Пристрій для скиду тиску в атомній електростанції

1. Ус тройс тво д ля с брос а д авления в атомной э лектрос танции с предох ранитель ной оболочкой, сод ержащее выпускное от верс тие и прис оединенные к нему фильтр и дымовую тру бу, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фильтр расположен непосредс твенно за пред ох р ан и те льн ой о бо лочк ой, межд у фильтром и д ымовой тру бой рас положено устройс тво дросс елирования, а между ус т ройс твом д росс елирования и дымовой тру б о й р ас по л о ж е н а п р ед ох р а н и те ль н ая мембрана. 2. Ус тройс тво поп І . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дополнительно содержит скру ббер, причем фильтр и скру ббер расположены в о бщ ем ре зе рву а ре, а с кру б б ер выполнен в виде скру ббера Венту ри и расположен под фильтром. 3. Ус тр о йс тв о п о п. 2, о тл ич ающ ее с я тем, что промывочная жидк ос ть скру б бера сод ержит щелочные вещес тва 4. Ус тройс тво по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в ниж ней час ти резерву ара звезд ообр азно рас по ложен ы нес колько скру бберов В ентури. 5. Ус тройс тво по пп.2-4, о т л и ч а ю щееся тем, что скру бберы В енту ри имеют отнош ение выс оты (Н) к ш ирине горловины (К ), равное Н/К < или - 20. 6. Ус тройс тво по п. 5, о т л и ч а ющ еес я тем, что скру бберы Венту ры имеют от ношение высоты (Н) к ширине горловины (К), равное Н/К = 10. 7. Ус тройс тво по п. 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что скру бберы В ентури имеют мак симальную выс оту (Н), равную Н 100 см. 8. Устройство по пп.5 или 6, о т л и ч з ющ е е с я тем, что скрубберы Венту ри имеют макс имальну ю ш ирину горловины (К), рав ную К = 5 см. 9. Ус тройс тво по п. 8, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что скру бберы В енту ри имеют ш и рину г орловины (К ) равную К = 3 с м. 10. Ус тройс тво по пп.2-7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в промывочной жид кос ти над скру бберами Венту ри расположен отра жательный с епаратор. 11. Ус тройс тво по пп.2-8, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что резервуар соединен тер мос ифонным тру бопровод ом с вну тренним объемом пред охранительной оболочки и вы полнен с возможнос тью обогрева через э тот тру бопровод. 11090 Изобретение касается ус тройс тва с броса давления в атомной э лектрос танции с пред охранительной оболочкой. Извес тны реш ения [ 1 и 2], в которых фильтр, с оед иненный с трубой для отвод а газов, подс оед инен к пред ох ранительной оболочке через ус тройство понижения дав ления. Целью изобретения является ускорение сброса давления за счет повышения массового расхода. Изобретение пояс няетс я с помощью чертежей. На чертежах показаны: фиг.1 - ус тройс тво с броса д авления в кипящ ем реакторе; фиг. 2 - измененное ус тройс тво с брос а давления также в кипящ ем реакторе; фиг.З - резерву ар с о скру ббером и с объединенным с ним фильтрующим узлом из металлического волокна: фиг.4 - устройс тво сброса давления д ля реактора, ох лаждаемого вод ой поддавлением; фиг.5 - устройс тво сброса давления реактора, ох лажд аемого вод ой под д авлением, с отд ельным скруббером и фильтром; фиг.6 - ус тройс тво с броса д авления кипящего реактора с сухими фильтрами без абсорбционной очис тки газов; фиг.7 - выполнение резервуара с сухими фильтрами в соответс твии с фиг.6 в увеличенном масш табе; фиг.8 - компоновка скру бберов В енту ри в том вид е, в каком они могу т использова гься в соответс твии с ниж ней час тью резервуара в соответс твии с фиг.З; фиг. 9 - скрубберы Венту ри в соответс твии с фиг.8 с более низк им уровнем промывочной жидкос ти. На фиг. 1 кипящий реактор д ля производ с тва э лектроэ нергии, например, 1000 Мвт. обозначен его шарообразной пред охранительной оболочкой 1. которая сод ержит ядерный реактор. В предохранительной оболочке 1 отд елена кольцеобразная конденсационная камера 2, которая до зеркала 3 воды заполнена вод ой 4. В конденсационную камеру 2 входят продувочные трубы 5 и 6, так что в с лучае неисправнос ти в предохранительной оболочке 1 появляющийс я пар направляется в воду 4 и конд енсируется. К газовому прос транс тву 7, рас положенному выш е зеркала вод ы 3, подключен выпускной тру бопровод 8, который имеет