利要求1所述的一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架，其特征在于：所述上游采样装置(6)所在的并联管路上，上游采样装置(6)左侧设有上游回注口(5)，上游采样装置(6)右侧设有上游采样口(7)。

3.如权利要求1所述的一种荧光素钠法评定核级滤芯性能的试验台架，其特征在于：所述下游采样装置(11)所在的并联管路上，下游采样装置(11)左侧设有下游回注口(10)，下游采样装置(11) 右侧设有下游取样口(12)。