CN214019958U - 一体化过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种一体化过滤装置，其包括外壳体以及依次安装于外壳体内的进气机构、除雾机构、金属纤维过滤器，进气机构包括安装于外壳体内的进气管及安装于进气管并与之相连通的多个文丘里管，各文丘里管沿外壳体的径向均匀布置；除雾机构包括至少一个除雾板，除雾板的外径与外壳体的内径相对应且其上设有通孔；金属纤维过滤器设有多个过滤室及一出口室，经过滤室过滤的气体通过出口室排除至外壳体之外。本实用新型由于将水洗段、除雾段、过滤段集成于一个外壳体内，结构紧凑，空间占位小，可灵活布置，并且管路少，运维简单；而除雾板的设置以及金属纤维过滤器的多个过滤室的设置，有效提高过滤效率并保证过滤精度。

Description

一体化过滤装置

技术领域

本实用新型涉及核电站安全壳过滤排放技术领域，尤其涉及一种严重事故后安全壳放射性气体滞留的一体化过滤装置。

背景技术

核电站安全壳是防止放射性物质释放到环境中的最后一道屏障，严重事故发生时，安全壳内的压力逐渐升高，最终可能会破坏安全壳的完整性，造成放射性物质的外泄。通常，安全壳过滤排放系统(EUF)通过主动泄压使安全壳内的压力不超过其承载限值，从而确保安全壳的完整性；同时，通过安装在卸压管线上的过滤装置对排放气体的放射性物质进行过滤，使排放到环境中的气体的放射性剂量在允许范围内。

现有的EUF系统大多采用分离式过滤装置，这种过滤装置通常包括分开设置的文丘里水洗器和金属纤维过滤器，首先，分离式设备的体积较大、管路多，导致其价格昂贵且安装受限，再者，上述两设备虽然可实现对放射性气溶胶、单质碘以及有机碘的过滤，但过滤效率较低。

因此，有必要提供一种过滤效率高、占用空间小的一体化过滤放装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种过滤效率高、占用空间小的一体化过滤放装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：提供一种一体化过滤装置，其包括外壳体以及依次安装于所述外壳体内的进气机构、除雾机构、金属纤维过滤器；其中，进气机构包括安装于所述外壳体内的进气管及安装于所述进气管并与之相连通的多个文丘里管，各所述文丘里管沿所述外壳体的径向均匀布置且其出口均位于所述进气管的上方；除雾机构包括安装于所述文丘里管上方的至少一个除雾板，所述除雾板的外径与所述外壳体的内径相对应且其上设有通孔；金属纤维过滤器安装于所述除雾板的上方并设有多个过滤室及一出口室，经所述过滤室过滤的气体通过所述出口室排除至所述外壳体之外。

较佳地，所述除雾机构包括相间隔安装的第一除雾板及第二除雾板，所述第一除雾板、所述第二除雾板呈90°交叉布置。

较佳地，所述除雾机构还包括填充于所述第一除雾板、所述第二除雾板之间的填料。

较佳地，所述金属纤维过滤器包括沿所述外壳体的径向依次设置并相互连通的预过滤室、中间室、主过滤室，且所述主过滤室与所述出口室相连通，气体依次经所述预过滤室、所述中间室、所述主过滤室处理后进入所述出口室。

较佳地，所述出口室沿所述外壳体的轴向设置，且其侧壁与所述主过滤室相连通，过滤后的气体由侧壁进入所述出口室并从其顶部排出。

较佳地，所述预过滤室设有第一滤网，所述主过滤室设有第二滤网，所述第一滤网的过滤孔孔径大于所述第二滤网的过滤孔孔径。

较佳地，所述预过滤室还包括用于安装所述第一滤网的第一框架，所述主过滤室还包括用于安装所述第二滤网的第二框架，所述第一框架、所述第二框架分别安装于所述中间室的两侧。

较佳地，所述一体化过滤装置还包括支撑机构，其包括呈弧形结构的第一支撑件及呈条形结构的第二支撑件，所述第一支撑件固定于所述外壳体的内壁，所述第二支撑件固定于所述第一支撑件并用于安装所述金属纤维过滤器。

