[发明专利]一种用于高温气冷堆内石墨粉尘的在线捕集装置

说明书

本发明公开了一种用于高温气冷堆内石墨粉尘的在线捕集装置，其包括有旋风分离桶、循环回路以及颗粒粒径分割器，所述颗粒粒径分割器安装在所述旋风分离桶底端上；本方案中的在线捕集装置安置在氦气净化回路中，当携带石墨粉尘的氦气进入旋风分离桶时，在惯性的作用下，携带放射性的不同粒径的石墨颗粒被分离并卷入分离器底部，经过不同孔径的多级撞击分离器，使不同粒径的石墨粉尘沉积在对应分离器的表面。

技术领域

本发明涉及核反应堆工程技术领域，具体涉及一种用于高温气冷堆内石墨粉尘的在线捕集装置。

背景技术

模块式高温气冷堆采用球形燃料元件，以氦气为冷却剂，石墨为慢化剂，可实现不停堆换料，具有发电效率高，固有安全性好等优点，受到国内外学者的广泛关注。然而球形燃料在运行过程中不可避免的会发生磨损，进而产生石墨粉尘，这些粉尘随着氦气运动：一方面可能沉积在一回路设备表面上，污染设备，给维修造成一定困难；另一方面，一回路内存在石墨粉尘也增加了主回路泄漏的潜在危害，越来越引起学界的重视，因而对高温气冷堆内石墨粉尘的分离和采样对了解堆内石墨粉尘的实际情况具有重要意义。

氦气净化系统是高温气冷堆中为了除去石墨构件发生化学反应产生的CO、CO₂和H₂等气体杂质而设置。现有的采样装置是直接在氦气净化系统主路上安装尘埃过滤器和取样过滤器将石墨粉尘颗粒以过滤的方式捕获，通过取下过滤片上粘附的颗粒来分析石墨粉尘携带的放射性元素。由于过滤器长期安置在净化系统主路上，一方面会增加系统的压降，另一面，只有当停堆维护时才能取下采样装置，实时性较差，此外，也无法获得不同石墨粉尘粒径的分布，无法为不同工况下石墨粉尘的产生情况提供依据。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于高温气冷堆内石墨粉尘的在线捕集装置，该在线捕集装置可提高采集样本的精度，同时还具有过滤氦气流中石墨粉尘的功能，减轻除尘器负担的优势。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于高温气冷堆内石墨粉尘的在线捕集装置，该在线捕集装置包括有旋风分离桶、循环回路以及颗粒粒径分割器，所述颗粒粒径分割器安装在所述旋风分离桶底端上；

所述旋风分离桶包括有桶体、设置在所述桶体顶端上的入口和第一出口以及设置在所述桶体底端处的第二出口；

所述循环回路包括有近端与所述第一出口相连通的主管路以及一端与所述主管路相连通的支管路，所述主管路的远端，经过整个氦气循环系统与所述入口相连通形成闭合回路，所述支管路另一端与所述桶体底端处的第二出口相连通，用于调节经所述第二出口流出的石墨粉尘颗粒流速；

所述颗粒粒径分割器包括有多个不同孔径的颗粒分割器，每一所述颗粒分割器包括有隔板以及设置在所述隔板上的通孔，其中多级所述颗粒分割器按照其通孔孔径由大向小竖直间隔布置。

进一步，还包括有低压腔室，所述低压腔室安装在所述颗粒粒径分割器的底端上，其中所述低压腔室通过所述颗粒粒径分割器与所述旋风分离桶相连通，用于产生负压。

进一步，所述支管路与所述第二出口相连通的一端呈开口扇形状。

进一步，所述支管路其上设置有流量计、调节阀以及风机，其中所述调节阀用于调节经过所述风机的风流量。

进一步，所述旋风分离桶通过设置有的隔离阀门和连接法兰与所述颗粒粒径分离器构成可拆卸相连。

进一步，所述颗粒粒径分割器还包括有设置在最底层的用于收集石墨粉尘细小颗粒的过滤网。

进一步，所述低压腔室其一端上还连接有抽气设备。

进一步，所述颗粒分割器由第一级分割器、第二级分割器、第三分割器以及第四分割器构成。