一种四片式核级高效空气过滤器的制作方法

1.本发明涉及核电厂通风系统领域，具体涉及一种四片式核级高效空气过滤器。


背景技术：

2.核级高效空气过滤器是核电厂通风系统的重要设备。它的主要功能是采用玻璃纤维过滤器对废气中放射性气溶胶进行过滤处理，确保核电站放射性排放符合环保要求。同时确保核电厂厂房内空气的放射性水平尽可能的低，并建立一个可控的温湿度环境，确保工作人员健康，及设备长期稳定运行。
3.核电机组运行期间，为保证控制区内存在的放射性物质不外泄到环境中，辐射控制区均设有专用的通风系统及空气过滤装置，以净化排放废气中的放射性气溶胶。目前其通风过滤器定期更换，更换下来的废弃过滤器均为一次使用，产生较大的放射性技术废物。
4.仅以秦山核电(包括九台运行机组)为例，在更换下来的通风过滤器中，高效粒子通风过滤器数量多(每年约产生1800个左右)，体积大(外形尺寸：610mm*610mm*292mm)，形成放射性废物体积约200立方米/年(未压缩整备)，对核电站废物管理产生比较大压力。
5.为减少相应的废物体积，必须对核级高效空气过滤器进行压缩处置，但因本体的金属框架所限，压缩比较低(仅为3:1)。故采取拆解措施：将滤芯及密封胶与金属框架分离；滤芯及密封胶压缩打包(具备较大的压缩比，12:1))；而金属框架清洁解控处置。
6.现有核级高效空气过滤器的缺点：
7.目前使用的核级高效空气过滤器为：金属框架铆接成型和滤芯整体密封胶灌封结构，一次性使用。弊端：废弃的过滤器，若不拆解，体积巨大，暂存压力大；若按国家政策直接填埋处置，处置费用高。
8.目前国内金属框架复用的核级高效空气过滤器连接方式为：滤芯与金属框架之间通过螺接，或铆接，或粘接的方式装配，金属框架是由金属板焊接，或铆接成型的前后贯通的腔体，滤芯由包覆材料和滤料组成。其中包覆材料的前后两侧分别设有平行分布的通孔，与通孔相对的包覆材料的内侧通过密封胶粘接滤芯。
9.(1)过滤器滤芯与外壳之间通过螺接，或铆接，或粘接的方式装配。拆解时需拆解铆钉部分，拆除困难。禁锢滤芯的桥板是预埋螺钉，在拆解时易导致使金属框架变形严重；且预埋螺钉是涉核废物，无法复用，必须清除，增加相当大的工作量。
10.(2)金属框架是由金属板焊接或铆接成型的前后贯通的腔体，壳体制作过程复杂；无法彻底拆解成体积更小的单片状，增加了固废的体积，如果进一步破拆又增加工作量。
11.(3)现有金属框架复用的核级高效空气过滤器组装分为：滤芯的前期粘接组装，包覆材料的组装，后期的滤芯禁锢桥板和外框的连接组装。其组装过程操作复杂，易造成密封性差，无法达到使用要求。
12.(4)现有金属框架复用的核级高效空气过滤器的滤芯由包覆材料和滤料组成，包覆材料采用金属纤维烧结毡，增加了过滤器的重量。核电站根据相应安装台架的技术特性，要求：单台核级高效空气过滤器的重量不超过25kg。
13.(5)滤芯的包覆材料采用金属纤维烧结毡，此种材料虽较金属板材密度小，但其在运行中必然接触系统介质，为涉核废物，若与滤芯一同作为废料压缩处理，压缩比低，反使放射性废物体积增加，与废物最小化的初衷背道而驰。
14.(6)目前，现有金属框架复用的核级高效空气过滤器在核电厂没有使用。