较佳地，所述进气管包括进气主管及与之相连通的多个进气支管，所述进气主管沿所述外壳体径向布置且其一端伸出于所述外壳体之外，各所述进气支管均垂直于所述进气主管设置，各所述文丘里管分别连接于所述进气主管、所述进气支管。

较佳地，每一所述文丘里管均包括依次设置的收缩段、直管段及扩张段，所述收缩段连接于所述进气管，所述扩张段的端部形成出口，且所述直管段连接有多个自吸管。

与现有技术相比，由于本实用新型的一体化过滤装置，在其外壳体内依次安装有进气机构、除雾机构、金属纤维过滤器，其中，进气机构具有沿外壳体的径向均匀布置且其出口均位于上方的多个文丘里管，除雾机构包括至少一个除雾板，除雾板的外径与外壳体的内径相对应且其上设有通孔，而金属纤维过滤器设有多个过滤室及一出口室。放射性气体经文丘里管进入外壳体内后，首先进入水洗段以实现气液充分混合，并滞留大颗粒气溶胶、放射性碘和放射性卤素，再通过除雾板实现气液有效分离以及气体均布，最后由金属纤维过滤器再次进行气液分离以及微小气溶胶颗粒的过滤，以使气体达到排放标准；首先，由于将水洗段、除雾段、过滤段集成于一个外壳体内，结构紧凑，空间占位小，可灵活布置，并且管路少，运维简单；其次，通过除雾板的设置以及金属纤维过滤器的多个过滤室的设置，有效提高过滤效率并保证过滤精度。

附图说明

图1是本实用新型一体化过滤装置的结构示意图。

图2是图1中进气机构的俯视图。

图3是图1中文丘里管的剖视图。

图4是本实用新型中除雾机构的俯视图。

图5是图4中第一除雾板的俯视图。

图6是图5沿A-A线的剖视图。

图7是图5沿B-B线的剖视图。

图8是图1中金属纤维过滤器的放大示意图。

图9是图8的俯视图。

图10是图8的侧视图。

图11是图10的剖视图。

图12是图1中支撑机构的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。本实用新型所提供的一体化过滤装置100，主要用于和核电站安全壳连接，以在严重事故后安全壳内压力逐渐升高时，通过该一体化过滤装置100主动卸压而使安全壳内的压力不超过其承载限值，并实现事故后气体的达标排放。当然并不限于此，该一体化过滤装置100也可以用在其他设备上以进行泄压及气体过滤。

下面先结合图1-2所示，本实用新型的一体化过滤装置100，其包括外壳体110以及依次安装于外壳体110内的进气机构120、除雾机构130、金属纤维过滤器140。其中，进气机构120包括安装于外壳体110内的进气管121及连接于进气管121的多个文丘里管122，进气管121的一端伸出于外壳体110之外形成进气口，各文丘里管122沿外壳体110的径向均匀布置，每个文丘里管122均与进气管121相连通且其出口位于进气管121的上方。除雾机构130包括安装于文丘里管122上方的至少一个除雾板，除雾板的外径与外壳体110的内径相对应且其上设有通孔。金属纤维过滤器140安装于除雾板的上方并设有相连通的过滤室及出口室，且出口室与外壳体110顶部所开设的气体出口相连通。当放射性气体通过进气机构120进入外壳体110内后，依次经过水洗、除雾、过滤三阶段的处理，过滤后的气体通过出口室以及气体出口排除至外壳体110之外。

继续参看图1所示，所述外壳体110包括筒体111、连接于筒体111顶部的上封头112、连接于筒体111底部的下封头113；其中，上封头112开设有气体出口、排气口以及测压口等，下封头113可开设排水口、补水口以及充氮气口等。

再次结合图1-2所示，本实用新型中，进气管121包括进气主管1211及多个进气支管1212，进气主管1211安装于筒体111的底部并沿筒体111的径向布置，且其一端伸出筒体111之外形成前述进气口，各进气支管1212均垂直连接于进气主管1211并与之相连通，进气支管1212与进气主管1211设于同一平内。在一种实施方式中，设有六个进气支管1212，其中两两设于同一直线上，即，在进气主管1211的轴向两侧的各进气支管1212沿其轴向对称设置。当然，进气支管1212的数量并不以本实施方式中的为限，可根据需要灵活设置。

