Пристрій для очистки потоків паро-газових сумішей, утворюючихся при сбросі надлишкового давління з-під захисних оболонок атомних електростанцій

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Целью изобретения является повышение эффективности очистки парогазовых см.есей при одновременном повышение экономичности процесса очистки. Устройство включает резервуар с моющим раствором, размещенные в резервуаре трубопроводы для подвода очищаемой парогазовой смеси с установленными на них моющими устройствами Вентури, фильтрующие элементы из металлических волокон, каплеотдепители, обогревательный элемент, линию выпуска жидкости, а также трубопроводы для выпуска из резервуара очищенной парогазовой смеси. При этом трубопроводы для подвода очищаемой парогазовой смеси с установленными на них моющими устройствами Вентури погружены в моющий раствор таким образом, что верхняя часть устройств Вентури. снабжег ная отбойными пластинами, выступает над уровнем моющего раствора, расположен ным в районе половины высоты резервуара. Устройство позволяет достичь эффективного уровня очистки парогазовых смесей от аэрозолей и элементарного иода выше 99% при одновременном повышении экономичности процесса очистки, 3 з.п. ф-лы, 9 ил. Изобретение относится к области охра-1 ны окружающей среды, а точнее к области очистки парогазовых смесей, образующихся под защитными оболочками атомных электростанций. Цель изобретения - повышение эффективности очистки парогазовых смесей при одновременном повышении экономичности процесса очистки, На фиг,1 изображено устройство, подключенное к защитной оболочке атомной электростанции и системе выпуска очищенной парогазовой смеси, общий вид; на фиг.2 -вариантустройства, при котором трубы, на которых крепчтг.я устройства Вентури, параллельны друг друїу. разрез; на-фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - вариант устройства, при котором трубы, на которых крепятся устройства Вентури, наклонена друг к другу, разрез; на фиг 5 - разрез Б-В на фиг.4; на фиг.6 - компоновка моющего устройства Вентури в виде плоских аппара тов Вентури; на фиг.7 - компоновка моюще го устройства Вечтури в ниде круглч* аппаратов Вентури; на фиг,В - сопло Вент/ри с двумя зонами впуска при нагрузке си половинной до полной; на фиг 9 - сопло Вентури с двумя зонами впуска при частичной нагрузке менее 20% от полной. Изображенная (фиг, 1) защитная оболочка 1 не показанного кипящего реактора выполнена в виде стального шара В ее стенке іV о 1718740 предусмотрен ввод трубопровода 2, из которого выходит дренажный трубопровод 3 По холу доенажного трубопровода 3 установлены два одинаковых отсечных клапана 4 и 5 с приводом от двигателей, между которыми предусмотрено контрольное подключение 6 для проверки герметичности. Внутренний диаметр дренажного трубопровода 3 составляет 250 мм. Через подключение 7 может подаваться азот, например для инертизации. Дренажный трубопровод 3 с двумя ветвями 8 и 9 подходит к противоположным сторонам лежащего резервуара 10 высокого давления, в котором устанавливаются моющие устройства 11 Вентури. которые выступают над уровнем 12 моющего раствора 13. Над моющим устройством 11 Вентури расположены фильтры из металлически-х волокон 14, за которыми включены каплеотделители 15. От них выпускные трубопроводы 16 и 17 ведут к выпускной линии 18. которая ведет к трубе 19 для отвода газов. Выпускная линия 18 начинается обратным клапаном 20, за которым подключается прибор для измерения давления. Подключение дросселя 21 обеспечивает работу предшествующих выпускной линии 18 частей дренажного устройства, в первую очередь моющего устройства 11 Вентури и фильтров 14 из металлических волокон, при переменном давлении, так, что постоянно достигается максимальный расход. Параллельно дросселю 21 установлен запорный клапан 22. За клапаном установлена разрывная мембрана 23, подобранная под внутренний диаметр 250 мм выпускной трубы 18. щадь, расположен перфорированный лист 30, служащий для выравнивания условий обтекания Из фиг 2 и 3 видно, что фильтры 14 из 5 металлических волокон и каплеотделители 15 выполнены в виде трех, расположенных вдоль резервуара 10 высокого давления фильтров 31-33. каждый из которых состоит из двух параллельных полос а и Ь. Полосы, 10 расположенные по вертикали, опираются друг на друга для быстрейшего снятия возникающих от потока нагрузок Они обтекаются в направлении, указанном стрелками 34. Рамы 35 параллельных полос a, b филь15 тров 31-33 охватывают по 3 металловолокнистых слоя толщиной 5-20 мм. Толщина волокон различна