CN218636950U - 一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于机械设计技术领域，具体涉及一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置。本实用新型包括真空泵控制柜、真空泵、冷干机、冷水机、电加热器、DN50波纹管、加热器控制柜、无纸化记录仪、空压机，其中电加热器与控制柜通过电缆连接，电加热器以及控制柜组成加热再生模块，其上安装有无纸化记录仪；冷干机与冷水机通过管路连接，冷干机以及给其提供设冷水的冷水机组成冷却模块；真空泵控制柜与真空泵通过电缆连接，真空泵上连接有空压机，真空泵以及空压机组成抽真空模块；加热再生模块、冷却模块、抽真空模块通过管径DN50的波纹管相连。本实用新型使得活性炭含水量降低至1％以下，最终达到提高活性炭动态吸附系数。

Description

一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置

技术领域

本实用新型属于机械设计技术领域，具体涉及一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，尤其适用于核电厂滞留床中放射性活性炭的活化再生。

背景技术

核电站放射性气体处理系统的功能是去除核电站废气中放射性惰性气体氪、氙，其核心部件为滞留床中的活性炭。自调试以来，在系统运行过程中，滞留床前的湿度比较高(主系列最大7.63g/m³，相对湿度36％左右，辅助系列最大16.08g/m³，相对湿度76％左右)，一直高于设计值0.5g/m³。

据研究，活性炭吸附具有选择性，对水蒸汽会优先吸附，吸附饱和后对气流中其他物质的吸附性能将会下降。从图3曲线可以看出，湿度增大到10％，活性炭对氙吸附系数下降了50％左右。因此，湿度对活性炭吸附放射性氪、氙影响比较大。

核电站放射性气体处理系统滞留床运行手册中规定，活性炭吸附氪系数为14ml/g，吸附氙系数为280ml/g。当活性炭对氪、氙净化系数下降10％时，应进行更换。

活性炭湿度大，对机组安全稳定运行产生影响，尤其是在燃料有破损情况下，惰性气体扩散到冷却剂中，进入放射性气体处理系统滞留衰变，活性炭吸附性能下降，将引起滞留床后惰性气体浓度超标，惰性气体排放受限，只能通过减少废气量来降低滞留床后的惰性气体活度，导致一回路除气的时间拉长，机组从热态转向冷态的时间拉长，对大修关键路径可能带来冲击。当前，三代核电机组的放射性废气处理系统都采用活性炭滞留床去除核电站废气中放射性惰性气体氪、氙等，而活性炭吸附具有选择性，优先吸附水蒸汽，吸附饱和后对气流中其他物质的吸附性能将会下降。因此为满足系统运行要求，需对吸附性能下降的活性炭进行活化。而目前将活性炭卸出并去除水分的离线活化方式，风险高，容易造成损坏活性炭，不宜长期经常实施，且易产生大放射性固体废物，因此设计一种多功能活性炭在线活化装置，用于滞留床活性炭的在线活化。

国内同类压水堆中AP1000、华龙一号机组中惰性气体吸附排放系统采用滞留床活性炭，其设计中没有活性炭在线真空活化技术，俄罗斯VVER机组中还没有采用该技术，采用该装置，可以应对设计上在线活化技术的缺陷，可达到国际先进水平，在三代核电机组的放射性废气处理市场中占有较大比重。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，基于抽真空和加热可以减少活性炭含水量的原理，优化真空度、抽速、加热温度、加热流量等运行参数，使得活性炭含水量降低至1％以下，同时活性炭的硬度和粒度分布不发生改变，最终提高活性炭动态吸附系数。

本实用新型采用的技术方案：

一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，包括真空泵控制柜、真空泵、冷干机、冷水机、电加热器、DN50波纹管、加热器控制柜、无纸化记录仪、空压机，其中电加热器与控制柜通过电缆连接，电加热器以及控制柜组成加热再生模块，其上安装有无纸化记录仪；冷干机与冷水机通过管路连接，冷干机以及给其提供设冷水的冷水机组成冷却模块；真空泵控制柜与真空泵通过电缆连接，真空泵上连接有空压机，真空泵以及空压机组成抽真空模块；加热再生模块、冷却模块、抽真空模块通过管径DN50的波纹管相连。

所述冷水机同时与冷干机、真空泵连接，冷水机通过调节阀提供两路不同流量的冷却水，同时用于冷干机的冷却剂冷却和真空泵的设备冷却。

所述冷干机与电加热器连接，干燥压缩空气通过电加热器加热后通入活性炭吸附系统中，降低活性炭含水量，随后通过冷干机降温后排入大气。

所述冷干机与真空泵连接，活性炭吸附系统中的空气通过冷干机降温后进入真空泵，通过真空泵的抽真空动作对活性炭进行二次活化。

所述真空泵控制柜对抽速、真空度进行调节，保证活性炭吸附系统中真空度维持在1000±200Pa内波动。

所述加热器控制柜对加热温度、加热流量进行调节，使加热空气流量等于设计流量，加热温度维持在120±5℃内波动。

所述无纸化记录仪集成湿度计、热偶真空规、一体化温度变送器、压力变送器以及金属浮子流量计传感器，用于测定加热再生模块管道中气体的湿度、真空度、温度、压力值以及流量。

所述空压机为真空泵的内部气动阀提供动力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型提供的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，可以高效地降低滞留床活性炭的含水量，且不影响其原有硬度及粒度，较好地完成了设计任务；

