本發(fā)明屬于核電站基于載銀沸石對氣態(tài)甲基碘的過濾特性研究，特別是涉及一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、在核電站反應(yīng)堆發(fā)生嚴(yán)重事故時，為了冷卻反應(yīng)堆堆芯溫度，大量的冷卻劑會被噴放到安全殼內(nèi)，這些冷卻劑會在極短時間內(nèi)大量吸收反應(yīng)堆熱量，在壓力較低的安全殼內(nèi)形成蒸汽，同時，反應(yīng)堆堆芯熔毀后，熔融的堆芯會破壞壓力容器掉落到堆坑中，與混凝土底板發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生大量的不凝性氣體，安全殼內(nèi)產(chǎn)生這些蒸汽和不凝性氣體會使得安全殼內(nèi)溫度升高、壓力上升，最終可能導(dǎo)致安全殼因內(nèi)部壓力超過其承壓限值而破壞，使得放射性物質(zhì)泄漏到環(huán)境中，造成嚴(yán)重的放射性污染，危機(jī)民眾安全，為保護(hù)安全殼的完整性，需要在事故發(fā)生的第一時間對安全殼進(jìn)行主動排放卸壓，但由安全殼內(nèi)存在大量的放射性物質(zhì)，不能直接對外排放，需要先被排放氣體先進(jìn)行放射性物質(zhì)的過濾處理，以減輕排放到環(huán)境中的放射性污染。

2、目前，對安全殼內(nèi)放射性物質(zhì)的過濾，已經(jīng)考慮到將載銀沸石作為一種新型材料對放射性物質(zhì)中主要的甲基碘氣體進(jìn)行過濾的方式，而載銀沸石對甲基碘氣體的吸附性能與多種參數(shù)有關(guān)，為了探究其吸附性能，就需要設(shè)計相關(guān)方法和裝置。

3、現(xiàn)有公開號為cn101238275b的中國發(fā)明專利提出一種用于液體輸送系統(tǒng)的加熱系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)包括用于使液體解凍的至少一個第一加熱裝置，和用以加熱用于過濾液體至少一個過濾器加熱裝置、連接電線等，該發(fā)明專利特別是能夠?qū)?nèi)燃機(jī)的廢氣凈化催化器在溫度低于冰點(diǎn)時更迅速地將催化器加熱至工作準(zhǔn)備狀態(tài)，該發(fā)明公開的系統(tǒng)能夠很好的完成對液體輸送系統(tǒng)的加熱功能，但與本發(fā)明相比，雖然都是屬于定向?qū)δ骋谎b置或部分進(jìn)行加熱，但本發(fā)明能夠在加熱的同時對被加熱部分進(jìn)行保溫，將溫度恒定在某一溫度，公開號cn113847621a、公開號cn111042882a等發(fā)明專利都提供了部分領(lǐng)域的冷態(tài)啟動方法或系統(tǒng)，但關(guān)于銀沸石床的冷態(tài)啟動方面專利少有涉及，且由于銀沸石的特有結(jié)構(gòu)，這些冷態(tài)啟動的方法和系統(tǒng)并不適用。

4、綜上，現(xiàn)有的冷態(tài)啟動方案和加熱系統(tǒng)對研究載銀沸石在冷態(tài)啟動階段對甲基碘的吸附特性幫助性小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置及其使用方法,以解決現(xiàn)有冷態(tài)啟動方案對載銀沸石不適用，無法研究載銀沸石在冷態(tài)啟動階段對甲基碘的吸附特性的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，包括載氣系統(tǒng)、甲基碘氣體配送系統(tǒng)、載銀沸石柱組件、管道載氣流路以及采樣測量系統(tǒng)，所述載氣系統(tǒng)包括氮?dú)庠匆约罢羝l(fā)生器，所述氮?dú)庠吹妮敵龆伺c蒸汽發(fā)生器的輸入端連接，所述甲基碘氣體配送系統(tǒng)包括氣瓶，所述載銀沸石柱組件包括載銀沸石床，所述蒸汽發(fā)生器輸出的混合氣體與氣瓶輸出的甲基碘氣體混合通過管道載氣流路的主流路輸送到載銀沸石柱組件，所述載銀沸石柱組件與采樣測量系統(tǒng)連接。

