一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置制造方法
【专利摘要】一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，包括液氮槽和置于其内部的活性碳床，所述活性碳床通过吊竿吊拉在液氮槽上封头上，液氮槽上封头与液氮槽采用液氮槽法兰盖连接，在活性碳床内的上部和下部分别设置有上支撑孔板和下支撑孔板，在活性碳床的活性碳床筒体外周环绕有螺旋管，从液氮槽上封头外伸入的氦气入口管与螺旋管的顶部相连通，螺旋管底部与活性碳床的底部相连通，在活性碳床顶部的氦气出口管上增加π形弯；本发明解决了低温时管道热胀冷缩的问题，具有流动阻力小、吸附效果好、便于维修、结构紧凑等优点。
【专利说明】一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及放射性惰性气体的处理【技术领域】，具体涉及一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置。
【背景技术】
[0002]高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的反应堆，是一种具有固有安全性、发电效率高、用途极为广泛的先进核反应堆。在核电站的正常运行期间，由于反应堆内部原子核的裂变，将产生放射性惰性气体(主要为氪和氙)。放射性惰性气体采用常温或者接近常温的吸附方法是难于收集的。为尽量减少放射性惰性气体的排放，必须对其进行吸附收集，降低对环境的放射性危害。
【发明内容】
[0003]为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，解决了低温时管道热胀冷缩的问题，具有流动阻力小、吸附效果好、便于维修、结构紧凑等优点。
[0004]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，包括液氮槽8和置于其内部的活性碳床16，所述活性碳床16通过吊竿7吊拉在液氮槽上封头4上，液氮槽上封头4与液氮槽8采用液氮槽法兰盖6连接，在活性碳床16内的上部和下部分别设置有上支撑孔板18和下支撑孔板14，在活性碳床16的活性碳床筒体12外周环绕有螺旋管17，从液氮槽上封头4外伸入的氦气入口管3与螺旋管17的顶部相连通，螺旋管17底部与活性碳床16的底部相连通，在活性碳床16顶部的氦气出口管2上增加π形弯。
[0006]所述活性碳床16内的活性炭13采用堆积床结构。
[0007]所述液氮槽上封头4和液氮槽法兰盖6间填充有绝热填料5。
[0008]在所述下支撑孔板14的上方设置有目数依次增大的三层筛网，在所述上支撑孔板18下方也设置有目数依次增大的三层筛网。
[0009]在所述液氮槽8的液氮槽外壳9和液氮槽内壳11间设置有采用包扎多层铝箔反射层结构的真空绝热填料10。
[0010]所述装置除了能吸附放射性惰性气体，还能够吸附氧、氮、一氧化碳和甲烷。
[0011]本发明和现有技术相比，具有如下优点:
[0012]1、本发明活性碳床16通过吊竿7吊拉在液氮槽上封头4上，液氮槽上封头4与液氮槽8采用液氮槽法兰盖6与螺栓连接，这种结构便于维修。维修时，松开6与8之间的螺母，直接可以将活性炭床吊出液氮槽进行维修。
[0013]2、在活性碳床16的活性碳床筒体12外周环绕有螺旋管17，使得氦气进入活性炭床之前，被充分冷却至-196度，从而保证了良好的吸附效果。
[0014]3、在活性碳床16顶部的氦气出口管2上增加π形弯，解决了低温热胀冷缩的问题。
[0015]4、活性碳床16内的活性炭采用堆积床结构，一般采用椰壳活性炭，活性炭床设计空速为2.2h-1，较低的空速可以使得杂质被充分吸附而被净化，并且设备流动阻力小。
[0016]5、液氮槽上封头4和液氮槽法兰盖6间填充有绝热填料5，减少了冷量损失，提高了经济性。
[0017]6、由于活性炭床16中填充的活性炭为不规则形状颗粒，尺寸一般为10~16目。为了防止活性炭颗粒漏过下支撑孔板14，堵塞氦气管道，在下支撑孔板14上方增加了筛网，另外由于堆积的活性炭重量大，为了保证筛网具有一定的强度，采用三层筛网结构，筛网的目数依次增大。该设计既防止了活性炭漏出，又保证了筛网的强度。在活性炭床上部的上支撑孔板18下方也对应增加了筛网，目的是防止氦气带走活性炭粉尘，而造成污染。
[0018]7、液氮槽8中的真空绝热填料10采用包扎多层铝箔反射层结构，相对传统的珠光砂填料，这种方法可以使得设备体积小，结构紧凑，经济性高。