два включенных пос ледовательно запорных клапана 9 и 10. Трубопровод имеет диаметр 300 мм, Он ох одит в скруббер 11. Скру ббер 11 имеет цилинд рический резервуар 12, который до зеркала 13 жидкости заполнен промывочной жидкос тью 14. Зеркало 13 жидкос ти рас положено примерно на у ровне 3/ 4 резервуара. В д нище 15 резерву ара 12 расположен выпускнойтру боп5 ровод 16, который в нормальном положении заперт запорным клапаном 17. Вблизи д нища 15 на конце впускного трубопровод а 18 расположены впускные сопла 19, так что из них выпущ енный с целью 10 с брос а д авления из пред ох ранительной оболочки 1 объем пара и газа направляется в промывочную жидкос ть 14. Объем газа на своем пу ти вверх через промывочную жидкос ть перес екает три расположенных наоп15 ред е лен ном рас с тоя нии д ру г о т д ру га фильтрующих элемента 20. 21 и 22. Благодаря э тому вымываются рад иоактивные аэ розоли и д ос тигается д езактивация. В ыш е зеркала 13 жид кос ти в возду ш20 ном прос транс тве 23 предус мотрен каплеотделитель 24. При э том речь идет о фильтре гру бой очис тки коничес кой конфигу рации, так что отд еленные капли скатываютс я по вну тренней с тенк е резерву ара 12 вниз и 25 возвращаются в промывочную жидкос ть 14. К крыш ке 25 резерву ара 12 подключен выпускной тру бопровод 26. Он вед ет кд рос сельному ус тройс тву 27 с дву мя параллельно у с та но в ле нн ым и д рос с е ль н ыми 30 клапанами 28 и 29. Дросс ельные клапаны обес печ ивают с брос преоблад ающего в предох ранительной оболечк ^ 1 избыточного давления, например, максимум 5 бар, до атмос ферного д авления. 35 За д росс ельным ус тройс твом 27 выпу скной тру бопровод 30 с условным проходом 800 мм ведет в фильтр 31 тонкой очис тки. Фильтр 31 тонкой очис тки оснащ ен выпускным тру бопровод ом 32. Ус тройс тво 33 д ля 40 измерения давления рас положено перед фильтрующим элементом 34. За фильтрующим элементом 34 предусмотрена точка 35 измерения температу ры. Позицией 36 обозначена точка измерения кис лорода..В филь45 тр е 3 1 тонк о й оч ис тки ос аж д аю тс я мелкодисперс ные аэ розоли размером 1 мкм и менее. Из фильтра 31 тонкой очис тк и выпуск ной тру бопровод 37 также с номинальным 50 вну тренним д иаметром 800 мм вед ет в тру бу 3 для отвода газов. Выпускной тру бопровод оснащен запорным клапаном 39 и в нормальном положении закрыт пред ох раните ль но й мембраной 40, Д авление 55 срабатывания предох ранительной мембраны 40 с ос тавляет, например 5 бар. Кроме того, в тру бе 38 д ля отвод а газов расположен стру йный насос 41, с помощью которого осуществляется надежное смешивание водород а для распределения в атмос фере. 11090 В примере выполнения согласно фиг.2 подключенный к предохранительной оболочке 1 выпускной трубопровод ведет в резервуар 42, в котором установлен фильтр тонкой очистки в форме объединенного фильтрующего узла 43, В данном случае зеркало 13 жидкости расположено в нижней половине резервуара. Конец впускного трубопровода 18 выполнен в форме скрубберов Вентури 44. Поэтому подзеркалом 13 жидкости предусмотрен только еще один фильтрующий элемент 20. Фильтрующий узел 43 включает в себя каскад грубой очистки 45 и концетрически окружающий его каскад тонкой очистки 46. Оба выполнены в виде фильтров из металлического волокна. Осажденная в этих фильтрах вода по трубопроводу 47 возвращается в зону, расположенную ниже фильтрующего ' элемента 20. Дроссельное устройство 27, которое v вновь предназначено для сброса существующего в резервуаре 42 внутреннего давления предохранительной оболочки 1, рассчитано таким образом, что в выпускной трубопровод 30 постоянно попадает одинаковое максимальное количество газа, В этом случае оно удаляется через выполненный в форме заслонки запорный клапан 39, после которого сработала предохранительная мембрана 40 и открылся выход трубопровода 30. На фиг.