Она составляет во внутреннем слое от 2 до Ifi, преимущественно 4 fJ. , в то время как внешние слои имеют 20 толщину волокон от 8 до 20/і , в большинстве от 12 до 15,и. Рамы 35 параллельных полос а, Ь фильтров 31-33 связаны сверху защитными крышками Ограниченное внутреннее пространство ведет к сборникам 36 25 на концах фильтрующих рядов, к которым подключены выпускные трубопроводы 16 и 17. От нижней стороны 37 фильтров 31-33 отводящая жидкость трубы 38 ведет сквозь перфорированный лист 30 в нижнюю часть 30 объема моющего раствора В изображенном на фиг 4 и 5 варианте моющего устройства 11 Вентури отрезки труб 25' и 26' наклонены относительно горизонтали на угол 39, составляющий 5-15°. 35 Перпендикулярно отрезкам труб 25', 26' прифланцованы сопла моющего устройства 11 Вентури таким образом, что их входные На фиг.2 и 3 изображен один из варианотверстия 40 находятся на различной высотов конструкции резервуара 10 высокого те под уровнем 12 моющего раствора 13. давления с моющим устройством 11 Венту- 40 Сопла Вентури расположены уступами по ри, в котором при помощи нагревательного высоте таким образом, что их концы на одипатрона 24 может быть произведен предванаковой высоте подходят к общей отбойной рительный подогрев в пусковом режиме. пластине 29, которая проходит прямолинейВидно, что ветви 8 и 9 дренажного трубопно в горизонтальном направлении, как это ровода 3 ведут к двум прямолинейным, па- 45 показано на фиг 4 Фильтры из металличераллельным друг другу горизонтальным ских волокон 14 выполнены попарно в четы•отрезкам труб 25 и 26, на которых при поморех частях 41-44, в соответствии с щи фланца 27 коепятся два отклоненных изобретением состоят из различной толщидруг от друга моющих устройства 11 Вентуны волокон слоев и установлены на пластири под прямым углом к осям горизонталь- 50 не 45, которая отделяет сборник 36 снизу ных отрезков труб 25 и 26. Выходное На фиг 6 изобоажена в увеличенном отверстие 28 моющего устройства 11 Вентумасштабе деталь 11 ' моющего устройства ри выступает над уровнем 12 моющего рас11 Вентури плоского исполнения, которая твора 13 до отбойной пластины 29, поднимается вертикально вверх от отрезка служащей каплеотделителем. Непосредст- 55 трубы 25 Как видно длины труб Вентури венно под уровнем 12 моющего раствора • детали 11" в направлении отрезка трубы 25 13. который располагается несколько выше различны. Длины могут, например соотнополовины высоты резервуара 10 высокого ситься 1:1,5.2'3:6 При этом предусматривадавления и, следовательно, занимает наиются два входных отверстия 40 и 40' , большую возможную по горизонтали пло 1718740 расположенные друг над другом. Расстояние А между входными отверстиями 40", 40" равно пятикратной ширине горловины. Изображенные на фиг.7, проходящие под прямым углом к отрезку трубы 25 вверх 5 круглые сопла 1 V" Вентури, которые расположены на равных расстояниях друг от друга, тоже имеют два входных отверстия 40"' и 40"". Расстояние между входными отверстиями 40'" и 40" ' А в три раза больше 10 ширины горловины В. На фиг.8 и 9 изображен принцип действия обоих входных отверстий 40'", 40"" при различных нагрузках сопел. При этом фиг.8 изображает работу в диапазоне между по- 15 ловиной и полной нагрузкой. Здесь через входные устройства моющий раствор равномерно всасывается, как это показано стрелками 46 и 47 При еще меньшей нагрузке, например при нагрузке, равной 20% от 20 максимальной, возникает петлевой эффект, когда моющий раствор 13 поступает только в зоне выходного отверстия 40"', как показано стрелкой 46. Расположенная выше зона выходного отверстия 40"" уже имеет 25 небольшое избыточное давление, большее чем разница в давлении жидкости Поэтому в зоне выходного отверстия 40"" жидкость и пар выходят в направлении, указанном стрелкой 48. 30 Устройство работает следующим образом. В обмывочный аппарат вводят за счет избыточного давления,"служащего рабочим давлением, выходной поток очищаемой па- 35 рогазовой смеси из-под защитной оболочки атомной электростанции. Выходной поток, проходя на большой скорости через моющий раствор, подпитывает им систему очистки. Желательно использовать скорости не 40 менее 50 м/с, на которых происходит очень эффективное удержание аэрозолей При не-' большом расходе потока на скоростях менее 50 м/с эффективность аэрозолеотделения уменьшается до 90-95%. Парогазовый поток 45 с захваченными каплями и остатками аэрозолей осушается и доочищэется в тонковолокнистом фильтре. Комбинация обмывочный аппарат - волокнистый фильтр действует таким обра- 50 зом, что