用于核电厂的吸附实验装置的制作方法

1.本实用新型属于核岛通风空调系统技术领域，尤其涉及一种用于核电厂的吸附实验装置。


背景技术：

2.核电厂核反应堆在运行或严重事故条件下会产生放射性裂变产物，放射性碘是非常重要的一种放射性裂变产物。反应堆中的碘会以单质碘、无机碘化物、有机碘化物等形式随着反应堆冷却剂的运动释放到其它系统，如果其泄露到外部环境中，会对外部环境产生严重的威胁，对人身安全造成很严重的危害。因此核设施在过滤排放系统中的气体处理系统中设置碘吸附器对废气中的放射性碘进行吸附净化。为了确保核空气净化系统的安全可靠运行，并使核设施通风系统的排风符合国家相关标准要求的流出物排放限值，必须保证碘吸附器内的活性炭吸附剂可以对放射性的碘进行有效的祛除。
3.由于甲基碘是一种祛除难度极大的碘形态，因此使用甲基碘作为示踪剂进行效率试验得出的结果最具说服力。碘吸附器主要依靠内部的吸附剂层对放射性碘进行祛除。因此，吸附剂层的介质种类，布置方式，吸附剂层密度，吸附剂层厚度等因素都会对放射性甲基碘的祛除产生一定的影响。传统实验装置在研究吸附剂层厚度对放射性甲基碘祛除的影响时，只能得到吸附器整体厚度对放射性甲基碘祛除的影响，但是不能得到吸附器中不同深度位置处的吸附剂层对放射性甲基碘的吸附效率。如果能得到不同深度位置处的吸附剂层对放射性甲基碘的祛除能力，就可以根据其结果对碘吸附器进行优化，使其能更有效的对放射性甲基碘进行祛除基础上降低碳层的厚度等，从而获得经济利益。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种用于核电厂的吸附实验装置，旨在如何得到不同深度位置处的吸附剂对放射性甲基碘祛除能力的问题。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种用于核电厂的吸附实验装置，用于对目标气体进行吸附，所述用于核电厂的吸附实验装置包括：
6.吸附器，包括壳体结构和呈镂空状态设置的吸附结构，所述壳体结构开设有用于输送所述目标气体的输气通道；所述吸附结构设于所述输气通道内且用于吸附所述目标气体；
7.其中，所述吸附器设置有多个，各所述壳体结构依次层叠并呈线性设置，且各所述输气通道依次密封对接，所述目标气体于首端的壳体结构流入对应的所述输气通道，并于尾端的壳体结构流出对应的所述输气通道，且所述目标气体依次流经各所述吸附结构。
8.在一个实施例中，所述吸附结构包括两孔板筛网组件和一吸附剂层；两所述孔板筛网组件分别设于所述输气通道的上下端并封住所述输气通道的对应端；所述吸附剂层填充于两所述孔板筛网组件之间，两所述孔板筛网组件压紧并密封所述吸附剂层。
9.在一个实施例中，所述孔板筛网组件包括密封环、孔板以及分子筛网，所述孔板两
侧面贯穿有复数个孔道；所述分子筛网贴于所述孔板的一侧面；所述密封环套设于所述孔板和所述分子筛网的圆周侧面。
10.在一个实施例中，位于所述输气通道下端的孔板筛网组件直径小于位于所述输气通道上端的孔板筛网组件直径，且两所述孔板筛网组件上的分子筛网均贴合所述吸附剂层排布。
11.在一个实施例中，所述吸附剂层由活性炭吸附剂构成。
12.在一个实施例中，所述用于核电厂的吸附实验装置还包括连接结构，所述连接结构包括螺栓和螺母，所述壳体结构为法兰盘，所述法兰盘上下表面贯穿有通孔，所述螺栓穿过各所述法兰盘上的通孔；所述螺母螺纹连接所述螺栓的螺纹段，以使各所述法兰盘依次连接。
13.在一个实施例中，相邻所述吸附器之间夹设有密封圈。
14.在一个实施例中，位于两端的所述吸附器外侧面上均连接有堵头，所述堵头上沿所述输气通道轴向方向开设有气道，所述气道的一端与所述输气通道连通，所述气道的另一端与所述废气排放系统连接。
15.在一个实施例中，所述堵头包括依次连接的变径管、喉部直管以及连接法兰；所述气道轴向贯穿所述变径管、所述喉部直管和所述连接法兰；所述变径管连接所述吸附器，且位于所述变径管内的所述气道于所述变径管往所述喉部直管方向逐渐缩小；所述连接法兰一端与所述废气排放系统连接
16.在一个实施例中，所述变径管内的所述气道的最大孔径与所述输气通道的孔径相同；所述喉部直管内的所述气道孔径与所述变径管内的所述气道的最小孔径相同；且所述变径管加所述喉部直管的长度是所述喉部直管内的所述气道孔径的5-15倍。
17.本技术的有益效果在于：通过将多个吸附器串接在一起形成吸附实验装置，且吸附器的数量根据需求和理论来设定；含甲基碘的废气从连接废气排放系统的吸附器内输气通道一端排入，各级吸附器内的吸附结构对废气中的甲基碘进行吸收，后续再通过对各个位置上的吸附结构的吸附效率进行检测，得到实验装置中不同深度的吸附器对甲基碘祛除的能力分布，从而根据检测的情况来优化甲基碘过滤器和滞留床的过滤技术。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例的立体图；
20.图2为本技术实施例的主视图；
21.图3为本技术实施例的分解图；
22.图4为本技术实施例中吸附器的剖视图；
