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研究方向

Research Field

  • 建筑环境气载污染物治理
  • 核通风与净化技术及装备
  • 建筑环境放射性污染监测
  • 受限空间放射性污染治理
  • 装配式建筑节能技术
  • 相变蓄能墙体机理
  • CFD在HVAC领域的应用

  • 受限空间放射性污染治理技术与装备

    来源:admin     发布时间:2019-04-24     作者:admin     点击次数:122 
          通过与参建单位湖南省核三力技术工程有限公司开展产学研合作,结合各自的技术优势,研制出核级空气净化装置、水处理活性炭碘过滤器等技术与装备,极大的降低了受限空间中的放射性污染;研发的核岛高效气溶胶净化装置解决了原有产品功能单一、自动化程度低的技术难题,是国内唯一的核净化自动化装备。中心在受限空间放射性污染治理方面的主要发展方向如下。


    1)地下工程受限空间放射性污染物防护技术研究

          通过对地下工程受限空间氡析出机理、氡及其子体迁移扩散规律以及净化与监控技术三个方面的研究,力求在地下空间氡渗流-扩散的机理理论与氡及氡子体迁移扩散理论、地下复杂环境氡防护通风降氡和调控技术(风流净化技术),以及地下空间防氡新材料与高效净化等方面取得突破。

          ①地下工程受限空间氡析出机理研究。对地下工程空间中氡扩散-渗流析出展开研究,深化现有以浓度梯度为动力的氡扩散及以压力梯度为动力的渗流载运(气载和水载)氡析出理论。开展以地下工程空间温度梯度为动力的对流载运氡析出研究,掌握地下空间氡对流的机理和热湿交换机理。开展地下工程空间三差耦合氡析出机理研究,建立氡析出数学模型。

          ②地下工程受限空间氡及其子体迁移扩散规律研究。研究地表及地下压差作用下的微渗流理论,构建岩层多孔介质渗流和通风网络耦合模型,建立岩层与通风气流热湿交换和通风气流氡分布的计算方法。通过实验和数值模拟相结合的方法模拟预测氡及其子体在空间中的运动趋势,研究存在均匀污染源(如巷道壁)或集中污染源(如地下高大空间等)的情况下空间氡及子体浓度分布情况,建立节点处通风气流汇合或分流时氡及其子体浓度变化的数学计算模型,掌握复杂条件下受限空间氡及其子体迁移扩散规律。

          ③地下工程受限空间氡及其子体控制与净化技术研究。研究地下空间可控循环风技术方法,并与深井降温、空气预热等结合,对地下工程空间通风方式及需风量进行探讨。重点研究在不提高地下工程空间总新鲜风量的情况下,提高工作面的有效风量,改善地下工程工作面的气候条件和净化风流,建立地下工程空间通风降温排氡风量计算标准、通风降氡技术标准和设计标准。同时,开展地下工程空间氡及其子体净化技术研究,运用气溶胶空气动力学性质,研究氡子体等放射性污染的净化机理和复合净化技术,开展地下空间防氡材料研究工作,研发阻氡效果好、吸氡能力强的建筑及装修材料。除此之外,研究地下工程空间氡及其子体环境系统的可靠性和安全性的影响机制,建立地下空间防氡安全管理体系及人员放射性防护安全规范。

    2)核岛受限空间放射性污染物高效净化装备研制

          操作工人在核岛受限空间内对核电站设备进行更换、维修以及清理时,会受到放射性气溶胶和放射性碘的威胁,本研究方向研制放射性气溶胶及放射性碘高效净化装置,并对其进行自动控制一体化研究及设备轻量化减容设计,研发出一套自动化程度高的新型核岛放射性污染物净化集成技术与装备,有效降低现场作业人员内照剂量,提高现场工作环境安全性,促进我国核电运营管理水平的提高和核电产业的发展。具体开展以下研究:

    ①新型放射性气溶胶高效过滤器研发。开展新型高分子过滤材料研究,研制适合放射性气溶胶的高效过滤组件。同时,开展放射性气溶胶高效过滤器自动控制系统研究,通过优化RS485总线数据通信模块,建立过滤器风量信号传感系统与辐射剂量探测传感系统之间的信息传递通路,并联动风量调节和压差调节系统,实现放射性气溶胶高效过滤器运行、调控以及维护一体化的自动控制过程,提高设备运行效率,降低设备运营成本。此外,结合计算机三维数值仿真技术对过滤器结构进行优化,通过对净化器箱体结构以及顶紧装置的研究,增强设备的密封性、可靠性,减小设备重量和体积。

    ②新型高效碘吸附器研发。碘吸附器是去除核电厂房空气中放射性碘污染物的核心环保设备。针对传统浸渍活性炭碘吸附材料因密度大、颗粒粒径小,导致吸附设备外护板上孔隙率较低,从而影响吸附效果的问题。开展新型碘吸附材料研发,通过对活性炭纤维性能进行研究,研发高效活性炭纤维,并采用大穿孔率外护板,以此达到改善吸附效果、降低运行阻力的目标。此外,开展碘吸附器框架轻量化和减容化研究,寻求新型强度好,耐高温、重量轻、耐辐射、渗透性低、可降解的新型复合材料。

    ③新型水处理活性炭碘过滤器研发。水净化放射性碘过滤器是利用颗粒煤基活性炭进一步去除机械过滤器出水中的放射性碘物质。首先,通过对吸附材料的含碳量、分子量以及比表面积进行研究,研发比重轻、孔隙率大、耐磨性强、吸附容量大的新型过滤器所填煤基活性炭材料。其次,开展过滤器滤料再生研究,采用逆向水流反洗工艺,分析过滤器前后压差以及供水参数对滤料清洗效果的影响,提高逆向水流对过滤材料上截留物的冲洗效率,延长活性炭达到饱和吸附容量时间。最后,开展碘过滤器内部结构优化研究设计,通过研究过滤组件之间不同组合形式对有效过滤面积、过滤效率以及过滤器阻力的影响,得到最佳的过滤模块组合方式,提高过滤器工作效率,减少运行成本。

    ④放射性污染物净化集成技术与应用研究。集成放射性气溶胶过滤系统、碘吸附系统以及水处理碘过滤系统,研发基于PAO材料的放射性污染物过滤效率检测装置,结合RS485总线数据传递系统以及控制系统,研究集中式控制系统结构,基于“C#”、“三层结构”和“面向对象”等设计理念,实现由工业计算机、智能化仪表和机械执行部件构成的全自动控制系统,开发放射性污染物净化一体化成套技术与装备。