З изображен объединенный резервуар 42 для скруббера и фильтра в поперечном разрезе в увеличенном масштабе. На фиг. более отчетливо видно, что конец впускного трубопровода 18 с помощью нескольких рукавов 48 подведен к отдельным скрубберам Вентури 44. Поднимающаяся из них газовоэдушная смесь направляется с помощью цилиндрической стенки 49 в среднюю зону фильтрующего элемента 20. Выше зеркала 13 жидкости предусмотрены отводящие трубопроводы 50 для отвода промывочной жидкости из фильтрующего узла 43. Как видно, поперечное сечение резервуара 42 в несколько раз больше поперечного сечения впускного трубопровода 18. Это приводит к тому, что за фильтром существует лишь незначительная скорость газа. Благодаря этому предотвращается унос жидкости. Фильтрующий узел 43 опирается своими фильтрующими элементами (каскадов грубой очистки 45 и каскадом тонкой очистки 46) на кронштейн 51. С его помощью пространство над фильтрующим узлом 43 изолируется, так что газы подаются к выпускному отверстию 52 в направлении стрелки 53. В примере выполнения согласно фиг.4 резервуар 42 подключен к предохранитель ной оболочке 1 реактора, охлаждаемого водой под давлением. При этом промывочная жидкость 14 нагревается ниже эеркзла 13 жидкости с помощью нагревательного кон-5 тура 54, который изготовлен в виде термосифона. Нагревательный контур 54 имеет теплообменник 55, расположенный во внутренней полости предохранительной оболочки. Этот теплообменник с помощью 10 проводов 56 соединен с теплообменником 57, который расположен ниже скрубберов Вентури 44. Дроссельное устройство 27 выполнено в форме дросселя Лаваля таким образом, 15 что отведенные газы истекают максимально со скоростью звука. При этом параллельно с дроссельными клапанами 28 и 29 предусмотрена нитка 58 трубопровода для ограничения количества инертных газов. 20 В примере выполнения согласно фиг.5 устройство сброса давления вновь подключено к предохранительной оболочке 1 реактора, охлаждаемого водой под давлением. Однако здесь скруббер 11 предусмотрен от25 дельно от фильтра 31 тонкой очистки. Из корпуса 59 трубопровод ведет обратно в резервуар 12. Однако скруббер 11 может и отсутствовать, так что в наличии имеется только 3G фильтр, который нагружается в соответствии с повышенным давлением в предохранительной оболочке. 1. Пример этого показывает фиг.1. Подключенный к газовому пространству 7 кон35 денсационной камеры 2 выпускной трубопровод 8 с запорным клапаном 10, который выполнен для спуска конденсата под напором, ведет в резервуар с фильтрами 60, которые эксплуатируются с плавно 40 меняющимся давлением. От днища резервуара 61, который более подробно изображен на фиг.7, трубопровод 62 для отвода конденсата, который оснащен надлежащим регулирующим устройством, ведет к сбор45 ному резервуару или через обратный клапан в объеме воды 4 конденсационной камеры 2. Выпускной трубопровод 37 через регулятор 63 расхода в форме сопла Лаваля введен в трубу 38 для отвода газов, Устрой50 ство сброса давления в соответствии с фиг,6 может быть использовано также для предохранительной оболочки реактора, охлаждаемого водой под давлением. Резервуар 61 имеет, например, диа55 метр 2.5 м и точно такую же высоту. В нижнюю половину входит трубопровод В, который в центре заканчивается направленным аниз коленом 64. Днище 65 резервуара пок рыто конденс атом 66, температура которого с помощью нагрева 11090 ющего устройс тва 67 поддерживается около 100°С, чтобы избежать повышения концентрации в связи с примеш иванием водорода. В верх ней половине резерву ара 61 концентрически расположены фильтр 68 предварительной очис тки и фильтр 69 тонкой очис тки. Фильтр 68 предварительной очис тки с лужит в первую очередь вод оотд елител е м и п ри н е о бх од и мо с ти м ож е т промываться. Фильтр 69 тонк ой очистки выполнен в вид е волокнис того фильтра как аэрозольный фильтр с параметрами пропускания в нескольк о мкм. Скру бберы Венту ри 44, как э то изображено на фиг.8 и 9, могу т быть также пос ажены по несколько ш ту к на горизонтальных трубках 70, которые в виде звездочки расходятся от центрального подвод ящ его тру бопровода 71. Они выполнены в вид е круглых и прямоу гольных тру бок В енту ри и имеют ширину горловины К = 3 см и выс оту Н = 30 см. Поэ тому можно обойтись небольшими размерами резерву ара 42, в особеннос ти тогда, когд а выше скру бберов Венту ри 44 расположены отражающие у ловители 72, которые имеют лишь небольшие проход ные отверс тия и прос тираютс я по всему поперечному сечению резервугра 42. Отражающие уловители, как пок азано на фиг.8, могу т быть расположены ниже зеркала 13 жидкости. Од нако зеркало вод ы, как показано на фиг.9, может рас полагаться также ниже отражающих уловителей 72, так что тру бки Венту ри могу т свободно проду ватьс я без перекрытия водой. Отражающие у ловители 72 привод ят дополнительно к уравновеш иванию потока через поперечное сечение резерву ара. В данном реш ении предусмотрена эксплу атация фильтра с зависящим от д авления в пред охранительной оболочке плавно изменяющимся давлением. Ч ем выше давление, тем больше весовой расход при лишь слегка уменьшенной с тепени очис тки филь тром. Поэ тому обходятс я меньшими фильтрами, более тонк ими тру бопровод ами и арматурой и т.