4、更進(jìn)一步的，所述載銀沸石柱組件還包括保溫層和恒溫箱，所述載銀沸石床設(shè)置在保溫層內(nèi)，所述保溫層設(shè)置在恒溫箱內(nèi)。

5、更進(jìn)一步的，所述載銀沸石床的進(jìn)氣口與第一三通閥通過主流路連接，所述載銀沸石床的出氣口與第三三通閥通過主流路連接。

6、更進(jìn)一步的，所述載銀沸石床的側(cè)端設(shè)置有多個熱電偶。

7、更進(jìn)一步的，所述氮?dú)庠吹妮敵龆伺c蒸汽發(fā)生器的輸出端之間的主流路沿著氣體輸送方向依次設(shè)有泄壓閥、流量計以及調(diào)節(jié)閥，所述蒸汽發(fā)生器上設(shè)置有壓力表。

8、更進(jìn)一步的，所述蒸汽發(fā)生器內(nèi)設(shè)有電加熱裝置。

9、更進(jìn)一步的，所述采樣測量系統(tǒng)包括相互連接的冷凝器與氣相色譜儀，所述第一三通閥與第三三通閥之間的主流路上設(shè)有第二三通閥，所述第二三通閥與冷凝器連接。

10、更進(jìn)一步的，所述第一三通閥與管道載氣流路的旁通流路連接端口處設(shè)有第一截止閥，所述第三三通閥與旁通流路的連接端口處設(shè)有第二截止閥。

11、更進(jìn)一步的，所述第一截止閥與第二截止閥的輸出端皆安裝有凝液測量儀。

12、一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置的使用方法，它包括以下步驟：

13、步驟1：開啟蒸汽發(fā)生器和恒溫箱，將蒸汽發(fā)生器內(nèi)的液相溫度以及恒溫箱內(nèi)的溫度設(shè)為預(yù)定值；

14、步驟2：開始氮?dú)庠?，將氮?dú)馔ㄈ胝羝l(fā)生器，并通過旁通流路排出；

15、步驟3：當(dāng)蒸汽發(fā)生器的溫度達(dá)到設(shè)定值之后，將氮?dú)庠吹牧髁恳蔡岣咧猎O(shè)定值，同時在第一截止閥與第二截止閥后接入凝液測量儀；

16、步驟4：工況確認(rèn)無誤后，將第一三通閥與第三三通閥通向旁通流路，將第二三通閥通向流向第三三通閥的通路，關(guān)閉第一截止閥，形成由蒸汽發(fā)生器、第一三通閥、第二三通閥第三三通閥以及第二截止閥的通路，開啟氣瓶，并通過旁通流路測量載銀沸石床入口處的甲基碘濃度；

17、步驟5：通過第一三通閥將載氣切換到載銀沸石床，記錄載銀沸石床溫度變化，同時測量載銀沸石床的出氣口處的甲基碘氣體濃度；

18、步驟6：從冷態(tài)逐步提升恒溫箱的溫度，重復(fù)上述步驟；

19、步驟7：試驗(yàn)結(jié)束后，將載氣切換至旁通流路，然后依次關(guān)閉氣瓶、蒸汽發(fā)生器以及氮?dú)庠?，最后關(guān)閉恒溫箱電源。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

21、1、本發(fā)明能很好的進(jìn)行載銀沸石冷態(tài)啟動階段對甲基碘的吸附特性問題的研究，能夠清晰的反映出載氣切換到載銀沸石床層以后，床層溫度和甲基碘吸附效率隨時間的變化規(guī)律，從而很好的確定載銀沸石在不同溫度情況下的吸附效率。

