CN102867558A - 含粉尘气体的过滤装置 - Google Patents

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吴彬
王金华
张作义
李悦
刘继国
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Abstract

本发明涉及反应堆气体过滤领域，具体公开了一种含粉尘气体的过滤装置，其包括承压壳体、滤芯阵列和反吹装置，承压壳体包括洁净室和含尘室，洁净室位于承压壳体上部，其侧壁设有洁净气体出口，其顶部设有反吹气体入口，含尘室位于承压壳体下部，其侧壁设有含尘气体入口，其底部设有粉尘排出口，滤芯阵列位于洁净室和含尘室之间，反吹装置通过反吹气体入口与承压壳体连接，本发明还包括振动器。本发明可以通过反吹过滤装置的滤芯，并通过振动器更有效的排出承压壳体内的粉尘，在满足过滤效果要求的前提下，延长装置的使用周期，在装置工作的过程中可以实现长时间无需人员接近，同时本装置结构可靠，操作方便，耐辐射，易于维护。

Description

含粉尘气体的过滤装置
技术领域
本发明涉及反应堆气体过滤领域，尤其涉及一种用于球床式高温气冷堆的含石墨粉尘气体的过滤装置。
背景技术
随着能源需求的增长，低碳经济的发展理念逐渐深入人心。核能作为清洁能源，受到各国的关注。球床式高温气冷堆作为具有***主要特征的堆型，已被列入我国国家中长期科技发展规划纲要中的16个重大科技专项之中。
球床式高温气冷堆采用的球形燃料元件以石墨为外壳，在堆芯球流运动和燃料装卸过程中发生磨损和撞击，产生石墨粉尘，并带有少量放射性，需采用气体过滤装置对石墨粉尘进行收集，且过滤装置还需采用耐辐射材料。
气体过滤装置用于将气流中的颗粒物质从气体中分离出来并加以捕集和收回。气体过滤装置的原理和类型很多，根据不同的粉尘性质、含尘量和气流参数，需选择适宜的过滤装置。
球床式高温气冷堆在堆芯球流运动和燃料装卸过程中产生的石墨粉尘平均粒径小于1μm，惯性不足，因此重力除尘并不适用。袋式除尘虽然可以过滤较小的粉尘，但容尘量不足，用于过滤含尘量高于1mg/m3的气体，需要频繁更换，既导致人员辐射作业的频率升高，也增大了放射性废物的产生量，而且，由于石墨粉尘的比电阻小，静电除尘的过滤效果也不理想。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是，提供一种含粉尘气体的过滤装置，以克服现有技术除尘过滤效果差、容尘量不足和需要频繁更换设备等问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含粉尘气体的过滤装置，其包括承压壳体、滤芯阵列和反吹装置，所述承压壳体包括洁净室和含尘室，所述洁净室位于承压壳体上部，其侧壁设有洁净气体出口，其顶部设有反吹气体入口，所述含尘室位于承压壳体下部，其侧壁设有含尘气体入口，其底部设有粉尘排出口，所述滤芯阵列位于所述洁净室和所述含尘室之间，所述反吹装置通过反吹气体入口与承压壳体连接。
优选地，所述承压壳体的底部设有倒锥形积尘料斗，所述倒锥形积尘料斗位于含尘室下方，所述粉尘排出口位于所述倒锥形积尘料斗底部，所述倒锥形积尘料斗的外壁设有振动器。
优选地，所述含粉尘气体的过滤装置还包括集尘罐，所述集尘罐通过粉尘排出法兰与承压壳体底部的粉尘排出口连接，所述集尘罐和粉尘排出法兰之间设有集尘罐阀。
优选地，所述滤芯阵列为多个滤芯沿竖直方向布置构成的烛状阵列。
优选地，所述滤芯阵列的滤芯为镍基合金粉末烧结而成的中空圆柱管，其下端闭口，上端开口且与所述洁净室连通。
优选地，所述反吹装置为脉冲气流发生器。
优选地，所述反吹装置与反吹气体入口之间设有反吹阀。
优选地，所述含尘气体入口处设有进气阀，所述洁净气体出口处设有排气阀，所述粉尘排出口处设有粉尘排出阀。
优选地，所述承压壳体上部设有安全阀，安全阀与洁净室连通。
（三）有益效果
本发明可以通过反吹过滤装置的滤芯，并通过振动器更有效的排出承压壳体内的粉尘，在满足过滤效果要求的前提下，延长装置的使用周期，在装置工作的过程中可以实现长时间无需人员接近，同时本装置结构可靠，操作方便，耐辐射，易于维护。该过滤装置适用于对含石墨粉尘气体的过滤，过滤效果好。
附图说明
图1为本发明实施例含粉尘气体的过滤装置的结构图。
图中，1：承压壳体；2：滤芯阵列；3：含尘室；4:倒锥形积尘料斗;5:粉尘排出口;6:排出阀;7:粉尘排出法兰;8:集尘罐阀;9:集尘罐;10：振动器；11：粉尘气体入口；12：进气阀；13：洁净气体出口；14：出气阀；15：洁净室；16：安全阀；17：反吹气体入口；18：反吹阀；19：脉冲气流发生器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示，本实施例的含粉尘气体的过滤装置，包括承压壳体1、滤芯阵列2、反吹装置和集尘罐9，承压壳体1包括洁净室15和含尘室3。
洁净室15位于承压壳体1上部，其侧壁设有洁净气体出口13，其顶部设有反吹气体入口17，反吹装置为脉冲气流发生器19，可产生反吹气体，将粉尘从滤芯阵列2的外表面反吹下落，其通过反吹气体入口17与承压壳体1连接，所述反吹气体入口17处设有反吹阀18。
含尘室3位于承压壳体1下部，其侧壁设有粉尘气体入口11，承压壳体1底部设有倒锥形积尘料斗4，其位于含尘室3下方，其底部设有粉尘排出口5，倒锥形积尘料斗4的外壁设有振动器10，振动器10振动时，能够将下落在倒锥形积尘料斗4的粉尘振动到粉尘排出口5，并使粉尘最终进入到集尘罐9中。
集尘罐9通过粉尘排出法兰7与粉尘排出口5连接，集尘罐9和粉尘排出法兰7之间设有集尘罐阀8。粉尘排出口5处设有粉尘排出阀6，粉尘排出阀6位于粉尘排出口5和粉尘排出法兰7之间。当经过多次反吹和振动后，集尘罐9达到粉尘收集量上限之后，才需要更换，此时，在关闭粉尘排出阀6和集尘罐阀8的前提下，拆卸所述的粉尘排出法兰7，整体更换集尘罐阀8和集尘罐9，这样可以避免带放射性的石墨粉尘外泄。
滤芯阵列2位于所述洁净室15和所述含尘室3之间，滤芯阵列2为多个滤芯沿竖直方向布置构成的烛状阵列，其滤芯为镍基合金粉末烧结而成的中空圆柱管，其下端闭口，上端开口且与所述洁净室15连通，滤芯平均孔径为0.1μm～5μm，具体孔径分布可根据粉尘的粒径分布自主选择，并通过粉末烧结工艺控制。
上述粉尘气体入口11处设有进气阀12，上述洁净气体出口13处设有排气阀14，承压壳体1上还设有安全阀16，安全阀16与洁净室连通。
本实施例的工作过程为：将含石墨粉尘气体的来源与气体过滤装置的进气阀12一端的管道连接，将洁净气体排放管与气体过滤装置的出气阀14一端的管道连接，含石墨粉尘气体通过粉尘气体入口11进入到承压壳体1中的含尘室3，通过滤芯阵列2过滤粉尘，大于滤芯孔径的粉尘被滤芯上的微孔截留在滤芯外壁，过滤后的洁净气体进入洁净室15，通过洁净气体出口13排出，粉尘颗粒在滤芯表面初步堆积之后形成的粉尘层有利于过滤更多粉尘，随着运行时间的增长，被过滤的粉尘大量累积，使滤芯阵列2的阻力增大到一定限值时，需执行反吹操作，此时将进气阀12和出气阀14关闭，打开粉尘排出阀6、集尘罐阀8和反吹阀18，启动脉冲气流发生器19，用反吹气体将堆积在滤芯外壁上的粉尘反吹到倒锥形积尘料斗4的内壁上，再启动振动器10，将倒锥形积尘料斗4内壁上的粉尘振动到集尘罐9内，使滤芯阵列2的过滤性能得到恢复再生，延长其更换周期。承压壳体1上还设有安全阀16，用于紧急情况下的安全保护。本发明适用于球床式高温气冷堆中气体流量大、含尘量高、粉尘带有放射性的场合。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (9)