23.图5为本技术实施例中孔板筛网组件的分解图。
24.其中，图中各附图标记：
25.10、连接结构
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11、螺栓
26.12、螺母
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20、吸附器
27.21、壳体结构(法兰盘)
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211、主体部
28.212、凸头部
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201、输气通道
29.202、通孔
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203、安装槽
30.22、吸附结构
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221、孔板筛网组件
31.2211、密封环
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2212、孔板
32.2213、分子筛网
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222、吸附剂层
33.30、密封圈
34.40、堵头
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41、变径管
35.42、喉部直管
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43、连接法兰
36.401、气道。
具体实施方式
37.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
39.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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技术和简化描述，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技术的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.请参阅图1至图5，本技术实施例提供了一种用于核电厂的吸附实验装置，用于对目标气体进行吸附，所述用于核电厂的吸附实验装置包括：
42.吸附器20，包括壳体结构21和呈镂空状态设置的吸附结构22，壳体结构21开设有用于输送所述目标气体的输气通道201；吸附结构22设于输气通道201内且用于吸附目标气体。
43.其中，吸附器20设置有多个，各壳体结构21依次层叠并呈线性设置，且各输气通道201依次密封对接，目标气体于首端的壳体结构21流入对应的输气通道201，并于尾端的壳体结构21流出对应的所述输气通道201，且目标气体依次流经各所述吸附结构22。通过将多个吸附器20串接，且连接排放系统端的吸附器20为第一级吸附器，串联在第一级吸附器另一端的为第二级吸附器，依此类推，且依据实际情况和理论可以设置任意级和任意厚度的实验装置。本实验装置一般用于甲基碘排放系统中，再通过对每级的吸附器20的吸附效率进行检测，从而得到实验装置中不同深度的吸附器20对放射性甲基碘祛除的能力分布，从
而根据检测的情况来优化碘过滤器和滞留床的过滤技术。当然，该实验装置不局限于对放射性甲基碘的吸附，也可以对其它的放射性惰性气体，例如氡、氩、氪等放射性核素或非放射性有机气体进行吸附，例如，苯、甲醛，四氯化碳等有机气体。
44.如图1至图3所示，作为本技术的一个示例，6个吸附器20串接在一起，形成一个6级吸附器实验装置，从而对实验装置中放射性甲基碘进行吸附，从而可检测实验装置中6个不同深度位置对放射性甲基碘的吸附效率。含有放射性甲基碘废气通过第一级吸附器20上的输气通道201一端进入输气通道20内，然后依次经过各吸附结构22，最后废气从最后一级吸附器20的输气通道排出。各吸附结构22对废气中的放射性甲基碘进行吸收，一般来说，废气中放射性甲基碘的含量每经过一级吸附结构22吸附就会减少。
45.如图4所示，作为一个实施例，吸附结构22包括两孔板筛网组件221和一吸附剂层222；两孔板筛网组件分别设于输气通道201的上下端并封住所述输气通道201的对应端。吸附剂层222填充于两孔板筛网组件221之间，两孔板筛网组件221压紧并密封吸附剂层222。通过两层孔板筛网组件221对吸附剂层222进行密封，进而避免吸附剂层222的泄露，同时两层孔板筛网组件221的设计可以保证气流顺利通过吸附器20。