д. Фильтрация может осущес твляться с помощью различных фильтров, которые включаются пос лед овательно друг за дру гом. При э том первый более грубый фильтру ющ ий э лемент может ис пользоватьс я предпочтительно в две с тупени д ля отд еления влаги и обратно промываться, в то время как втор ой фи ль тру ющ ий э лемент, предпоч тительно с загру зкой металлическим волок ном 2-4 мкм. экс плуатиру етс я в сухом вид е с целью осаждения мелкод ис перс ных аэ розолей д ля коэ ффициента дез ак тив аци и от 1000 д о 10000. Эта 8 двухступенчатая фильтрация хорош о также подходит для случая, когда добавлена очистка с помощью скру бберов. П р и э к с п л у а та ц и и к о м б и н а ц и и из 5 скру ббера и фильтров, в час тнос ти, выс окопроизводительног о фильтра гру бой очис тки с загрузкой волокна из выс окос ортной с тали в качес тве водоотделителя и фильтров тонкой очис тки д ля ос ажд ения мелкодис 10 перс ных аэ розолей, в режиме работы с плавно изменяющимся избыточным д авлением д ос тигаетс я высокоэ ффективное задерж ание аэрозолей и йода из ис текающих из пред ох ранительной оболочки газов из15 быточного д авления (пред отвращение выбр ос а в а тмос фе ру ) пр и к о мп ак тно й конс трукции. Скру ббер при э том может обеспечить значительное осаждение грубых аэрозолей. 20 Дос тигается очистка более 99 % час тиц микрометрической величины. Дос тигаетс я так же больш ой процент ос ажд ения мелких аэрозолей, например, более 80%. Пу тем перемеш ивания щелочных су б25 с танций к промывочной жидкос ти можно добиться абсорбции йод а в промывочной жидкос ти, При э том по причине сжатия газа получаетс я максимальное нагружение массы. Это д опускает минимально возможные 30 поперечные сечения пропускных трубопровод ов и обеспечивает под ачу небольшого количес тва промывочной жидкос ти. Давление в скруббере, подогнанное к давлению в безопасной с иловой оболочке, препятс тву35 ет, кроме того, ис парению промывочной жидкос ти, так что д ос тигается д лительная независ имос ть в отношении подпитки промывочной жидкос тью. Плавно изменяющееся давление может 40 регу лироваться пассивно с помощью критического уменьш ения давления д ля равномерного пропу с ка, так что нагру жение скруббера и фильтров в соответс твии с о скоростью всегда находится в пределах опти45 мальных границ. При э том скруббер ифильтры могут нагружаться од инак овым д авлением. Однако изобретение может быть реализовано и с различными давлениями, чтобы получить определенные распределения потоков. 50 Скру бберы и/или фильтры могу т эксплуатироватьс я с повышенной температу ро й, п р ед п оч ти те л ьн о с в ыш е 1 00 ° С. Необходимое для э того и д ля предварительной инертизации тепло может также отби55 ратьс я через теплоперед ающий конту р с азотом и вод яным паром из пред охранительной оболочки, из которой должно сбрасываться давление. Устройство для сброса давления выполнено таким образом, что ус тройс тво для ре It 090 гулирования давления расположено между фильтром и трубой для отвода газов. Устройство для регулирования давления может быть дроссельным устройством, которое ведет в пространство с атмосферным давлением. Предпочтительно дроссельное устройство рассчитано для работы в области скорости звука (критическое уменьшение нагрузки), потому что тогда можно избежать перегрузки компонентов за счет слишком высокой скорости газа. Скруббер и фильтр могут быть расположены в общем корпусе, причем фильтр предпочтительно посажен на внешней стенке резервуара. Благодаря этому строительные затраты удается поддерживать на низком уровне. Так как резервуар должен передавать давление предохранительной оболочки, он может быть помещен в