检修期间核电安全壳内挥发性有机化学品的挥发特性研究

发布时间：2021-03-21 08:45

　　针对核电安全壳内检修期间挥发性有机化学品挥发量及挥发特性不明确,由此可能带来火灾隐患的问题,使用一种密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统,对其中具有较高挥发性的有机化学品的挥发组分进行了定性和定量测定。测试了6种挥发性有机化学品,获得了化学品的挥发动力学曲线及拟合方程,并通过计算获得了其挥发速率方程。以检修期间化学品使用厚度为0.5mm为例,以挥发时间t=1h和t=2h时的挥发速率对该6种化学品完全挥发时间进行了计算,结果表明:用量最大的威第尔清洗剂的挥发时间分别达到23.46h（挥发速率r（t=1h）,40℃）及33.31h（r（t=2h）,40℃）,实测挥发时间为27.4h;螺栓清洗剂的挥发时间分别达到49.59h（r（t=1h）,40℃）和69.43h（r（t=2h）,40℃）,实测的挥发时间为60.0h;以最大挥发时间计,有望显著缩短安全壳打压前的通风时间。研究结果对于缩短检修时间、提高机组运行效率具有重要指导意义。 

【文章来源】：西安交通大学学报. 2020,54(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

3种化学品的实测挥发曲线

本文对表1所列化学品在40℃时的气相浓度随时间的变化关系进行了测定，并拟合了动力学曲线。受限于篇幅，图1仅给出了油漆固化剂的挥发曲线，并以此为例，展示了有机化学品的挥发特性及根据所测得的数据拟合的挥发动力学曲线及方程。由于整个测试系统为密闭体系，气相中的有机物与液相中的有机物存在动态平衡。随着气相中有机物浓度的升高，其挥发速率逐渐下降，最终达到平衡状态。因此，气相中有机物浓度曲线符合Cm-history模型，拟合方程与式（1）一致。通过对表1中6种核电安全壳内的主要化学品的挥发动力学特性进行测试，拟合获得了各组分的挥发动力学方程。对挥发动力学方程进行求导，可获得挥发速率方程，如表2所示。图1 温度对固化剂挥发性动力学特性的影响

图1 温度对固化剂挥发性动力学特性的影响根据挥发浓度方程及由其求导获得的挥发速率方程，对所使用的有机化学品的挥发时间进行计算。为了验证获得的数据对于实际打压过程的指导意义，选择用量较大及挥发速率较低的威第尔清洗剂（达赛特）、螺栓清洗剂和挥发速率较高的NEOL-UBE No.2润滑剂，进行了挥发时间计算值及实际挥发时间测试值之间的比较，其中实际测试的挥发曲线如图2所示。由于r(t=0）是环境中有机物浓度为0时的挥发速率，与实际情况并不相符，因此选择挥发速率r(t=1h）和r(t=2h）计算挥发时间。假定需要挥发的液膜厚度为化学品使用过程中可能用到的最大液膜厚度0.5mm，其计算值及测试值如表3所示。从表3数据可知，以挥发速率r(t=2h）计算所得挥发时间大于按r(t=1h）计算得到的挥发时间；根据测定获得的挥发时间数据可知，测量值略小于按照r(t=2h）计算所得的挥发时间。根据保守性原则，为了确保打压密封前化学品尽可能挥发完全，按照r(t=2h）的挥发速率所计算的挥发时间具有更高的保守性。由于威第尔清洗剂（达赛特）是壬烷和癸烷异构体组成的混合物，其中壬烷挥发速度高，所需挥发时间较短，而威第尔清洗剂完全挥发的决定因素在于癸烷的挥发时间，与实际挥发时间较为接近。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3092573