[发明专利]一种过滤收集器

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆工程技术领域，尤其涉及一种用于收集高温气冷堆一回路氦气中放射性石墨粉尘的过滤收集器。

背景技术

高温气冷实验堆HTR-10是世界上目前唯一正在运行的球床式高温气冷堆，其从燃料、堆芯、一回路的结构与材料设计和一回路氦气循环、燃料装卸方式及通过堆芯的方式，都与球床模块式高温气冷堆核电站项目HTR-PM（High Temperature Modular Pebble Bed Reactor Project)具有极大的相似性。研究高温气冷堆裂变产物堆内释放行为及一回路中的传输行为，获得裂变产物行为的规律，从而得到高温气冷堆辐射安全性的直接验证，既是高温气冷堆固有安全性论证的一个重要方面，也是高温气冷堆安全分析的基础。

HTR-10和HTR-PM示范工程都采用颗粒球形燃料元件，成千上万个直径约为900um的燃料颗粒弥散在石墨基体之中形成直径为6cm的球形燃料元件，其中燃料颗粒采用TRISO包覆颗粒的形式，即在直径约为500um的UO2燃料核芯外再依次包覆疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层。在正常运行工况下高温气冷堆一回路中放射性物质主要来自燃料元件释放的放射性裂变产物，而燃料元件释放的裂变产物又主要来自破损燃料颗粒和基体石墨的铀污染。在高温气冷堆正常运行过程中，燃料元件在堆芯中多次通过，燃料元件相互摩擦以及与装卸料系统管壁等摩擦，会造成石墨从燃料元件磨蚀下来进入一回路氦气系统，形成石墨粉尘。一回路系统中可沉积的裂变产物有一部分会沉积吸附到石墨粉尘上，而石墨粉尘随着氦气循环的过程中也会逐渐沉积在一回路管道表面。当一回路氦气流突然发生较大变化时（比如产生一回路失冷失压事故时），石墨粉尘比沉积在一回路金属表面的裂变产物更容易再悬浮起来，使得一回路氦气中的放射性物质浓度急剧增加，如果此时一回路氦气大量流向环境，则将造成放射性释放量的大量增加，成为事故的重要源项。

目前，对于石墨粉尘和裂变产物的吸附关系并不清楚，而HTR-10中石墨粉尘的成分、浓度、粒径分布以及粉尘载带的固体裂变产物的放射性比活度（Cs-134、Cs-137、Ag-110m和I-131）都需要进行实验测量。HTR-10氦净化系统中的尘埃过滤器，其过滤元件为管状结构，只有特定的过滤孔径，无法方便的进行安装、拆卸和测量，也不能对一回路中放射性石墨粉尘按照粒径大小进行分级过滤收集。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种过滤收集器，以克服现有技术中不能对一回路氦气中的放射性石墨粉尘按照粒径大小进行逐级过滤收集的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种过滤收集器，该过滤收集器包括入口变径法兰、入口配对法兰、外套筒、内套筒、过滤元件、出口配对法兰和出口变径法兰；

所述入口配对法兰的第一端面与入口变径法兰连接，第二端面与外套筒的第一端面连接；

所述出口配对法兰的第一端面与外套筒的第二端面连接，第二端面与出口变径法兰连接；

所述过滤元件和内套筒均位于外套筒的内部，且所述内套筒与过滤元件靠近出口配对法兰的一端相接触；所述过滤元件靠近入口配对法兰一端的过滤孔径大于靠近出口配对法兰一端的过滤孔径。

其中，所述过滤收集器还包括压环螺母，其位于外套筒内，与外套筒可拆卸连接，且与过滤元件靠近入口配对法兰的一端相接触。

进一步，所述压环螺母与外套筒之间采用螺纹连接，且压环螺母上设有能够配合专用扳手的凹槽。

其中，所述入口配对法兰的第一端面与入口变径法兰通过第一密封件连接，所述入口配对法兰的第二端面与外套筒的第一端面相焊接。

其中，所述出口配对法兰的第一端面与外套筒的第二端面相焊接，所述出口配对法兰的第二端面与出口变径法兰通过第二密封件连接。

进一步，所述入口变径法兰、入口配对法兰、外套筒、出口配对法兰和出口变径法兰位于同一轴线上。

其中，所述过滤元件包括不锈钢圆环、过滤圆片及密封圈；所述密封圈位于不锈钢圆环与外套筒之间；所述过滤圆片位于不锈钢圆环内，且与不锈钢圆环相焊接。

其中，所述外套筒靠近出口处设有台阶，内套筒和台阶之间通过垫片和弹性件压紧；所述垫片位于内套筒和弹性件之间。

进一步，所述弹性件为碟形弹簧。

（三）有益效果