本實用新型涉及核電技術(shù)，具體地指一種地下核電站超聲空氣過濾器。

背景技術(shù)：

核電站在安全殼預(yù)計將發(fā)生超壓失效時，以可控的方式排出部分安全殼內(nèi)的氣體可達(dá)到減壓的目的。這一措施避免了安全殼因超壓造成的完整性喪失，以及放射性的不可控排放。目前的地面核電站中，對安全殼的泄壓過濾主要有干式過濾和濕式過濾兩類。

干式過濾中一般采用砂床過濾，以法國砂床過濾為例，該過濾方式采用顆粒度0.6mm的砂石層對泄壓排放的空氣進(jìn)行機(jī)械去除，達(dá)到過濾的目的。這種過濾方式在對安全殼早期超壓不起作用，且投入使用后，砂石層形成額外的輻射源，給后期處理和維護(hù)帶來極大不便。

濕式過濾一般采用過濾器過濾，以西門子濕式洗滌過濾器為例，該過濾方式采用滑壓運(yùn)行的方式，通過文丘里效應(yīng)將安全殼排氣與洗滌液混合，達(dá)到過濾的目的。這種過濾方式在事故前期和后期過濾效果不明顯，且由于文丘里結(jié)構(gòu)固定，對不同大小的放射性顆粒過濾效果不同。過濾效率高僅針對某一特定大小的顆粒。

地下核電站相對于地面核電站，多了一道地下巖體屏障，其安全性更高。但是在嚴(yán)重事故以及事故后續(xù)處理中，地下核電站地下洞室腔體仍需要過濾排氣。干式過濾和濕式過濾兩種過濾方式的效果都存在缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有背景技術(shù)的不足之處，提出一種地下核電站超聲空氣過濾器，利用超聲波霧化效應(yīng)，將溶劑霧化成微米級微粒，使霧化微粒與放射性微塵、裂變碎片等顆粒充分接觸，并使之滯留在溶劑中，達(dá)到過濾放射性的目的。同時，利用冷凝核化作用，以放射性粒子為凝結(jié)核，形成液滴，起到過濾放射性微粒的目的。

本實用新型的目的是通過如下措施來達(dá)到的：一種地下核電站超聲空氣過濾器，包括筒體，所述筒體內(nèi)部盛有工作溶劑，其特殊之處在于，所述筒體底部設(shè)置有超聲陣列探頭組、頂部設(shè)置有汽水分離器，所述筒體中部設(shè)置有雙曲內(nèi)壁，所述雙曲內(nèi)壁將筒體內(nèi)部從下至上依次分為超聲霧化區(qū)、雙曲管喉區(qū)和霧化混合區(qū)，所述超聲霧化區(qū)的筒體內(nèi)壁設(shè)置有輸入放射性氣體的進(jìn)氣管和排出溶液殘漬的排污管，所述筒體內(nèi)的工作溶劑液面高于進(jìn)氣管，所述汽水分離器的上部出口通過排氣管將過濾后的氣體排出筒體。

在上述技術(shù)方案中，所述雙曲內(nèi)壁為向內(nèi)突出的雙曲線型內(nèi)壁，內(nèi)壁表面光滑，方便凝結(jié)水珠流下，內(nèi)壁材質(zhì)可以為不銹鋼等材料。

在上述技術(shù)方案中，所述超聲陣列探頭組采用高頻超聲震蕩探頭組，探頭組表面為微小的多孔狀結(jié)構(gòu)，孔徑為1～3微米，霧化效果最佳。

本實用新型提供的地下核電站超聲空氣過濾器利用超聲波霧化效應(yīng)和冷凝核化作用，將空氣中含有的放射性微粒滯留在工作溶液中，達(dá)到過濾放射性的目的。同時，由于工作溶液在密閉空間內(nèi)循環(huán)，因此，工作溶液可循環(huán)使用，節(jié)約溶液用量，產(chǎn)生的放射性污染物較少。特殊的雙曲內(nèi)壁結(jié)構(gòu)設(shè)置，促進(jìn)微小的水霧與空氣的放射性微塵、裂變碎片等顆粒相互混合，發(fā)生碰撞、結(jié)合等過程，使得放射性微粒聚集在水霧滴中，不受放射性顆粒大小的限制，過濾效果好、效率高。