[0019]8、本发明装置除了能吸附放射性惰性气体，还能够吸附氧、氮、一氧化碳和甲烷等其他杂质。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的结构示意图。
[0021]图2为图1中A处的放大图。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。
[0023]如图1所示，本发明一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，包括液氮槽8和置于其内部的活性碳床16，所述液氮槽8底部设有液氮进口管15，顶部设有氮气排出管1，所述活性碳床16通过吊竿7吊拉在液氮槽上封头4上，液氮槽上封头4与液氮槽8采用液氮槽法兰盖6连接，在活性碳床16内的上部和下部分别设置有上支撑孔板18和下支撑孔板14，在活性碳床16的活性碳床筒体12外周环绕有螺旋管17，从液氮槽上封头4外伸入的氦气入口管3与螺旋管17的顶部相连通，螺旋管17底部与活性碳床16的底部相连通，在活性碳床16顶部的氦气出口管2上有凸起的一段，即有一 π形弯。
[0024]作为本发明的优选实施方式，所述活性碳床16内的活性炭13采用堆积床结构。
[0025]作为本发明的优选实施方式，所述液氮槽上封头4和液氮槽法兰盖6间填充有绝热填料5。
[0026]作为本发明的优选实施方式，在所述液氮槽8的液氮槽外壳9和液氮槽内壳11间设置有采用包扎多层铝箔反射层结构的真空绝热填料10。
[0027]如图2所示，作为本发明的优选实施方式，在所述下支撑孔板14的上方设置有目数依次增大的三层筛网，在所述上支撑孔板18下方也设置有目数依次增大的三层筛网。如图中在下支撑孔板14的上方依次设置有目数依次增大的第一层筛网19、第二层筛网20和第三层筛网21。
[0028]本发明的工作原理为:正常运行时，通过液氮槽8底部液氮进口管15向液氮槽8注满液氮，整个活性炭床16将浸泡在液氮中。氦气从装置上部的氦气入口管3进入，首先通过环绕在活性炭13周围的螺旋管17，被降温至-196度，然后从活性碳床16的底部进入活性炭床。经过其底部的下支撑孔板14以及三层筛网后，进入活性炭床16，放射性惰性气体被活性炭吸附。氦气从上部氦气出口管2流出。在运行过程中，由于热交换，液氮蒸发产生的氮气，经过装置上部的氮气排出管I排出。
【权利要求】
1.一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，包括液氮槽(8)和置于其内部的活性碳床(16)，其特征在于:所述活性碳床(16)通过吊竿(7)吊拉在液氮槽上封头(4)上，液氮槽上封头(4)与液氮槽(8)采用液氮槽法兰盖(6)连接，在活性碳床(16)内的上部和下部分别设置有上支撑孔板(18)和下支撑孔板(14)，在活性碳床(16)的活性碳床筒体(12)外周环绕有螺旋管(17)，从液氮槽上封头(4)外伸入的氦气入口管(3)与螺旋管(17)的顶部相连通，螺旋管(17)底部与活性碳床(16)的底部相连通，在活性碳床(16)顶部的氦气出口管(2)上增加π形弯。
2.根据权利要求1所述的一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，其特征在于:所述活性碳床(16)内的活性炭(13)采用堆积床结构。
3.根据权利要求1所述的一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，其特征在于:所述液氮槽上封头(4)和液氮槽法兰盖(6)间填充有绝热填料(5)。
4.根据权利要求1所述的一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，其特征在于:在所述下支撑孔板(14)的上方设置有目数依次增大的三层筛网，在所述上支撑孔板(18)下方也设置有目数依次增大的三层筛网。
5.根据权利要求1所述的一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，其特征在于:在所述液氮槽(8)的液氮槽外壳(9)和液氮槽内壳(11)间设置有采用包扎多层铝箔反射层结构的真空绝热填料(10 )。
6.根据权利要求1所述的一种处理放射性惰性气体的低温活性炭吸附装置，其特征在于:所述装置除了能吸附放射性惰性气体，还能够吸附氧、氮、一氧化碳和甲烷。
【文档编号】B01D53/04GK103845986SQ201410036646
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】银华强, 何学东, 常华, 姚梅生, 刘庆 申请人:清华大学