(2)本实用新型提供的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，废旧活性炭在滞留床内就可完成活化再生，省却了卸料装料和搬运过程，减少了工作量；

(3)本实用新型提供的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，装置模块化设计，方便全套装置运输和现场安装；

(4)本实用新型提供的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，装置运行可不受机组运行的窗口限制，通过对活性炭系统上游进行简单隔离后即可实施，保证活性炭系统部分功能可用；

(5)本实用新型提供的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，使用加热和抽真空双重功能，更有效地降低了活性炭的含水量；

(6)本实用新型提供的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，使用统一配电柜对电路进行集成，提高了设备的用电安全性。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置三维视图；

图2为图1的后视图；

图3为吸附氙系数与湿度关系图；

图中：1.真空泵控制柜；2.真空泵；3.冷干机；4.冷水机；5电加热器；6.DN50波纹管；7.加热器控制柜；8.无纸化记录仪；9.空压机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，包括真空泵控制柜1、真空泵2、冷干机3、冷水机4、电加热器5、DN50波纹管6、加热器控制柜7、无纸化记录仪8、空压机9，其中电加热器5与控制柜7通过电缆连接，电加热器5以及控制柜7组成加热再生模块；冷干机3与冷水机4通过管路连接，冷干机3以及给其提供设冷水的冷水机4组成冷却模块；真空泵控制柜1与真空泵2通过电缆连接，真空泵2上连接有空压机9，真空泵2以及空压机9组成抽真空模块；加热再生模块、冷却模块、抽真空模块采用管径DN50的波纹管6相连，可以正常接入田湾核电站KPL31/32活性炭滞留床系统，若应用在其他活性炭吸附系统时，可按照其系统管径调整接入管径。

执行加热活化功能时，干燥压缩空气通过电加热器5加热后通入活性炭吸附系统中，降低活性炭含水量，随后通过冷干机3降温后排入大气。

执行抽真空活化功能时，活性炭吸附系统中的空气通过冷干机3降温后进入真空泵2，通过真空泵2的抽真空动作对活性炭进行二次活化，最终达到含水量1％以下的要求。

冷水机4设计采用调节阀提供两路不同流量的冷却水，同时用于冷干机3的冷却剂冷却和真空泵2的设备冷却。

真空泵控制柜1对抽速、真空度进行调节，保证活性炭吸附系统中真空度维持在1000±200Pa内波动。

加热器控制柜7对加热温度、加热流量进行调节，使加热空气流量等于设计流量，加热温度维持在120±5℃内波动。

无纸化记录仪8集成M20X1.5湿度计、ZJ-52T/KF16热偶真空规、SBWZ-4E-TS1一体化温度变送器、EJA530E压力变送器以及RFC-5001金属浮子流量计传感器等五种仪表，用于测定加热再生模块管道中气体的湿度、真空度、温度、压力值以及流量。

空压机9为真空泵2的内部气动阀提供动力。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：包括真空泵控制柜(1)、真空泵(2)、冷干机(3)、冷水机(4)、电加热器(5)、DN50波纹管(6)、加热器控制柜(7)、无纸化记录仪(8)、空压机(9)，其中电加热器(5)与控制柜(7)通过电缆连接，电加热器(5)以及控制柜(7)组成加热再生模块，其上安装有无纸化记录仪(8)；冷干机(3)与冷水机(4)通过管路连接，冷干机(3)以及给其提供设冷水的冷水机(4)组成冷却模块；真空泵控制柜(1)与真空泵(2)通过电缆连接，真空泵(2)上连接有空压机(9)，真空泵(2)以及空压机(9)组成抽真空模块；加热再生模块、冷却模块、抽真空模块通过管径DN50的波纹管(6)相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：所述冷水机(4)同时与冷干机(3)、真空泵(2)连接，冷水机(4)通过调节阀提供两路不同流量的冷却水，同时用于冷干机(3)的冷却剂冷却和真空泵(2)的设备冷却。

3.根据权利要求1所述的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：所述冷干机(3)通过活性炭吸附系统与电加热器(5)连接，干燥压缩空气通过电加热器(5)加热后通入活性炭吸附系统中，降低活性炭含水量，随后通过冷干机(3)降温后排入大气。

4.根据权利要求1所述的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：所述冷干机(3)与真空泵(2)连接，活性炭吸附系统中的空气通过冷干机(3)降温后进入真空泵(2)，通过真空泵(2)的抽真空动作对活性炭进行二次活化。

5.根据权利要求1所述的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：所述真空泵控制柜(1)对抽速、真空度进行调节，保证活性炭吸附系统中真空度维持在1000±200Pa内波动。

6.根据权利要求1所述的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：所述加热器控制柜(7)对加热温度、加热流量进行调节，使加热空气流量等于设计流量，加热温度维持在120±5℃内波动。

7.根据权利要求1所述的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：所述无纸化记录仪(8)集成湿度计、热偶真空规、一体化温度变送器、压力变送器以及金属浮子流量计传感器，用于测定加热再生模块管道中气体的湿度、真空度、温度、压力值以及流量。

8.根据权利要求1所述的一种用于核电厂活性炭吸附系统在线活化装置，其特征在于：所述空压机(9)为真空泵(2)的内部气动阀提供动力。

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