[發明專利]核級水過濾器濾芯濾材及其制備方法

有效

• 申請號: 201910557935.2
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110252031B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 楊超;石玉強;吳耀春;姚嘉蘭
• 申請（專利權）人: 南京玻璃纖維研究設計院有限公司
• 主分類號: B01D39/20
• 分類號: B01D39/20
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 王秀娟

本發明公開了一種核級水過濾器濾芯濾材及其制備方法，核級水過濾器濾芯濾材包括由堿金屬含量大于9％的微玻璃纖維棉制成的基材及貼合在基材上下兩面的無紡布；基材與無紡布通過浸漬在水性樹脂中經負壓抽吸后干燥粘結在一起。通過該方法制得的濾材過濾精度≤1μm，透氣度在200Pa壓力下≥36L/m²/sec，抗張強度≥0.2kN/m；具有較強的耐水流沖擊能力，經23℃±2℃、50g/L(5％)的氫氧化鈉溶液處理7天的強度保留率可達60％以上，滿足核電站一回路的水質要求。

技術領域

本發明涉及核電站水過濾技術領域，尤其涉及一種核級水過濾器濾芯濾材及其制備方法。

背景技術

一回路作為壓水堆核電站的主動脈，其安全性在整個核電站中顯得尤為重要。在一回路系統中，存在以膠體形式存在于水中的腐蝕產物、懸浮的固體顆粒物以及各類離子，腐蝕產物粒徑大都在5μm以上，它們在反應堆回路傳熱表面沉積，使傳熱效率降低。當累積過多時，可能造成堆芯局部流道阻塞或換熱面過熱，引起嚴重事故。另外，停堆檢修時，沉積的活化腐蝕產物中的放射性，給維修工作帶來很多麻煩。此外，Cl^-、F^-、SO₄^2-、SiO₂、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等離子的析出也應控制在允許的范圍內。這是因為Cl^-和F^-會使一回路壓力邊界的不銹鋼發生應力腐蝕開裂，SO₄^2-會使蒸汽發生器一回路側發生開裂，從而破壞一回路壓力邊界屏障的完整性，造成放射性泄漏；SiO₂、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等形成的硅酸鹽和氧化物，其溶解度具有負溫度系數的特點，將在反應堆冷卻劑系統溫度最高的部件即元件棒表面優先沉積，可能使元件棒表面的沉積物致密，影響堆芯的反應性。因此，為了保證核電站能穩定運行，提高過濾器的過濾精度，以避免多余物質在回路中的過量積聚，有著十分重要的意義。與此同時，由于核電站水流速較高，提高過濾器在高流速水流沖擊下的強度保留率十分重要。

現有的濾紙多采用無堿玻璃纖維制得，并通過熱壓或冷壓的方法貼合無紡布以提高強度，但是核電站水質偏堿性，無堿纖維會遭受較為嚴重的侵蝕，同時冷壓和熱壓的工藝會使得粘結膠在結構中分布不均，甚至造成堵孔現象，對濾材透氣性和過濾精度造成了負面影響。隨著核電對于一回路水質要求的提升，過濾器的過濾精度已逐漸從幾十個微米提高到1μm以下，如何在保持過濾精度的同時提高濾材在高水流量下的強度保留率一直是本領域技術人員研究的重點和難點。

發明內容

為解決現有核級水過濾器濾芯濾材過濾精度低、耐水流流沖擊能力差的技術問題，本發明提供一種核級水過濾器濾芯濾材及其制備方法，通過該方法制得的濾材過濾精度≤1μm，透氣度在200Pa壓力下≥36L/m²/sec，抗張強度≥0.2kN/m；具有較強的耐水流沖擊能力，經23℃±2℃、50g/L(5％)的氫氧化鈉溶液處理7天的強度保留率可達60％以上，滿足核電站一回路的水質要求。

本發明采用的技術方案是：

一種核級水過濾器濾芯濾材，包括由堿金屬含量大于9％的微玻璃纖維棉制成的基材及貼合在基材上下兩面的無紡布；基材與無紡布通過浸漬在水性樹脂中經負壓抽吸后干燥粘結在一起。

為了進一步提高濾材的抗張強度，優選所述水性樹脂為水性聚氨酯樹脂、水性環氧樹脂、水性丙烯酸酯樹脂或水性酚醛樹脂中的至少一種。

為了進一步提高濾材的過濾精度，優選所述基材由至少兩種打漿度的微玻璃纖維棉與長度為5～10mm的玻璃纖維短切絲按質量百分比(90～100)：(0～10)配比后，通過濕法抄造制成；所述打漿度在34～60°SR范圍內選擇。