一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置和方法，所述装置包括：蒸汽发生控制模块、流速和冷凝模块、数据采集和处理模块以及过滤器测试模块；蒸汽发生控制模块包括蒸汽发生器和功率调节器；流速和冷凝模块包括依次连接的加热软管、恒流泵和冷凝管，恒流泵和冷凝管之间通过耐压玻璃管连接；所述流速和冷凝模块第一端通过加热软管与蒸汽发生控制模块连接，第二端通过冷凝管与数据采集和处理模块第一端连接，数据采集和处理模块第二端通过耐压玻璃管连接的过滤器测试模块。本发明专利技术提供的装置和方法可模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的过程，运用于实验研究，可获取相关的基础参数，并用于研发高效过滤器的滤芯材料和后处理火灾事故的预防措施制定。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置和方法
本专利技术属于核
，具体涉及一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置和方法。
技术介绍
乏燃料后处理厂是实现核燃料的回收利用，并有利于核废物的妥善处置的处理厂，是实现核燃料闭式循环的一个重要环节。普雷克斯流程(Purex)是用磷酸三丁酯萃取法从辐照核燃料中回收铀、钚的一种化工过程，是现今最有效、最成功的后处理流程。脉冲柱在后处理厂又称萃取柱，能够将乏燃料溶解液中铀和钚，通过萃取的方式分离出来，是后处理Purex流程中极为重要的环节。脉冲柱内的溶液由煤油-磷酸三丁酯混合溶剂和硝酸/硝酸盐溶液组成。假设脉冲柱出现破口，内部溶液全部泄漏，遇到火源或者达到一定温度便能引燃。其能直接或间接地影响与安全相关的建(构)筑物、系统和部件的起火。由于空间狭小，一旦发生火灾，周围温度迅速上升。在高温下，泄漏出的溶液中部分煤油和磷酸三丁酯发生蒸发，煤油和磷酸三丁酯热解生成挥发性蒸汽，以及硝酸高温分解出氮氧化物，这些蒸汽和气体与水蒸气形成酸性的混合蒸汽，在烟道流动过程中，逐渐降温冷凝形成小液滴。在经过烟气过滤器的时候，会粘附在过滤器中，从而堵塞过滤器，导致烟气不能及时排出使得烟道过压，使得过滤器发生变形甚至破坏过滤器，而含有放射性的气溶胶会释放到环境中。此外，这些附着在过滤器上的液滴呈酸性和强氧化性，能够腐蚀过滤器，导致过滤器失效，最终含放射性的气溶胶释放入环境中。因此，有必要专利技术了一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置和方法，对其进行实验研究，获取相关的基础参数，并用于研发高效过滤器的滤芯材料和后处理火灾事故的预防措施制定。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置和方法，可模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的过程，运用于实验研究，可获取相关的基础参数，并用于研发高效过滤器的滤芯材料和后处理火灾事故的预防措施制定。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置，所述装置包括蒸汽发生控制模块、流速和冷凝模块、数据采集和处理模块以及过滤器测试模块；所述蒸汽发生控制模块包括蒸汽发生器和功率调节器；所述流速和冷凝模块包括依次连接的加热软管、恒流泵和冷凝管，恒流泵和冷凝管之间通过耐压玻璃管连接；所述流速和冷凝模块第一端通过加热软管与蒸汽发生控制模块连接，第二端通过冷凝管与数据采集和处理模块第一端连接，数据采集和处理模块第二端通过耐压玻璃管连接的过滤器测试模块。进一步的，所述装置还包括空气过滤器，所述空气过滤器第一端为进气口，第二端通过耐压玻璃管连接所述蒸汽发生器。进一步的，所述装置还包括尾气处理模块，所述尾气处理模块第一端通过玻璃管连接所述过滤器测试模块，第二端为出气口。进一步的，所述数据采集和处理模块包括温度、压力、流速的测试仪表和数据采集器。进一步的，所述过滤器测试模块中滤芯可更换，所述滤芯为玻璃纤维、活性炭、涤纶纤维或金属丝网。本专利技术采用的另一种技术方案是：一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将过滤器测试模块中安装预设滤芯；(2)取预设体积的预设溶液加入蒸汽发生控制模块，直至所述溶液并稳定蒸发；(3)启动恒流泵，将其调节至预设流速，采用加热软管将蒸汽发生器的蒸汽接入恒流泵；(4)数据采集器自动记录测试数据，实验结束取下过滤器的滤芯进一步分析处理。进一步的，预设溶液为水、硝酸溶液、煤油、磷酸三丁酯溶液、丁醇溶液或乙酸乙酯溶液中的至少一种。进一步的，所述滤芯为玻璃纤维、丙纶纤维、涤纶纤维、泡沫塑料、活性炭和金属丝网中的任意一种。进一步的，步骤(4)中滤芯进一步分析处理具体包括：将过滤器滤芯用电子天平测试实验前后的重量变化，分析过滤器对蒸汽的吸收能力；采用光学显微镜、扫描电镜等方式观测过滤器实验前后的结构变化，分析蒸汽对过滤器的腐蚀情况。进一步的，实验完成后可得到的物理参数包括通道内的气体温度、气体压力、气体流速及过滤器的增重量。