一種滷素發生器的製作方法與工藝

2023-10-25 10:57:32

本發明涉及核領域檢漏試驗設備，具體涉及一種檢查核設施通風淨化系統中碘吸附器機械洩漏率的滷素發生裝置。

背景技術：
為了保證核電站、研究堆、後處理廠、核潛艇維修基地等核設施安全運行，阻止放射性碘化物等氣態放射性物質進入周圍大氣和保證進入廠房工作人員安全，在核設施廠房中設立有多個核空氣淨化送排風系統。這些系統是核設施正常運行及事故狀態下阻止放射性氣溶膠和放射性碘進入周圍大氣的最後屏障，保證它們處於良好的狀態是減少放射性物質釋放源項的重要環節。碘吸附器是核空氣淨化系統中重要的淨化設備之一，按照ASMEN509標準及ET791標準，用氟利昂洩漏試驗法來定期檢驗碘吸附器（或系統）的機械洩漏率，該方法通常所用的氟利昂示蹤劑為R-11和R-112，在通風系統的上遊側注入口用滷素氣體發生器連續均勻地注入氟利昂氣體，同時分別用滷素檢測儀在上遊採樣點和下遊採樣點取樣檢測，根據所取的樣品濃度值的比值來計算受試系統的機械洩漏率。其主要目的是為了查出由於墊片密封不好、活性炭裝填不密實、炭層下陷等原因造成的氣流短路。氟利昂是非放射性物質，經氟利昂試驗後不影響碘吸附器的除碘效率，為非破壞性試驗，而且可以區分碘吸附器效率的降低是由於機械洩漏引起的還是由於活性炭的性能降低引起。隨著國內第三代核電的發展，氟利昂檢漏法在核電站空氣淨化系統性能試驗的運用越來越廣泛，但一直以來，該試驗所用的氟利昂發生器都被國外公司壟斷，不僅價 格昂貴、定貨周期長、而且售後服務困難。為滿足碘吸附器的整機試驗及核設施碘吸附器的現場試驗需要，需要研製一臺符合國內外核行業標準的可攜式滷素氣體發生器。