继续参看图2所示，本实用新型中优选设有八个文丘里管122，八个文丘里管122分别连接于进气主管1211以及六个进气支管1212，且八个文丘里管122沿筒体111的径向均匀布置，可以理解地，文丘里管122的数量也不限于八个，可根据需要灵活设置。由于沿筒体111的径向均匀布置有多个文丘里管122，因此放射性气体进入外壳体110后能够充分、均匀地与其内的水洗液混合，以除去大部分气溶胶颗粒、放射性碘，衰变热也在该水洗阶段被吸收。更进一步地，若在水洗液中添加NaOH和Na₂S₂O₃，则水洗段可滞留事故气流中的放射性卤素。

下面参看图3所示，每个文丘里管122均包括依次设置的法兰1221、收缩段1222、直管段1223、扩张段1224、出口管1225、连接板1226以及盖板1227，直管段1223连接有多个呈放射状布置的自吸管1228。其中，法兰1221上开设有连接孔，通过法兰1221将文丘里管122连接于进气主管1211以及进气支管1212上，出口管1225的顶部连接有多个间隔设置的连接板1226，各连接板1226相对于出口管1225向外倾斜，各连接板1226的顶部连接盖板1227，盖板1227优选呈弧形结构，气体由各连接板1226之间的间隙排除。

下面结合图1、图4-7所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，除雾机构130包括第一除雾板131及第二除雾板132，两者的结构相同，两者间隔地安装于筒体111的大致中部且呈90°交叉布置，气体由下往上依次经过第二除雾板132、第一除雾板131时实现气液分离，由于两者的交叉布置可以有效地进行气液分离，同时能够使气体更均布，使气体均匀地上升至金属纤维过滤器140。

结合图5-7所示，以第一除雾板131为例，其具有相对设置的第一层1311及第二层1312，第一层1311、第二层1312均有多个沿x方向间隔设置的板件构成，每个板件都呈矩形结构，且每个板件的长度沿y方向延伸，在两个板件之间的间隙内形成有多个通孔1313(见图6-7所示)；另外，第一层1311、第二层1312通过固定件1314安装于筒体111的内壁。本实用新型中，固定件1314优选为角钢，但不限于此。

结合图4-7所示，当第一除雾板131、第二除雾板132安装于筒体111内后，第一除雾板131、第二除雾板132上的板件的延伸方向相垂直，例如，第一除雾板131上的板件的长度沿图5中的y方向延伸，则第二除雾板132上的板件的长度沿图5中的x方向延伸，从而实现两者之间的90°交叉布置。

再次参看图1所示，在一种更优选的实施方式中，还可以在第一除雾板131、所述第二除雾板132之间填充填料，以进一步加强气液分离效果。

下面结合图1、图8-11所示，所述金属纤维过滤器140安装于筒体111的顶部，其包括沿筒体111的径向依次设置并相互连通的预过滤室141、中间室142、主过滤室143、出口室144，并且出口室144通过出口接管1442连接于上封头112的气体出口，气体依次通过预过滤室141、中间室142、主过滤室143时，先由预过滤室141进行气液分离，然后在中间室142聚集液体并使之回流至下端溶液中，再由主过滤室143进行精过滤以去除微小气溶胶，之后，进入出口室144并沿其上升，最后通过出口接管1442排除至外壳体110之外。

更具体地，本实用新型中的金属纤维过滤器140，仅设置一个出口室144，但预过滤室141、中间室142、主过滤室143均设有两个，其中，出口室144设于中部，在其两相对侧分别依次设置主过滤室143、中间室142、预过滤室141，这样，由出口室144的两侧进气，依次经过预过滤室141、中间室142、主过滤室143的处理后聚集于出口室144，再由出口室144的上部排出，两侧进气及过滤的方式，可以增大过滤面积，有效提高过滤效率。