46.如图5所示，作为一个实施例，所述孔板筛网组件221包括密封环2211、孔板2212以及分子筛网2213，所述孔板2211两侧面贯穿有复数个孔道；所述分子筛网贴于所述孔板2211的一侧面；所述密封环2211套设于所述孔板2212和所述分子筛网2213的圆周侧面。组装时，先将分子筛网2213放置在密封环2211上，再使用孔板2212将其压紧贴合在密封环2211上从而组成孔板筛网组件221。可选地，密封环2211和孔板2212由不锈钢材质制成，其具有优良的耐腐蚀性；分子筛网2213由复合材料制成，有大量的穿透性小孔通道，具有优良的透气能力。
47.作为一个实施例，位于所述输气通道201下端的孔板筛网组件221直径小于位于所述输气通道201上端的孔板筛网组件221直径，且两孔板筛网组件221上的分子筛网2213均贴合所述吸附剂层222排布。组装时，首先将尺寸较小的孔板筛网组件221(厚度为2mm，直径为25mm)未安装分子筛网2213面朝下放置在输气通道201底部，然后向输气通道201内填充吸附剂层222，吸附剂层222的厚度可根据不同的需求和理论进行调整；之后再将尺寸较大的孔板筛网组件221(厚度为2mm，直径为30mm)的安装分子筛网2213面压紧吸附剂层222。
48.可选地，吸附剂层222由活性炭吸附剂构成，且活性炭吸附剂层的厚度为10mm。当然，吸附剂层222材质不局限于活性炭吸附剂，可以根据研究的被吸附气体，选择不同材料的吸附剂，例如，还可以为无水氯化钙、碱石灰、硅胶、分子筛等各类吸附剂。
49.作为一个实施例，该装置还包括连接结构10，连接结构10包括螺栓11和螺母12，壳体结构21为法兰盘21，可选地，法兰盘21为不锈钢材质的法兰盘；所述法兰盘21上下表面贯穿有通孔202，所述螺栓11穿过各所述法兰盘21上的通孔202；所述螺母12螺纹连接所述螺栓的螺纹段，以使各所述法兰盘21依次连接。当然，各吸附器不局限于使用螺栓的方式连接，例如，通过在相邻的壳体结构21上分别设置内螺纹和外螺纹，通过螺纹连接也能实现各吸附器20的连接。且相邻吸附器20之间夹设有密封圈30，保证了相邻吸附器20之间的密封性，有效避免废气的泄露。
50.可选地，位于中间的法兰盘21包括主体部211以及凸设于主体部211一侧的凸头部212，输气通道201轴向贯穿凸头部212，主体部211内轴向开设有安装槽203，且安装槽203连
通输气通道201，安装槽203与凸头部212外形相适配，所以相邻吸附器20安装时，相邻的凸头部212会插入安装槽203中紧密安装，从而有效避免漏气。对应的，凸头部212对应输气通道201的上下端，设有台阶结构，便于孔板筛网组件221的安装。
51.位于两端的吸附器20外侧面上均连接有堵头40，堵头40可通过一体连接结构连接在吸附器20上，例如，堵头40焊接在吸附器20上。或者，堵头40可通过分体式连接结构连接在吸附器20上，例如，通过螺纹结构连接在一起。堵头40上沿输气通道201轴向方向开设有气道401，气道401的一端与输气通道201连通，气道401另一端与废气排放系统连通。废气经气道401后进入输气通道201内。
52.作为一个实施例，堵头40包括依次连接的变径管41、喉部直管42以及连接法兰43；气道401轴向贯穿所述变径管41、喉部直管42和连接法兰43。变径管41连接吸附器20，且位于变径管41内的气道401于变径管41往喉部直管方向42逐渐缩小；即废气进入变径管41的气道401后，气道401的孔径由进气方向逐渐增大，从而利于废气中的碘在气道401中扩散，然后均匀的进入输气通道201内。所述连接法兰43一端与所述废气排放系统连接，连接法兰43可通过卡箍、锁螺丝等方式与废气排放系统连接。
53.作为一个实施例，变径管41内的所述气道的最大孔径与输气通道201的孔径相同，可选地，变径管41内的气道401的最大孔径和输气通道201的孔径为25mm。所述喉部直管42内的所述气道401孔径与所述变径管41内的所述气道401的最小孔径相同，可选地，喉部直管42内的气道401孔径与变径管41内的气道401的最小孔径为6mm。且变径管41加喉部直管42的长度是喉部直管42内的气道401孔径的5-10倍，可选地，变径管41加喉部直管42的长度是喉部直管42内的气道401孔径的10倍。在实施例中，变径管41加喉部直管42的长度是60mm，是孔径为6mm气道401的10倍。这样的设计可以保证即使从气道401进气口送入甲基碘介质，也可以使甲基碘介质在进入输气通道201内时均匀的分布在吸附剂层222上，从而更利于对吸附剂层222对甲基碘吸附效率的检测。
54.本实验装置生产时，首先将变径管41、喉部直管42和连接法兰43依次焊接连接。之后将实验装置的两端的吸附器20与变径管41进行焊接。然后根据实验要求设置多个吸附器并进行连接，且相邻吸附器20之间通过密封圈30进行密封压紧保证实验时气流不会泄露。最后将连接起来的多级实验装置通过对应尺寸的长螺杆11进行连接固定。
55.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。