技术实现要素：

15.1、目的：
16.为降低废弃核级高效空气过滤器的固废体积及产生量，秦山核电下属的中核核电运行管理有限公司(以下简称中核运行)与德州艾荷过滤设备有限公司(以下简称德州艾荷)共同设计开发了符合相关国家标准(gb/t 17939
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2015)的新型核级高效空气过滤器产品“一种金属框架无损拆解并可复用的四片式核级高效空气过滤器”。
17.2、技术方案：
18.一种四片式核级高效空气过滤器，包括壳体和滤芯；壳体有上侧板，下侧板，进风面板，出风面板通过扁平螺丝连接而成；进风面板上有进风侧椭圆条形孔，出风面板上有出风侧椭圆条形孔。
19.所述的有出风侧椭圆条形孔和进风侧椭圆条形孔的翻边在框体内形成卡槽结构。
20.所述的进风面板和出风面板的卡槽交叉对于安装滤芯，使滤芯形成v形结构。
21.所述的滤芯为玻纤滤芯。
22.所述的进风面板上两侧面有进风面板压痕；进风面板压痕侧面有折弯，折弯内部采用压铆螺母的形式。
23.所述的出风侧椭圆条形孔为间断的三条拉伸孔。
24.所述的进风面板和出风面板为一次成型的椭圆条形孔翻边。
25.3、效果：
26.根据核电站的实际需求及现有核级高效空气过滤器的不足，设计了一种通过改变过滤器的结构形式，进而使金属框架经无损拆解，无损去除滤芯、密封胶，再次灌装后使用的四片式核级高效空气过滤器。2016年至今，该产品的在线运行验证，完全达到了预期效果。
附图说明
27.图1扁平头螺丝松结构图
28.图2一种金属框架无损拆解并可复用的四片式核级高效空气过滤器整体结构图
29.图3出风面板三视图
30.图4进风侧一次成型的椭圆条形孔结构图
31.图5进风面板压痕结构图
32.图中：1、进风面板；2、出风面板；3、上侧板；4、下侧板；5、把手；6滤芯；7、扁平头螺丝松；8、出风侧椭圆条形孔；9、进风侧椭圆条形孔；10、进风面板压痕；
具体实施方式
33.根据现有金属框架复用的核级高效空气过滤器的缺点和不足,设计开发了一种通
过改变过滤器的结构形式，进而使金属框架经无损拆解，无损去除滤芯、密封胶，再次安装后使用的四片式核级高效空气过滤器。
34.该过滤器包括：壳体和滤芯6。壳体具有分离式结构；壳体由上侧板3、下侧板4、进风面板1、出风面板2通过扁平螺丝7连接而成；进风面板1和出风面板2采用一次成型的椭圆条形孔翻边技术，形成若干出风侧椭圆条形孔8、进风侧椭圆条形孔9。这种结构不但增加了面板的强度，且简易实用；加工上实现了模具一体成型，制作过程简单。
35.如图4所示，出风侧椭圆条形孔8、进风侧椭圆条形孔9的翻边在框体内形成卡槽结构，进风面板1和出风面板2的卡槽交叉对应安装滤芯6，使滤芯6形成多v结构；每个v型结构便是空气过滤单元，空气由进风面板1的进风侧椭圆条形孔9进入v型过滤单元，通过滤芯6进行空气过滤。
36.如图1、图2所示，连接采用扁平螺丝7连接，将4个单片制作为拼接结构，此结构更容易组装和拆解，并且拆解后为单片状。在复用过程中如果单个单片损坏可以直接更换。拆解时利用专用扳手和螺丝刀将扁平头螺丝7松开即可，卸掉的螺丝亦可收集复用。由于能够充分拆解成(进风面板1、出风面板2、上侧板3、下侧板4、)四个单片状，其又均可无损去除滤芯6、密封胶，最终复用次数估计可达十次以上。
37.如图3所示，为防止出风面板两侧在复用过程变形，将出风侧椭圆条形孔8变为间断的三条拉伸孔；出风侧椭圆条形孔8间断部分增强了出风面板的抗横向变形性能；而条形拉伸孔本身增强了抗纵向变形性能；使面板的抗变形性能加强。
38.如图5所示，采用在进风面板1两侧面采用进风面板压痕10的方式增加侧板强度；为了进一步增加面板的抗变形的能力，在进风面板压痕10的侧面增加了折弯；折弯内部采用压铆螺母的形式；有效的解决了进风面板的容易变形及折弯后的连接问题。
39.滤芯6用玻纤滤芯，由聚氯乙烯或有机化合物密封材料灌装成型。核级高效空气过滤器更换后，保留金属框架，废弃被污染的滤芯及密封胶，其可直接压缩或高温碳化，大大降低废弃物的体积。
40.拆解时利用专用扳手和螺丝刀将扁平头螺丝松开即可，卸掉的螺丝亦可收集复用。由于能够充分拆解成(上侧板、下侧板、进风面板、出风面板)四个单片状，其又均可无损去除滤芯、密封胶，最终复用次数估计可达十次以上。
41.本新型核级高效空气过滤器在不改变使用效果和相关标准要求的同时，重量为≤25kg，满足核电站的使用要求。