本专利技术的效果在于，采用本专利技术所述的装置和方法，可模拟不同蒸汽成分、不同蒸汽浓度、不同通风速率下蒸汽对过滤器的影响，还可模拟不同滤芯材料蒸汽的过滤效果和不同滤芯厚度蒸汽堵塞过滤器的情况，将其运用于实验研究，可获取相关的基础参数，并用于研发高效过滤器的滤芯材料和后处理火灾事故的预防措施制定。附图说明图1是本专利技术所述装置一实施例的结构示意图；图2是本专利技术所述方法一实施例的技术路线图；图3是本专利技术所述方法一实施例的流程示意图。图中：1-尾气处理装置；2-可装载不同实验滤芯的过滤器；3-温度、压力、流速的测试仪表；4-数据采集器；5-冷凝管；6-耐压玻璃管；7-恒流泵；8-加热软管；9-蒸汽发生器；10-功率调节器；11-空气过滤器。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。参阅图1所示，图1是本专利技术所述装置一实施例的结构示意图。所述装置包括：蒸汽发生控制模块、流速和冷凝模块、数据采集和处理模块以及过滤器测试模块。所述蒸汽发生控制模块包括蒸汽发生器9和功率调节器10。蒸汽发生器9可以存放各种实验用的溶液，如放水、硝酸溶液、煤油、磷酸三丁酯、丁醇或乙酸乙酯等。功率调节器10可以对蒸汽发生器9内的溶液进行加热蒸发，通过调节功率的大小可以调节蒸汽的产率。所述流速和冷凝模块包括依次连接的加热软管8、恒流泵7和冷凝管5，恒流泵7和冷凝管5之间通过耐压玻璃管6连接。恒流泵7启动时用于抽取蒸汽发生器9内产生的蒸汽，同时调节恒流泵7的功率可控制耐压玻璃管6内的空气流速。对于易冷凝的蒸汽采用加热软管8输送，防止蒸汽在管道内直接冷凝。对于不易冷凝的蒸汽采用冷凝管5冷却降温。所述流速和冷凝模块第一端通过加热软管8与蒸汽发生控制模块连接，第二端通过冷凝管5与数据采集和处理模块第一端连接，数据采集和处理模块第二端通过耐压玻璃管6连接的过滤器测试模块。所述装置还包括空气过滤器11，所述空气过滤器11第一端为进气口，第二端通过耐压玻璃管6连接所述蒸汽发生器9。空气过滤器11可装置避免受外界空气干扰和防止蒸汽发生器9中蒸汽外逸。所述装置还包括尾气处理模块1，所述尾气处理模块1第一端通过玻璃管连接所述过滤器测试模块，第二端为出气口。通过过滤器2的废气经尾气处理模块1处理后，达到空气排放标准排入空气。所述数据采集和处理模块包括温度、压力、流速的测试仪表3和数据采集器4。在过滤器测试模块前端装有测试仪表3包括温度计、流速计和压力计。蒸汽流经该处，通过数据采集器4可以实时监测蒸汽的温度和流速以及管道内的压力。通过分析管道压力的变化情况分析过滤器2的堵塞情况。所述过滤器测试模块为可装载不同实验滤芯的过滤器2。所述过滤器测试模块中滤芯可更换，所述滤芯为玻璃纤维、活性炭、涤纶纤维或金属丝网等。实验前后，采用电子天平测试重量变化，分析过滤器2对蒸汽的吸收能力。实验前后，可采用光学显微镜、扫描电镜等方式观测过滤器2的结构变化，从而分析蒸汽对过滤器的腐蚀情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置，其特征在于，所述装置包括：蒸汽发生控制模块、流速和冷凝模块、数据采集和处理模块以及过滤器测试模块；所述蒸汽发生控制模块包括蒸汽发生器和功率调节器；所述流速和冷凝模块包括依次连接的加热软管、恒流泵和冷凝管，恒流泵和冷凝管之间通过耐压玻璃管连接；所述流速和冷凝模块第一端通过加热软管与蒸汽发生控制模块连接，第二端通过冷凝管与数据采集和处理模块第一端连接，数据采集和处理模块第二端通过耐压玻璃管连接的过滤器测试模块。

【技术特征摘要】
1.一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置，其特征在于，所述装置包括：蒸汽发生控制模块、流速和冷凝模块、数据采集和处理模块以及过滤器测试模块；所述蒸汽发生控制模块包括蒸汽发生器和功率调节器；所述流速和冷凝模块包括依次连接的加热软管、恒流泵和冷凝管，恒流泵和冷凝管之间通过耐压玻璃管连接；所述流速和冷凝模块第一端通过加热软管与蒸汽发生控制模块连接，第二端通过冷凝管与数据采集和处理模块第一端连接，数据采集和处理模块第二端通过耐压玻璃管连接的过滤器测试模块。2.根据权利要求1所述一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置，其特征在于，所述装置还包括空气过滤器，所述空气过滤器第一端为进气口，第二端通过耐压玻璃管连接所述蒸汽发生器。3.根据权利要求1所述一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置，其特征在于，所述装置还包括尾气处理模块，所述尾气处理模块第一端通过玻璃管连接所述过滤器测试模块，第二端为出气口。4.根据权利要求1所述一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置，其特征在于，所述数据采集和处理模块包括温度、压力、流速的测试仪表和数据采集器。5.根据权利要求1所述一种模拟蒸汽堵塞和腐蚀过滤器的装置，其特征在于，所述过滤器测试模块中滤芯可更换，所述滤芯为玻璃纤维、活性炭、涤纶纤维或金属丝网...

【专利技术属性】
技术研发人员：连一仁，孙树堂，贾林胜，孙洪超，庄大杰，孟东原，陈磊，王学新，王任泽，李国强，张建岗，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14