新型過濾器箱體的國產化研發

王茂　馬寧　杜彥禮

【摘 要】本文針對目前過濾器在線檢測技術的國內外發展水平及現狀，重點闡述了其國產化研發的重要意義；同時從國產化研發成功后的新型過濾器箱體的“結構及工作原理、主要技術指標、技術創新點及其市場前景預測”四個方面向讀者做了詳細介紹和闡述。

【關鍵詞】在線檢測；新型過濾器箱體；國產化；技術創新

1 過濾器在線檢測技術的國內外發展現狀

現如今，隨著各國核電和核軍工事業的發展，對空氣過濾器及其配套設備的需求也在不斷增加，相應的過濾器在線檢測技術也在不斷完善和發展。目前，國外廠家已實現滿足《ASME AG-1核空氣和氣體處理規范》設計和制造要求的、帶有就地在線檢測裝置及接口的過濾器箱體的設計、制造及供貨。國內過濾器箱體生產廠家雖多，但均無法滿足在箱體內部設置氣溶膠注入、均流及在線檢測，無法實現過濾器箱體與氣溶膠發生器、效率檢測儀、差壓變送器等配套設備的接口安裝及配套供貨，也即無法滿足過濾器箱體在線檢測的機、電、儀一體化的要求。

2 新型過濾器箱體國產化研發意義

該新型過濾器箱體是國家十二五重點規劃項目“中國散裂中子源”涉放專用通風空調系統的關鍵設備之一，用于對主裝置區內帶有感生放射性氣溶膠和粉塵的空氣進行過濾處理。涉放專用通風空調系統為不間斷運行狀態，當箱體內的高效過濾器單元需要更換時，切換至備用過濾器箱體。并對更換后過濾器單元進行過濾效率檢測，只有檢測合格后的HEPA過濾器方可使用。為安全、有效地針對每個過濾器單元進行過濾效率檢測，要求在箱體內設置氣溶膠的注入、均流以及檢測裝置。設備的設計制造必須符合《ASME AG-1核空氣和氣體處理規范》的要求。目前某科研院在“中國散裂中子源”項目中對此模塊化在線檢測過濾器箱體使用需求一直依賴于國外進口。

國內過濾器箱體生產廠家雖多，但均無法滿足在箱體內部設置氣溶膠注入、均流及檢測的機、電、儀一體化的要求。鑒于此種情況，對此新型過濾器箱體的國產化研發意義重大，一方面會給研發單位帶來良好的經濟效益，另一方面也將填補國內該項產品的空白，為核心技術國產化做出貢獻。

3 新型過濾器箱體的結構及工作原理

新型過濾器箱體設備按功能段可分為預過濾段、前置氣溶膠混合段、HEPA過濾段、后置氣溶膠混合段四個部分。

其工作原理為：通過在安裝與通風凈化系統上的過濾器箱體結構上設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生器、效率檢測儀配合使用，來達到過濾器箱體正常通風凈化的狀態下，及時有效的在線檢測箱體內過濾器的效率，實時監測箱體內部過濾器的運行狀況是否良好，從而達到在不影響系統正常運行的前提下及時更換過濾器來確保科研人員人生安全與健康、避免放射性廢氣二次污染室內空氣的目的。

4 新型過濾器箱體的主要技術指標

要求滿足ASME AG-1-2003中各項相關要求及用戶技術規格書中的各項技術指標（包括預過濾器和HEPA過濾器的效率及初阻力、箱體的泄漏試驗、氣流分布試驗、氣溶膠混合均勻性試驗等）要求。

主要指標具體如下：

（1）過濾器箱體在額定風量下的外泄漏率為零。

（2）箱體內HEPA過濾器排架前后的內泄漏率不大于額定風量的0.001%。

（3）滿足氣流分布試驗平均值的±20%以內的要求。

（4）滿足空氣-氣溶膠混合均勻性試驗平均值的±20%以內的要求。

（5）設備外觀及外形尺寸、接口尺寸符合相關要求。

5 新型過濾器箱體的技術創新點

新型過濾器箱體與普通的過濾器箱體相比，主要技術創新點如下：

（1）能夠滿足過濾器箱體的在線檢測的各項技術要求，設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實時的將壓力遠傳給控制中心，再加之與外部的氣溶膠發生器、效率檢測儀配合使用，能夠及時有效的檢測過濾器的效率，監測箱體內部過濾器的運行狀況。若研制成功，此種結構將成為國內首創。

（2）箱體內氣溶膠混合裝置結構設計完全滿足相關標準要求，能夠充分有效地實現空氣和氣溶膠的混合，確保了效率檢測所取樣品的有效性。與國內之前生產的過濾器箱體相比，此結構也是一個創新。

（3）通過箱體外的操作手柄驅動箱體內部的連桿滑塊旋轉機構，可以輕松實現在系統需要檢測效率時，升起混合裝置孔板及篩板，不需要時放倒該孔板及篩板。此種新型的結構設計也是一個創新點。

（4）箱體結構設計的標準化及模塊化也是一個創新點。其標準化主要體現在其過濾單元壓緊裝置及其密封門、氣溶膠混合裝置、效率檢測及試驗接口等結構的標準化設計；其模塊化主要體現在本次開發樣機1FP+1FA的結構可以輕松推廣至多個過濾單元并聯、多級過濾的不同風量的過濾器箱體的設計中去。

（5）與國內常規的過濾器箱體相比，結構上的其他創新點有：

可以更加方便快捷的實現過濾器更換時的“袋進袋出”功能。過濾器的檢修門與殼體之間設置鉸鏈結構，裝卸過濾器時無需拿掉密封門，僅需打開門的四個壓緊螺栓即可；另一方面使用阻燃型、透明且有足夠強度和韌性的專用塑料袋，其上設置有3只專用手套，以便于方便的裝卸過濾器。

6 新型過濾器箱體的市場前景預測

據有關調查顯示，在國家重點科研項目上，“中國散裂中子源”項目對該“新型過濾器箱體”需求量會很大。另外，隨著我國核電技術的發展，核電站核島中空氣凈化產品的在線檢測需求也在逐年增加，此新型過濾器箱體有望給核電單位和核工業科研院所提供成套的“模塊化在線檢測過濾器箱體”。經過一定時間的推廣和應用，該新型過濾器箱體必將有著良好的市場前景。

[責任編輯：楊玉潔]