下面参看图9-11所示，所述预过滤室141包括第一框架1411、两个第一多孔板1412以及第一滤网1413，其中一个第一多孔板1412呈平面结构，另一个第一多孔板1412呈弯折状，两第一多孔板1412间隔地安装于第一框架1411上以使两者之间形成一容纳空间，第一滤网1413设于所述容纳空间内。当然，并不限于通过两个第一多孔板1412来安装第一滤网1413，仅设置一个第一多孔板1412同样可以实现第一滤网1413的安装。

对应地，主过滤室143包括第二框架1431、第二多孔板1432以及第二滤网1433，其中，第二多孔板1432仅设置一个且为平面结构，其安装于第二框架1431上后，将第二滤网1433安装于其一个侧面；并且，当金属纤维过滤器140安装完成后，该第二多孔板1432与预过滤室141的呈平面结构的第一多孔板1412平行设置(见图11)。

本实用新型中，预过滤室141的第一滤网1413的过滤孔孔径大于主过滤室143的第二滤网1433的过滤孔孔径，这样，预过滤室141进行预过滤后，再由主过滤室143进行精过滤，以提高过滤效果。在一种优选实施方式中，第一滤网1413采用8～30μm的316L金属丝烧结而成，第二滤网1433采用2μm的316L金属丝烧结而成，使主过滤室可过滤0.1μm～0.3μm微小气溶胶，实现精过滤。当然，第一滤网1413、第二滤网1433可根据需要采用其他孔径的金属丝烧结形成。

继续参看图9-11所示，中间室142具有一中间室框架1421，其连接于第一框架1411、第二框架1431之间，其侧面与预过滤室141、主过滤室143相连通，并且两个中间室142的底部可以通过管道连通，其主要作用是聚集液体并使之回流至下端溶液中。对应地，出口室144具有出口室框架1441，其两侧分别与两个第二框架1431相连，并且两侧分别与两个主过滤室143相连通，同时其顶部安装有出口接管1442，该出口接管1442连接至上封头112的气体出口(见图1所示)。

结合图8-11所示，当气体沿筒体111上升到金属纤维过滤器140时，先由其两侧进入预过滤室141，经过第一滤网1413时主要进行气液分离，之后气体进入中间室142以聚集液体，液体通过其底部的管道回流至下端溶液中，然后气体进入主过滤室143，通过第二滤网1433过滤0.1μm～0.3μm的微小气溶胶，从而提高效率精度，过滤后的气体进入出口室144聚集并由其顶部的出口接管1442排出。

下面结合图1、图12所示，本实用新型的一体化过滤装置100还包括支撑机构150，其包括呈弧形结构的第一支撑件151及呈条形结构的第二支撑件152，两第一支撑件151相对地固定于筒体111的内壁，多个第二支撑件152分别固定于两第一支撑件151，为加强支撑性，还可以在第二支撑件152之间连接与之交错设置的第三支撑件153，通过第二支撑件152、第三支撑件153来支撑金属纤维过滤器140。其中，第一支撑件151优选为角钢，第二支撑件152、第三支撑件153优选为支撑槽钢，但并不以此为限。

下面结合图1-12所示，对本实用新型之一体化过滤装置100的工作原理进行说明。

在未使用状态下，外壳体110内盛有水洗液，进气主管1211、进气支管1212以及文丘里管122均浸入水洗液中。

当放射性气体通过进气主管1211进入外壳体110内之后，气体由进气支管1212以及八个文丘里管122排入水洗液中，进入水洗段，在该阶段主要实现气液充分混合，并滞留大颗粒气溶胶、放射性碘和放射性卤素，同时吸收衰变热。气流被水洗时，由于汽液之间明显的速度差，水洗段的溶液会发生雾化，随气流上升的液滴在经过依次设置的第二除雾板132、第一除雾板131时会被吸收，即，此时进入除雾段，除雾段的主要作用一方面是实现气液分离，另一方面是使气体均布。经过除雾段处理的气体继续上升以进入过滤段，具体地，气体流经金属纤维过滤器140时，从侧面进入并依次经过预过滤室141、中间室142、主过滤室143，在预过滤室141主要进行气液分离，中间室142聚集液体并使之回流至下端溶液中，主过滤室143可过滤0.1μm～0.3μm的微小气溶胶，过滤之后的气体聚集在出口室144并由其顶部的出口接管1442排出，大大提高过滤效率以及过滤精度。

