新型過(guò)濾器箱體的國(guó)產(chǎn)化研發(fā)

王茂　馬寧　杜彥禮

【摘 要】本文針對(duì)目前過(guò)濾器在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展水平及現(xiàn)狀，重點(diǎn)闡述了其國(guó)產(chǎn)化研發(fā)的重要意義；同時(shí)從國(guó)產(chǎn)化研發(fā)成功后的新型過(guò)濾器箱體的“結(jié)構(gòu)及工作原理、主要技術(shù)指標(biāo)、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及其市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)”四個(gè)方面向讀者做了詳細(xì)介紹和闡述。

【關(guān)鍵詞】在線(xiàn)檢測(cè)；新型過(guò)濾器箱體；國(guó)產(chǎn)化；技術(shù)創(chuàng)新

1 過(guò)濾器在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)如今，隨著各國(guó)核電和核軍工事業(yè)的發(fā)展，對(duì)空氣過(guò)濾器及其配套設(shè)備的需求也在不斷增加，相應(yīng)的過(guò)濾器在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)也在不斷完善和發(fā)展。目前，國(guó)外廠(chǎng)家已實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)足《ASME AG-1核空氣和氣體處理規(guī)范》設(shè)計(jì)和制造要求的、帶有就地在線(xiàn)檢測(cè)裝置及接口的過(guò)濾器箱體的設(shè)計(jì)、制造及供貨。國(guó)內(nèi)過(guò)濾器箱體生產(chǎn)廠(chǎng)家雖多，但均無(wú)法滿(mǎn)足在箱體內(nèi)部設(shè)置氣溶膠注入、均流及在線(xiàn)檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)過(guò)濾器箱體與氣溶膠發(fā)生器、效率檢測(cè)儀、差壓變送器等配套設(shè)備的接口安裝及配套供貨，也即無(wú)法滿(mǎn)足過(guò)濾器箱體在線(xiàn)檢測(cè)的機(jī)、電、儀一體化的要求。

2 新型過(guò)濾器箱體國(guó)產(chǎn)化研發(fā)意義

該新型過(guò)濾器箱體是國(guó)家十二五重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目“中國(guó)散裂中子源”涉放專(zhuān)用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，用于對(duì)主裝置區(qū)內(nèi)帶有感生放射性氣溶膠和粉塵的空氣進(jìn)行過(guò)濾處理。涉放專(zhuān)用通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為不間斷運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)箱體內(nèi)的高效過(guò)濾器單元需要更換時(shí)，切換至備用過(guò)濾器箱體。并對(duì)更換后過(guò)濾器單元進(jìn)行過(guò)濾效率檢測(cè)，只有檢測(cè)合格后的HEPA過(guò)濾器方可使用。為安全、有效地針對(duì)每個(gè)過(guò)濾器單元進(jìn)行過(guò)濾效率檢測(cè)，要求在箱體內(nèi)設(shè)置氣溶膠的注入、均流以及檢測(cè)裝置。設(shè)備的設(shè)計(jì)制造必須符合《ASME AG-1核空氣和氣體處理規(guī)范》的要求。目前某科研院在“中國(guó)散裂中子源”項(xiàng)目中對(duì)此模塊化在線(xiàn)檢測(cè)過(guò)濾器箱體使用需求一直依賴(lài)于國(guó)外進(jìn)口。

國(guó)內(nèi)過(guò)濾器箱體生產(chǎn)廠(chǎng)家雖多，但均無(wú)法滿(mǎn)足在箱體內(nèi)部設(shè)置氣溶膠注入、均流及檢測(cè)的機(jī)、電、儀一體化的要求。鑒于此種情況，對(duì)此新型過(guò)濾器箱體的國(guó)產(chǎn)化研發(fā)意義重大，一方面會(huì)給研發(fā)單位帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，另一方面也將填補(bǔ)國(guó)內(nèi)該項(xiàng)產(chǎn)品的空白，為核心技術(shù)國(guó)產(chǎn)化做出貢獻(xiàn)。

3 新型過(guò)濾器箱體的結(jié)構(gòu)及工作原理

新型過(guò)濾器箱體設(shè)備按功能段可分為預(yù)過(guò)濾段、前置氣溶膠混合段、HEPA過(guò)濾段、后置氣溶膠混合段四個(gè)部分。

其工作原理為：通過(guò)在安裝與通風(fēng)凈化系統(tǒng)上的過(guò)濾器箱體結(jié)構(gòu)上設(shè)置的氣溶膠注入裝置、氣溶膠濾前濾后混合均勻裝置、氣溶膠濾前及濾后的取樣裝置，與箱體外部的氣溶膠發(fā)生器、效率檢測(cè)儀配合使用，來(lái)達(dá)到過(guò)濾器箱體正常通風(fēng)凈化的狀態(tài)下，及時(shí)有效的在線(xiàn)檢測(cè)箱體內(nèi)過(guò)濾器的效率，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)部過(guò)濾器的運(yùn)行狀況是否良好，從而達(dá)到在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下及時(shí)更換過(guò)濾器來(lái)確?？蒲腥藛T人生安全與健康、避免放射性廢氣二次污染室內(nèi)空氣的目的。