22、2、本發(fā)明可以為研究載銀沸石與其他多種參數(shù)的吸附性關(guān)系的問題上提供很好的數(shù)據(jù)支撐，保證在其他特性研究過程中，通氣過程不會產(chǎn)生蒸汽凝結(jié)的現(xiàn)象。

技術(shù)特征：

1.一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：包括載氣系統(tǒng)、甲基碘氣體配送系統(tǒng)、載銀沸石柱組件、管道載氣流路以及采樣測量系統(tǒng)，所述載氣系統(tǒng)包括氮?dú)庠?1)以及蒸汽發(fā)生器(16)，所述氮?dú)庠?1)的輸出端與蒸汽發(fā)生器(16)的輸入端連接，所述甲基碘氣體配送系統(tǒng)包括氣瓶(5)，所述載銀沸石柱組件包括載銀沸石床(15)，所述蒸汽發(fā)生器(16)輸出的混合氣體與氣瓶(5)輸出的甲基碘氣體混合通過管道載氣流路的主流路(24)輸送到載銀沸石柱組件，所述載銀沸石柱組件與采樣測量系統(tǒng)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述載銀沸石柱組件還包括保溫層(6)和恒溫箱(14)，所述載銀沸石床(15)設(shè)置在保溫層(6)內(nèi)，所述保溫層(6)設(shè)置在恒溫箱(14)內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述載銀沸石床(15)的進(jìn)氣口(21)與第一三通閥(7)通過主流路(24)連接，所述載銀沸石床(15)的出氣口(23)與第三三通閥(13)通過主流路(24)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述載銀沸石床(15)的側(cè)端設(shè)置有多個熱電偶(22)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述氮?dú)庠?1)的輸出端與蒸汽發(fā)生器(16)的輸出端之間的主流路(24)沿著氣體輸送方向依次設(shè)有泄壓閥(2)、流量計(3)以及調(diào)節(jié)閥(18)，所述蒸汽發(fā)生器(16)上設(shè)置有壓力表(4)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述蒸汽發(fā)生器(16)內(nèi)設(shè)有電加熱裝置(17)。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述采樣測量系統(tǒng)包括相互連接的冷凝器(9)與氣相色譜儀(10)，所述第一三通閥(7)與第三三通閥(13)之間的主流路(24)上設(shè)有第二三通閥(11)，所述第二三通閥(11)與冷凝器(9)連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述第一三通閥(7)與管道載氣流路的旁通流路(25)連接端口處設(shè)有第一截止閥(8)，所述第三三通閥(13)與旁通流路(25)的連接端口處設(shè)有第二截止閥(12)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置，其特征在于：所述第一截止閥(8)與第二截止閥(12)的輸出端皆安裝有凝液測量儀。

10.一種如權(quán)利要求1所述的用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置的使用方法，其特征在于：它包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出了一種用于載銀沸石冷態(tài)啟動的裝置及其使用方法，屬于核電站基于載銀沸石對氣態(tài)甲基碘的過濾特性研究技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有冷態(tài)啟動方案對載銀沸石不適用，無法研究載銀沸石在冷態(tài)啟動階段對甲基碘的吸附特性的問題。它包括載氣系統(tǒng)、甲基碘氣體配送系統(tǒng)、載銀沸石柱組件、管道載氣流路以及采樣測量系統(tǒng)，載氣系統(tǒng)包括氮?dú)庠匆约罢羝l(fā)生器，氮?dú)庠吹妮敵龆伺c蒸汽發(fā)生器的輸入端連接，甲基碘氣體配送系統(tǒng)包括氣瓶，載銀沸石柱組件包括載銀沸石床，蒸汽發(fā)生器輸出的混合氣體與氣瓶輸出的甲基碘氣體混合通過管道載氣流路的主流路輸送到載銀沸石柱組件，載銀沸石柱組件與采樣測量系統(tǒng)連接。它主要用于載銀沸石吸附特性測試。

技術(shù)研發(fā)人員：張奕宸,張宴豪,王福鵬,彭鑫航,諸葛運(yùn)恒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19