放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验系统

摘要

本发明涉及放射性废气处理技术，具体涉及一种放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验系统。其结构包括氮气供给设备、压缩空气供给设备，所述的氮气供给设备和压缩空气供给设备经加湿或加热设备分别与用于吸附气体中有机物质的保护床连接，所述保护床以及放射性惰性气体源分别与混合测量池连接，所述混合测量池连接活性炭试验床，在活性炭试验床上设有若干压力、温度传感器，活性炭试验床的出口经过滤膜与放射性测量装置连接，在活性炭试验床的入口与混合测量池之间设有气路分支与烟囱连接，在所述的混合测量池上设有压力传感器和温湿度传感器。同时将活性炭试验床与放射源混合测量池置于恒温柜内，并辅于净化除尘系统。

说明书

技术领域

本发明涉及放射性废气处理技术，具体涉及一种放射性废气处理单元惰 性气体滞留床活性炭性能试验系统。

背景技术

反应堆运行过程中从堆芯释放多种裂变气体产物，其中包括放射性惰性工 艺气体氪和氙。在早期多采用压缩罐贮存衰变法使其放射性降到可排放水平， 但衰变罐体积大、对气体压缩机的要求较高，另外大量氢气长时间贮存也不安 全。近年来,该方法逐渐被更加安全、经济、可行的活性炭滞留床吸附衰变法 所取代。我国秦山三期、田湾核电站以及目前正在建设的三代堆型核电站均采 用活性炭滞留床衰变技术。目前该技术相关处理工艺、设备材料均引用国外技 术，在核电技术快速发展的关键时期，迫切需要对活性炭滞留床衰变技术进行 自主研制，实现国产化。

活性炭滞留床衰变技术的关键为活性炭滞留床内所使用活性炭对惰性气体 滞留的性能，因此，需要设计一种滞留床活性炭性能检验流程并建立相应的试 验系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭 性能试验系统，用于活性炭对惰性气体滞留性能的检测。

本发明的技术方案如下：一种放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭 性能试验系统，包括氮气供给设备、压缩空气供给设备，所述的氮气供给设备 和压缩空气供给设备经加湿或加热设备分别与用于吸附气体中有机物质的保护 床连接，所述保护床以及放射性惰性气体源分别与混合测量池连接，所述混合 测量池连接活性炭试验床，在活性炭试验床上设有若干压力、温度传感器，活 性炭试验床的出口经过滤膜与放射性测量装置连接，在活性炭试验床的入口与 混合测量池之间设有气路分支与烟囱连接，在所述的混合测量池上设有压力传 感器和温湿度传感器。同时将活性炭试验床与放射源混合测量池置于恒温柜内， 并辅于净化除尘系统。

进一步，如上所述的放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验 系统，其中，所述的氮气供给设备包括两路氮气回路、加湿器、气液分离器、 混合器，其中一路氮气回路与加湿器连接，加湿器经气液分离器连接混合器， 另一路氮气回路经加热器直接与混合器连接，混合器的出口与所述保护床的入 口连接。

进一步，如上所述的放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验 系统，其中，所述的压缩空气供给设备包括风机、除油装置、高效过滤装置、 缓冲罐，缓冲罐的出口与所述保护床的入口连接。

进一步，如上所述的放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验 系统，其中，所述保护床的进出口之间设有气体旁路。

进一步，如上所述的放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验 系统，其中，还包括除尘净化设备，所述除尘净化设备的进气口设置在活性炭 试验床上方，将抽取的气体经净化后送往烟囱。

进一步，如上所述的放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验 系统，其中，还包括设备集成恒温柜以及恒温加热系统，便于试验操作与系统 恒温。

本发明的有益效果如下：本发明提供了一种滞留床使用活性炭对惰性气体 ⁸⁵Kr和¹³³Xe滞留性能进行试验的方法和系统，可根据试验相对温湿度以及压力 要求，对进气相对湿度、温度以及压力进行调节，并进行不同参数条件下的活 性炭滞留惰性气体性能试验，同时可以选择不同气源进行试验。混合测量池能 够在试验过程中对氮气和放射性气体进行均匀混合，净化除尘设备既可以在活 性炭装卸时净化除尘，又可以防止放射性惰性气体的泄漏扩散。设备集成恒温 柜辅于加热系统，便于参数操作控制以及系统恒温。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施过程对本发明进行详细的描述。

本发明提供了一种放射性废气处理单元惰性气体滞留床活性炭性能试验系 统，检验滞留床对惰性气体⁸⁵Kr和¹³³Xe的滞留性能。系统的组成包括温湿度、 压力等条件参数稳定回路、放射性惰性气体性能试验回路、活性炭重复使用吹 扫回路。