предохранительной оболочке, так что на стенку резервуара практически не оказывает воздействие разностное давление. Скруббер выполнен предпочтительно в виде скруббера Вентури Новой и особенно предпочтительной является "укороченная" форма скрубберов Вентури, отношение высоты которых к ширине горловины составляет максимум 20, предпочтительно около 10, причем максимальная высота не должна превышать 100 см, а ширина горловины 5 см. Выше скруббера Вентури рекомендуется использовать отражательный уловитель, в частности, в промывочной жидкости. Фильтр состоит из пористого материала и содержит предпочтительно филыр из металлического волокна в качестве фильтра тонкой очистки и предвключенный каплеотделитель. При этом впускная зона соответствующего резервуара фильтра может быть выполнена таким образом, что небольшая скорость в так называемых вакуумных трубках обеспечивает отделение крупных капель. С этой целью, например, поперечное сечение потока между скруббером и фильтром может в несколько раз превышать поперечное сечение впуска в скруббер. Необходимое отделение мелких капель диаметром около 10 мкм осуществляется с помощью каскада фильтра предварительной очистки из металлического волокна или с помощью фильтра из пористой керамики. В непосредственно подключенном на небольшом удалении каскаде фильтра тонкой очистки из металлического волокна осуществляется задержание наиболее мелких аэрозолей. При этом благодаря работе с повышенным давлением в узел фильтра тонкой очистки при постоянной скорости обтекания и при работе, например, с давлением 5 бар, практически только в области 10 мелких аэрозолей получается несколько пониженная степень осаждения, Однлко при необходимости она может быть компенсирована, например, путем предварительной 5 и последующей обработки. Действующий при необходимости как фильтр предварительной очистки каскад влагоотделения может быть с помощью фильтрующего материала тонкой очистки 10 выполнен таким образом, что с помощью предвключенного скруббера Бентури, помимо осаждения мелких капель, одновременно достигается также высокоэффективное отделение мелкодисперсных 15 аэрозолей с коэффициентами дезактивации более 100 по всему диапазону давления. Кроме того, благодаря осаждению значительного количества пыли в скруббере надежно удается избежать возникающей, 20 особенно при эксплуатации фильтров с толстым слоем металлического волокна при по~ вишенном давлении, проблемы концентрации пыли, которая при наличии соответственно небольших фильтрующих 25 поверхностей легко приводит к превышению аккумулирующей способности таких фильтров. Закладка преобладающей части активностей в фильтре предварительной очистки или в скруббере и частичная обрат30 ная промывка активностей из фильтра предварительной очистки части кэплеотделителя в промывочную жидкость или в сливной трубопровод конденсатора дают преимущество закладки относительно не35 большого количества активностей в жидкостях {предотвращаются сбросы активностей в атмосферу при повышениях паропроизводительности), а текже создаются оптимальные возможности отвода повтор40 ного тепла, что приводит к повышению общей эксплуатационной надежности. С помощью работающего в области скоростей Лаваля дополнительно подключен45 ного дроссельного устройства, которое предпочтительно оснащено сверхзвуковым диффузором, обеспечивается при максимальном сбросе давления в случае аварии достаточная разгрузка предохранительной 50 оболочки и предотвращается превышение допустимых скоростей газа в устройстве задержания активных веществ. Кроме того, особенно при наличии высоких долей концентрации водорода в результате постоян55 ного избыточного дзвіенчя в процесс©, предотвращается прорыв и кислорода, и при соответствующей компоновке дроссельного и соплового устройства обеспечивается возможность надежного выделений водорода в окружающую среду благодаря 11 11090 использованию э нергии сжатия без исполь зования ус тройс тв д ля сжигания. При промывке пу тем добавления других химикалиев о вид е упомяну тых щелочных субстанций для абс орбции йод а оказывает 12 ся также влияние на поверхнос тное натяжение, и, тем самым, на распыление капель и разбрызгивание аэрозолей таким образом, что д ос тигаетс я повышенная с тепень осаж дения. Фиг.-? 32