1.一种含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，其包括承压壳体、滤芯阵列和反吹装置，所述承压壳体包括洁净室和含尘室，所述洁净室位于承压壳体上部，其侧壁设有洁净气体出口，其顶部设有反吹气体入口，所述含尘室位于承压壳体下部，其侧壁设有含尘气体入口，其底部设有粉尘排出口，所述滤芯阵列位于所述洁净室和所述含尘室之间，所述反吹装置通过反吹气体入口与承压壳体连接。
2.根据权利要求1所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述承压壳体的底部设有倒锥形积尘料斗，所述倒锥形积尘料斗位于含尘室下方，所述粉尘排出口位于所述倒锥形积尘料斗底部，所述倒锥形积尘料斗的外壁设有振动器。
3.根据权利要求1所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述含粉尘气体的过滤装置还包括集尘罐，所述集尘罐通过粉尘排出法兰与承压壳体底部的粉尘排出口连接，所述集尘罐和粉尘排出法兰之间设有集尘罐阀。
4.根据权利要求1所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述滤芯阵列为多个滤芯沿竖直方向布置构成的烛状阵列。
5.根据权利要求4所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述滤芯阵列的滤芯为镍基合金粉末烧结而成的中空圆柱管，其下端闭口，上端开口且与所述洁净室连通。
6.根据权利要求1所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述反吹装置为脉冲气流发生器。
7.根据权利要求1所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述反吹装置与反吹气体入口之间设有反吹阀。
8.根据权利要求1-7中任何一项所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述含尘气体入口处设有进气阀，所述洁净气体出口处设有排气阀，所述粉尘排出口处设有粉尘排出阀。
9.根据权利要求8所述的含粉尘气体的过滤装置，其特征在于，所述承压壳体上部设有安全阀，安全阀与洁净室连通。
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