系统的结构组成如图1所示，包括氮气供给设备、压缩空气供给设备、保 护床、活性炭试验床等，所述的氮气供给设备和压缩空气供给设备分别与用于 吸附气体中有机物质的保护床21连接，所述保护床21以及放射性惰性气体源 36分别与混合测量池43连接，所述混合测量池43连接活性炭试验床48，在活 性炭试验床48上设有若干压力、温度传感器29、30、31，活性炭试验床48的 出口经过滤膜38与放射性测量装置39连接，在活性炭试验床48的入口与混合 测量池43之间设有气路分支与烟囱连接，在所述的混合测量池43上设有压力 传感器25和温湿度传感器26。

氮气供给设备包括两路氮气回路6、7、加湿器16、气液分离器17、混合器 12，其中一路氮气回路7经减压阀13、流量调节阀14、流量计15与加湿器16 连接，加湿器16经气液分离器17连接混合器12，气液分离器17上设有排水阀 42，气液分离器17与混合器12连接的管路上设有截止阀18；另一路氮气回路 6经减压阀8、流量调节阀9、流量计10、截止阀18、加热器11与混合器12连 接，混合器12的出口与所述保护床21的入口连接，连接管路上设有球阀20。

压缩空气供给设备包括风机1、除油装置2、高效过滤装置3、缓冲罐4， 缓冲罐4的出口与所述保护床21的入口连接，连接管路上设有减压阀5和球阀 19。

保护床21与混合测量池43之间设有截止阀22，在保护床21的进出口之间 设有气体旁路，气体旁路上设有球阀23、截止阀24。放射性惰性气体源36与 混合测量池43之间的管路上设有减压阀35和截止阀41。混合测量池43与活性 炭试验床48之间设有球阀27。混合测量池43还通过气路分支直接与烟囱连接， 该气路分支上设有球阀28。

活性炭试验床48与放射性测量装置39连接的管路上设有截止阀32、流量 计33、针型阀37，并设有一通往后备床的支路，支路上设有针型阀34。

另外，系统还设置了除尘净化设备40，所述除尘净化设备40的进气口设置 在活性炭试验床48上方，将抽取的气体经净化后送往烟囱。系统还设有压力显 示仪表44、45，湿度显示仪表46，温度显示仪表47。系统设置在集成恒温柜 49、50内，并设有仪表显示面板。

本系统的主要设备及其功能如下：

保护床21和试验床48：保护床主要吸附气体中有机物质和降低相对湿度， 床内填充吸附剂为活性炭或者硅胶干燥剂，可根据需求更换吸附剂；试验床可 换炭，床体两端进出气口和试验回路采用快接方式，根据试验要求可更换使用 不同尺寸的床体。

加湿器16：根据试验相对湿度要求，对进气相对湿度进行调节。

气液分离器17：在进行相对湿度较高试验时，对从加湿器过来的气体进行 缓冲，气液进行分离。

混合器12：进行不同相对湿度条件试验时，可将干燥氮气与湿氮气进行混 合，进一步调节气流相对湿度。

混合测量池43：压力和温湿度参数测量位置，同时试验过程能对氮气和放 射性惰性气体进一步均匀混合。

净化除尘设备40：进气口连接集成柜顶部，进行活性炭装卸时，具有净化 除尘功能；同时在试验过程若发生放射性惰性气体泄漏，能防止放射性惰性气 体扩散。

加热器11：对进气进行加热或者设备恒温，设置温度控制单元。

放射性测量装置39：取样口与试验回路连接，取样气流经过滤膜，系统对 放射性Kr核Xe进行浓度测量

试验过程放射性惰性气体注入方法可选择脉冲式注入法和连续注入法，放 射性浓度为10-10⁵Bq/L。

对某一型号活性炭进行惰性气体Kr和Xe进行滞留性能试验，保护床与试 验床长径比大于3:1，放射性气体浓度为10-10⁵Bq/L，试验过程如下：

同时使用试验两个氮气回路6、7或单独使用一个氮气回路，关闭阀门19、 27，氮气经过保护床21或者气体旁路(经球阀23、截止阀24)，最后经过阀门 28回路后去往烟囱。当参数条件稳定后，打开阀门27、关闭阀门28，切换至试 验床48回路，并注入放射性惰性气体，进行滞留试验。相关参数通过传感器显 示于控制面板显示仪表。

若需进行以空气为载带气流对活性炭滞留性能影响试验或重复使用试验床 内活性炭，气流经过阀门20、保护床21、阀门22，再进入连接烟囱的气路分支 (设有阀门28)或者试验床48。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。