技術實現要素：
本發明的目的在於針對碘吸附器試驗的需要，提供一種符合國內外核行業標準的可攜式滷素氣體發生器，以用於核設施領域碘吸附器以及其它設備的機械洩漏率檢驗。本發明的技術方案如下：一種滷素發生器，包括用於儲存氟利昂液體試劑的承壓儲存罐，承壓儲存罐分別連接壓縮空氣管路、氟利昂加液管路和氟利昂氣化出口管路，所述的壓縮空氣管路包括兩條氣體流路，其中一條氣體流路經三通開關閥與承壓儲存罐連接，另一條氣體流路與所述的氟利昂氣化出口管路連接，在氟利昂氣化出口管路上設有加熱器。進一步，如上所述的滷素發生器，其中，所述的壓縮空氣管路通過壓縮空氣轉換接頭與空氣壓縮系統連接，壓縮空氣管路上設置減壓閥和單向閥；在與氟利昂氣化出口管路相連接的壓縮空氣的一條氣體流路上設有節流閥和二通開關閥。進一步，如上所述的滷素發生器，其中，所述的三通開關閥通過一條支路與氟利昂氣化出口管路相連接。進一步，如上所述的滷素發生器，其中，所述的氟利昂氣化出口管路上設 有流量計、節流閥和二通開關閥。進一步，如上所述的滷素發生器，其中，所述的氟利昂加液管路上設有單向閥，加液管路的加液口為氣門芯結構。進一步，如上所述的滷素發生器，其中，與所述承壓儲存罐相連接的控制面板上分別設有壓力表和液位計。進一步，如上所述的滷素發生器，其中，所述電路控制系統上設有電源開關、電加熱器控制開關和快動作溫度開關；電路控制系統還設有保險盒卡槽和備用保險管。進一步，如上所述的滷素發生器，其中，整個滷素發生器部件固定在金屬箱體內，箱體上設有可攜式把手；並配備有相應的運輸箱。本發明的有益效果如下：本發明所提供的滷素發生器能夠連續均勻的產生濃度穩定的滷素氣體，發生條件容易控制、氣體發生量程寬、發生速率穩定、操作便捷、現場適應性好。壓縮空氣管路的雙氣體流路設計有助於氟利昂液體氣化，加液口的密封設計能夠防止液體倒流出發生器。本發明的各項性能指標均能滿足試驗設計要求，可用於核設施領域碘吸附器以及其它設備的機械洩漏率檢驗。附圖說明圖1為滷素發生器的結構示意圖；圖2為滷素發生器電路控制系統示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施過程對本發明進行詳細的描述。本發明所提供的滷素發生器一個氣路控制系統和一個電路控制系統，氣路控制系統的結構如圖1所示，包括用於儲存氟利昂液體試劑的承壓儲存罐6，承壓儲存罐6分別連接壓縮空氣管路、氟利昂加液管路和氟利昂氣化出口管路。所述的壓縮空氣管路通過壓縮空氣轉換接頭與空氣壓縮系統連接，壓縮空氣管路上設置減壓閥1和單向閥2，經減壓閥1和單向閥2後，壓縮空氣管路分為兩條氣體流路，其中一條氣體流路經三通開關閥3與承壓儲存罐6連接，另一條氣體流路經節流閥4和二通開關閥5與所述的氟利昂氣化出口管路連接，在氟利昂氣化出口管路上設有加熱器14。三通開關閥3通過一條支路與氟利昂氣化出口管路相連接。氟利昂氣化出口管路上設有流量計11、節流閥12和二通開關閥13。氟利昂加液管路上設有單向閥8，加液管路的加液口7為氣門芯結構。實施例如圖1所示，本實施例中滷素發生器的承壓儲存罐6是一個不鏽鋼圓柱體，可以儲存1.8L的氟利昂液體試劑。承壓儲存罐內部的壓力是通過一個預設調壓閥來控制，壓力要求為0.4-1.0MPa，預設壓力為0.4MPa，即壓力儲存罐內壓力一般控制在0.4MPa左右。在發生器的氟利昂氣化出口管路上設有一個長方體鋁/錫加熱器14，並且安裝有兩個預置溫度開關（圖2中的20、21）來維持加熱器溫度恆定，恆溫85℃壓縮空氣經壓縮空氣轉換接頭、預設減壓閥1和單向閥2後分成兩路氣流（見附圖1），一路經三通開關閥3進入承壓液體儲存罐6，儲存罐內壓力升高， 迫使罐內液體流經流量計11、節流閥12和二通開關閥13，液體在流出發生器出口的雙關式快插頭15之前和另一路流經混合氣節流閥4和二通開關閥5的氣流混合，這路氣流有助於氟利昂液體氣化，經雙關式快插頭15和塑料軟管噴入試驗系統風管中。當液體氣化速率不夠時，啟動恆溫加熱器以加快液體氣化速度。三通開關閥3有三個作用：①控制壓縮空氣和儲存罐的接通和斷開；②在試驗完成後，為保證儀器安全，將三通開關調至「出口」檔，此時，三通開關閥與氟利昂氣化出口管路相連接的支路打開，恢復儲存罐內壓力到常壓；③儀器加液時，將三通開關調至「出口」檔，保證罐內和外界相通才可將液體加入儀器內。為了最大程度的減少氟利昂液體在空氣中的暴露時間，減少環境汙染，本發生器採用密封加液系統，加液口7採用氣門芯原理，當加液口7與加液管相連時，氣門芯打開，管路接通，當加液口7與加液管斷開時，氣門芯自動關閉，防止發生器內液體從加液口倒流出發生器。控制面板與承壓儲存罐相連接，控制面板上安裝有壓力表，可以直觀的顯示儲存罐內壓力大小，①在試驗過程通過壓力表顯示值判斷儀器與壓縮空氣是否接通，②試驗完成後，通過觀察面板上壓力表的顯示值，檢查儀器是否已經將儲存罐內壓力降低至大氣壓，以保證儀器的安全。控制面板上安裝有液位計，現場使用過程中方便試驗人員快速掌握儲存罐內滷素液體的剩餘量。所有連接接頭（氣源、電源、加液口、氣體噴出口等）全部安裝在發生器控制面板上，操作方便、簡單，可操控性較好。滷素發生器的電路控制系統的結構如圖2所示，電路控制系統上設有與電源16相連接的電源開關17，恆溫加熱器配備有電源指示燈19和加熱指示燈22，通過快動作溫度開關20、21來自動控制電加熱器的溫度。電源開關17安裝在 控制面板上，更容易控制氣體發生條件。控制面板上印有各開關、接口對應的功能名稱和氣體控制系統示意圖，便於操作者理解氣體發生器工作原理以實現對發生器的操控。電路控制系統還配備有保險盒卡槽18和備用保險管，以應對儀器在現場使用過程中因電流過大等原因引起的保險管損毀情況。滷素發生器部件固定在鋁合金箱體內、箱體上安裝有可攜式把手，方便現場試驗儀器的攜帶；還配備有相應的運輸箱，用於長距離運輸。滷素發生器的添加試劑過程如下：在試驗前，若罐內液體液面低於面板上的刻度線時，應及時加液，加液時，先將購買的試劑儲存器的接口和加液管相連，再連接好帶有雙關式快插頭的注入管，將三通閥門調節至「出口」檔，然後緩慢開啟試劑儲存器上自帶的閥門，加液過程中，始終保持試劑儲存器的位置高於滷素氣體發生器20cm以上，通過試劑自身重力流入發生器罐內，當罐內液面達到液位計上限時，關閉試劑儲存器上自帶的閥門，斷開加液管與試劑儲存器和儀器加液口的連接，這時儀器加液口氣門芯閥門自動關閉，阻止試劑倒流出儀器。滷素發生器的試驗操作過程如下：分別連接好壓縮空氣、電源、氣體注入管，並將注入管連接到試驗系統的注入口，緩慢開啟壓空連接管上的閥門，當儲存罐內壓力達到預定值後，緩慢開啟三通閥至「開」檔，此時，壓縮空氣經過三通閥進入儲存罐，然後開啟流量調節閥至試驗系統所需要的濃度，一般需要上遊濃度為10PPM左右，保持流量計流量穩定，發生器既可輸出所需的連續均勻的滷素氣體。當環境溫度較低時，應預先打開控制面板上的電源控制開關，這時電源指示燈和加熱指示燈都亮，當加熱器溫度達到設定溫度後，加熱器停止加熱，加熱指示燈熄滅，這時再緩慢開啟氣路控制系統，輸出所需氣體。通過上、下遊採樣點檢測儀的檢測並記錄上、下遊濃度，計算受試系統的 洩漏率。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其同等技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。