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：

1、在核電站反應堆發(fā)生嚴重事故時，為了冷卻反應堆堆芯溫度，大量的冷卻劑會被噴放到安全殼內，這些冷卻劑會在極短時間內大量吸收反應堆熱量，在壓力較低的安全殼內形成蒸汽，同時，反應堆堆芯熔毀后，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)生反應產(chǎn)生大量的不凝性氣體，安全殼內產(chǎn)生這些蒸汽和不凝性氣體會使得安全殼內溫度升高、壓力上升，最終可能導致安全殼因內部壓力超過其承壓限值而破壞，使得放射性物質泄漏到環(huán)境中，造成嚴重的放射性污染，危機民眾安全，為保護安全殼的完整性，需要在事故發(fā)生的第一時間對安全殼進行主動排放卸壓，但由安全殼內存在大量的放射性物質，不能直接對外排放，需要先被排放氣體先進行放射性物質的過濾處理，以減輕排放到環(huán)境中的放射性污染。

2、目前，對安全殼內放射性物質的過濾，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中主要的甲基碘氣體進行過濾的方式，而載銀沸石對甲基碘氣體的吸附性能與多種參數(shù)有關，為了探究其吸附性能，就需要設計相關方法和裝置。

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)，其結構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)明專利特別是能夠將內燃機的廢氣凈化催化器在溫度低于冰點時更迅速地將催化器加熱至工作準備狀態(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，雖然都是屬于定向對某一裝置或部分進行加熱，但本發(fā)明能夠在加熱的同時對被加熱部分進行保溫，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域的冷態(tài)啟動方法或系統(tǒng)，但關于銀沸石床的冷態(tài)啟動方面專利少有涉及，且由于銀沸石的特有結構，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。

技術實現(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、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

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)包括氮氣源以及蒸汽發(fā)生器，所述氮氣源的輸出端與蒸汽發(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，所述載銀沸石床設置在保溫層內，所述保溫層設置在恒溫箱內。

5、更進一步的，所述載銀沸石床的進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、更進一步的，所述載銀沸石床的側端設置有多個熱電偶。

7、更進一步的，所述氮氣源的輸出端與蒸汽發(fā)生器的輸出端之間的主流路沿著氣體輸送方向依次設有泄壓閥、流量計以及調節(jié)閥，所述蒸汽發(fā)生器上設置有壓力表。

8、更進一步的，所述蒸汽發(fā)生器內設有電加熱裝置。

9、更進一步的，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有第二三通閥，所述第二三通閥與冷凝器連接。

10、更進一步的，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有第二截止閥。

11、更進一步的，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)生器內的液相溫度以及恒溫箱內的溫度設為預定值；

14、步驟2：開始氮氣源，將氮氣通入蒸汽發(fā)生器，并通過旁通流路排出；

15、步驟3：當蒸汽發(fā)生器的溫度達到設定值之后，將氮氣源的流量也提高至設定值，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，重復上述步驟；

19、步驟7：試驗結束后，將載氣切換至旁通流路，然后依次關閉氣瓶、蒸汽發(fā)生器以及氮氣源，最后關閉恒溫箱電源。

20、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

21、1、本發(fā)明能很好的進行載銀沸石冷態(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)生蒸汽凝結的現(xiàn)象。

技術特征：

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)包括氮氣源(1)以及蒸汽發(fā)生器(16)，所述氮氣源(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)設置在保溫層(6)內，所述保溫層(6)設置在恒溫箱(14)內。

3.根據(jù)權利要求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)的側端設置有多個熱電偶(22)。

5.根據(jù)權利要求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：所述氮氣源(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有泄壓閥(2)、流量計(3)以及調節(jié)閥(18)，所述蒸汽發(fā)生器(16)上設置有壓力表(4)。

6.根據(jù)權利要求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)內設有電加熱裝置(17)。

7.根據(jù)權利要求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)的連接端口處設有第二截止閥(12)。

9.根據(jù)權利要求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：

技術總結
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領域。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)包括氮氣源以及蒸汽發(fā)生器，氮氣源的輸出端與蒸汽發(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。

技術研發(fā)人員：張奕宸,張宴豪,王福鵬,彭鑫航,諸葛運恒
受保護的技術使用者：哈爾濱工程大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19