4 新型過(guò)濾器箱體的主要技術(shù)指標(biāo)

要求滿(mǎn)足ASME AG-1-2003中各項(xiàng)相關(guān)要求及用戶(hù)技術(shù)規(guī)格書(shū)中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)（包括預(yù)過(guò)濾器和HEPA過(guò)濾器的效率及初阻力、箱體的泄漏試驗(yàn)、氣流分布試驗(yàn)、氣溶膠混合均勻性試驗(yàn)等）要求。

主要指標(biāo)具體如下：

（1）過(guò)濾器箱體在額定風(fēng)量下的外泄漏率為零。

（2）箱體內(nèi)HEPA過(guò)濾器排架前后的內(nèi)泄漏率不大于額定風(fēng)量的0.001%。

（3）滿(mǎn)足氣流分布試驗(yàn)平均值的±20%以?xún)?nèi)的要求。

（4）滿(mǎn)足空氣-氣溶膠混合均勻性試驗(yàn)平均值的±20%以?xún)?nèi)的要求。

（5）設(shè)備外觀及外形尺寸、接口尺寸符合相關(guān)要求。

5 新型過(guò)濾器箱體的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

新型過(guò)濾器箱體與普通的過(guò)濾器箱體相比，主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）能夠滿(mǎn)足過(guò)濾器箱體的在線(xiàn)檢測(cè)的各項(xiàng)技術(shù)要求，設(shè)置了氣溶膠注入裝置、氣溶膠濾前濾后混合均勻裝置、氣溶膠濾前及濾后的取樣裝置。其上配置的差壓變送器能夠?qū)崟r(shí)的將壓力遠(yuǎn)傳給控制中心，再加之與外部的氣溶膠發(fā)生器、效率檢測(cè)儀配合使用，能夠及時(shí)有效的檢測(cè)過(guò)濾器的效率，監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)部過(guò)濾器的運(yùn)行狀況。若研制成功，此種結(jié)構(gòu)將成為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。

（2）箱體內(nèi)氣溶膠混合裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完全滿(mǎn)足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠充分有效地實(shí)現(xiàn)空氣和氣溶膠的混合，確保了效率檢測(cè)所取樣品的有效性。與國(guó)內(nèi)之前生產(chǎn)的過(guò)濾器箱體相比，此結(jié)構(gòu)也是一個(gè)創(chuàng)新。

（3）通過(guò)箱體外的操作手柄驅(qū)動(dòng)箱體內(nèi)部的連桿滑塊旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可以輕松實(shí)現(xiàn)在系統(tǒng)需要檢測(cè)效率時(shí)，升起混合裝置孔板及篩板，不需要時(shí)放倒該孔板及篩板。此種新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。

（4）箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化及模塊化也是一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。其標(biāo)準(zhǔn)化主要體現(xiàn)在其過(guò)濾單元壓緊裝置及其密封門(mén)、氣溶膠混合裝置、效率檢測(cè)及試驗(yàn)接口等結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；其模塊化主要體現(xiàn)在本次開(kāi)發(fā)樣機(jī)1FP+1FA的結(jié)構(gòu)可以輕松推廣至多個(gè)過(guò)濾單元并聯(lián)、多級(jí)過(guò)濾的不同風(fēng)量的過(guò)濾器箱體的設(shè)計(jì)中去。

（5）與國(guó)內(nèi)常規(guī)的過(guò)濾器箱體相比，結(jié)構(gòu)上的其他創(chuàng)新點(diǎn)有：

可以更加方便快捷的實(shí)現(xiàn)過(guò)濾器更換時(shí)的“袋進(jìn)袋出”功能。過(guò)濾器的檢修門(mén)與殼體之間設(shè)置鉸鏈結(jié)構(gòu)，裝卸過(guò)濾器時(shí)無(wú)需拿掉密封門(mén)，僅需打開(kāi)門(mén)的四個(gè)壓緊螺栓即可；另一方面使用阻燃型、透明且有足夠強(qiáng)度和韌性的專(zhuān)用塑料袋，其上設(shè)置有3只專(zhuān)用手套，以便于方便的裝卸過(guò)濾器。

6 新型過(guò)濾器箱體的市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，在國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目上，“中國(guó)散裂中子源”項(xiàng)目對(duì)該“新型過(guò)濾器箱體”需求量會(huì)很大。另外，隨著我國(guó)核電技術(shù)的發(fā)展，核電站核島中空氣凈化產(chǎn)品的在線(xiàn)檢測(cè)需求也在逐年增加，此新型過(guò)濾器箱體有望給核電單位和核工業(yè)科研院所提供成套的“模塊化在線(xiàn)檢測(cè)過(guò)濾器箱體”。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的推廣和應(yīng)用，該新型過(guò)濾器箱體必將有著良好的市場(chǎng)前景。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]