附圖說明

圖1為本實用新型一種地下核電站超聲空氣過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.筒體，2.雙曲內(nèi)壁，3.工作溶劑液面，4.超聲霧化區(qū)，5.雙曲管喉區(qū)，6.霧化混合區(qū)，7.超聲陣列探頭組，8.進(jìn)氣管，9.汽水分離器，10.排氣管，11.加液管，12.加液管隔離閥，13.排污管，14.排污管隔離閥，15.液位監(jiān)測器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實施例不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。

本實用新型一種地下核電站超聲空氣過濾器如圖1所示，包括筒體1、設(shè)置于筒體1底部的超聲陣列探頭組7和設(shè)置于筒體1頂部的汽水分離器9。筒體7中部設(shè)置有雙曲內(nèi)壁2，雙曲內(nèi)壁2為向內(nèi)突出的雙曲線型內(nèi)壁，內(nèi)壁表面光滑。雙曲內(nèi)壁2將筒體7內(nèi)部從下至上依次分為超聲霧化區(qū)4、雙曲管喉區(qū)5和霧化混合區(qū)6。筒體1內(nèi)充工作溶劑，如硫代硫酸鈉等。工作溶劑液面3在超聲陣列探頭組7和進(jìn)氣管8入口之上。工作溶劑液面3上部的筒體1外側(cè)設(shè)置有加液管11，其上連有加液管隔離閥12。筒體1底部設(shè)置排污管13，其上連接排污管隔離閥14。筒體1外側(cè)設(shè)置液位監(jiān)測器15，監(jiān)測筒體1內(nèi)工作溶劑液位高度。筒體1頂部設(shè)置排氣管10，汽水分離器9的上部出口通過排氣管10將過濾后的氣體排出筒體1。

地下核電站超聲空氣過濾器運(yùn)行時，含放射性的空氣從進(jìn)氣管8進(jìn)入，超聲陣列探頭組7發(fā)出超聲，超聲陣列探頭組7采用高頻超聲震蕩探頭組，探頭組表面為微小的多孔狀結(jié)構(gòu)，孔徑為1～3微米。超聲陣列探頭組7在超聲霧化區(qū)4將工作溶劑霧化成1～3微米的微小水霧。在雙曲管喉區(qū)5，由于管喉結(jié)構(gòu)收縮，微小的水霧與空氣的放射性微塵、裂變碎片等顆粒相互混合，發(fā)生碰撞、結(jié)合等過程，使得放射性微粒聚集在水霧滴中。其中，放射性碘微粒與水霧中的硫代硫酸鈉反應(yīng)，形成碘離子，從而使放射性碘滯留在溶液中。另一方面，超聲霧化作用形成大量的微小水霧，使液體表面積極大的增加，在筒體1內(nèi)形成飽和水蒸氣，進(jìn)入霧化混合區(qū)6后，由于雙曲內(nèi)壁2結(jié)構(gòu)擴(kuò)張，空氣體積膨脹壓強(qiáng)減小，飽和水汽以放射性微粒為中心發(fā)生凝結(jié)核化作用，形成以放射性微粒為凝結(jié)核的水霧。在汽水分離器9處，含放射性微粒的水霧經(jīng)過汽水分離形成帶放射性的水滴沿雙曲內(nèi)壁2流下，進(jìn)行下一步循環(huán)。經(jīng)過濾后被凈化的空氣從筒體1頂部的排氣管10排出。

經(jīng)過一段較長時間運(yùn)行，筒體1內(nèi)工作溶劑逐漸減少，通過液位監(jiān)測器15監(jiān)測工作溶劑液位，若液位降低，可通過加液管11向筒體1內(nèi)添加工作溶劑。經(jīng)長時間運(yùn)行，筒體1內(nèi)的工作溶劑因過濾較多放射性微粒，其放射性水平增高，可通過設(shè)置的排污管13取出筒體1內(nèi)的工作溶劑進(jìn)行后續(xù)處理，同時，從加液管11加入新的工作溶劑。

其它未詳細(xì)說明的部分均為現(xiàn)有技術(shù)。