综上，由于本实用新型的一体化过滤装置100，在其外壳体110内依次安装有进气机构120、除雾机构130、金属纤维过滤器140，其中，进气机构120具有沿外壳体110的径向均匀布置且其出口均位于上方的多个文丘里管122，除雾机构130包括至少一个除雾板，除雾板的外径与外壳体110的内径相对应且其上设有通孔，而金属纤维过滤器140设有多个过滤室及一出口室144。放射性气体经文丘里管122进入外壳体110内后，首先进入水洗段以实现气液充分混合，并滞留大颗粒气溶胶、放射性碘和放射性卤素，再通过除雾板实现气液有效分离以及气体均布，最后由金属纤维过滤器140再次进行气液分离以及微小气溶胶颗粒的过滤，以使气体达到排放标准。首先，由于将水洗段、除雾段、过滤段集成于一个外壳体110内，结构紧凑，空间占位小，可灵活布置，并且管路少，运维简单；其次，通过除雾板的设置以及金属纤维过滤器140的多个过滤室的设置，有效提高过滤效率并保证过滤精度。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种一体化过滤装置，其特征在于，包括：

外壳体；

进气机构，其包括安装于所述外壳体内的进气管及安装于所述进气管并与之相连通的多个文丘里管，各所述文丘里管沿所述外壳体的径向均匀布置且其出口均位于所述进气管的上方；

除雾机构，其包括安装于所述文丘里管上方的至少一个除雾板，所述除雾板的外径与所述外壳体的内径相对应且其上设有通孔；

金属纤维过滤器，其安装于所述除雾板的上方并设有多个过滤室及一出口室，经所述过滤室过滤的气体通过所述出口室排除至所述外壳体之外。

2.如权利要求1所述的一体化过滤装置，其特征在于，所述除雾机构包括相间隔安装的第一除雾板及第二除雾板，所述第一除雾板、所述第二除雾板呈90°交叉布置。

3.如权利要求2所述的一体化过滤装置，其特征在于，所述除雾机构还包括填充于所述第一除雾板、所述第二除雾板之间的填料。

4.如权利要求1所述的一体化过滤装置，其特征在于，所述金属纤维过滤器包括沿所述外壳体的径向依次设置并相互连通的预过滤室、中间室、主过滤室，且所述主过滤室与所述出口室相连通，气体依次经所述预过滤室、所述中间室、所述主过滤室处理后进入所述出口室。

5.如权利要求4所述的一体化过滤装置，其特征在于，所述出口室沿所述外壳体的轴向设置，且其侧壁与所述主过滤室相连通，过滤后的气体由侧壁进入所述出口室并从其顶部排出。

6.如权利要求4所述的一体化过滤装置，其特征在于，所述预过滤室设有第一滤网，所述主过滤室设有第二滤网，所述第一滤网的过滤孔孔径大于所述第二滤网的过滤孔孔径。

7.如权利要求6所述的一体化过滤装置，其特征在于，所述预过滤室还包括用于安装所述第一滤网的第一框架，所述主过滤室还包括用于安装所述第二滤网的第二框架，所述第一框架、所述第二框架分别安装于所述中间室的两侧。

8.如权利要求1所述的一体化过滤装置，其特征在于，还包括支撑机构，其包括呈弧形结构的第一支撑件及呈条形结构的第二支撑件，所述第一支撑件固定于所述外壳体的内壁，所述第二支撑件固定于所述第一支撑件并用于安装所述金属纤维过滤器。

9.如权利要求1所述的一体化过滤装置，其特征在于，所述进气管包括进气主管及与之相连通的多个进气支管，所述进气主管沿所述外壳体径向布置且其一端伸出于所述外壳体之外，各所述进气支管均垂直于所述进气主管设置，各所述文丘里管分别连接于所述进气主管、所述进气支管。

10.如权利要求1或9所述的一体化过滤装置，其特征在于，每一所述文丘里管均包括依次设置的收缩段、直管段及扩张段，所述收缩段连接于所述进气管，所述扩张段的端部形成出口，且所述直管段连接有多个自吸管。

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