уменьшение эффективности очистки обмывочным аппаратом, в особенности при малых расходах газа, полностью компенсируется тем, что увеличивается время прохождения пзрогазоЕого потока через 55 волокнистый фильтр и за счет этого повышается эффективность фильтрации. Коэффициент дезактивации достигает 100 и более Тем самым достигают без дополнительного регулирования мощности постоянной, вы сокой степени очистки от аэрозолем. Д-> улучшения очистки от иода в применяемых плоских или круглых аппаратах Вентури предусматривают на расстоянии, равном или более двойной ширины горловины, вторую ступень подпитки моющим раствором, В этой зоне ширина горловины увеличена на 5-20%. При помощи этой второй ступени в аппарате Вентури вдвое увеличивается коэффициент захвата моющего рзствора и вместе с тем удваивается соответственно и поверхность массообмена для сор&ции иода, что особенно важно при малом времени прохождения газового потока через аппарат Вентури. Поэтому предлагаемая конструкция выгодна тем, что не зависит от уровня жидкости. Для продления способности раствора к задержанию иода в него вводят щелочи и восстановители. При минимальной нагрузке {например, 20% расчетной производительности)^ второй ступени возникает дополнительная циркуляция раствора за счет падения капель. Благодаря такой работе становится возможным компенсировать ограниченный выброс моющего раствора в конец аппарата ВеНТурИ ЦИрКуЛЯЦИеЙ (Обменом ЗЗСТВОРЁ) В самом аппарате) Свободная продувка выгодна еще и тем, что не происходит подьема уровня растеора газовым потоком. После аппарата Вентури включаются отделители для отделения раствора. Металловоло'^нистые фильтры выполнены в виде тонких плоских фильтров или свечей с уменьшающимся диаметром от 2 до 20,« . Металлические волокна закреппяют обжатием или заливкой металлом в рамах. Для тонкого отделения выброшенных парогазовым потоком капель непосредственно к фильтру или в конце пространства между фильтрами устанавливают гравитационные каплеотделительные элементы Отделяемая жидкость далее обеспечивает непрерывное смывание аэрозолей из фильтров в моющий раствор При этом во избежание чрезмерной конденсации в начале работы моющий раствор подогревают. Блггодаря небольшой высоте установки Вентури она может быть размещена в лежачем сточки зрения воздействия внутреннего давления в цилиндрическом pcjepnyape, состоянии. Необходимо чтобы с началом работы после подогрева рэстоорз хотящим конденсирующимся паром в районе половины высоты (приблизительно v верхней кромки аппарата) оставалась свободной как можно большая поверхность, чтобы имел место лишь небольшой поді.ем уровня 1718740 жидкости Понижение уровня жидкости возможно до уровня, расположенного несколько выше шлица аппарата Вентури так, чтобы регулирование уровня становилось необходимым лишь после более 24 ч работы уст- 5 ройства Размещение аппаратов Вентури на нескольких различных уровнях дополнительно улучшает характер частичной нагрузки на аппараты Плоские фильтры из металлического волокна размещают пре- 10 имущественно попарно, причем они опираются друг на друга, так, что нагрузки от нэпрерывно действующих или внезапно возникающих усилий потока взаимно погашаются. Размещение фильтров - свечей 15 производят преимущественно горизонтально с непосредственным последовательным каплеотделителем 8 Формула изобретения 1. Устройство для очистки потоков парогазовых смесей, образующихся при сбросе избыточного давления из-под защитных оболочек атомных электростанций, включающее резервуар высокого давления с моющим раствором, моющие устройства Вентури, расположенные внутри резервуара высокого давления в объеме моющего раствора, каплеотделители и волокнистые фильтры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки парогазовых смесей при одновременном повышении экономичности очистки, выходные отверстия моющих устройств Вентури расположены выше уровня моющего раствора в зоне наибольшего горизонтального сечения резервуара высокого давления, причем над выходными отверстиями моюУстройство Вентури и фильтры включащих устройств Вентури установлены отбойют в работу открытием запорной арматуры 20 ные пластины для каплеотделения, а над на защитной оболочке или предохранительповерхностью моющего раствора располоной мембране жены фильтры из металлических волокон, Для защитных резервуаров особенно каждый из которых состоит из трех слоев, низкого давления сочетание таких моющих причем толщина волокон во внешних слоях устройств с необходимым рабочим давлени- 25 каждого из фильтров составляет от 8 до 20ji ем < 0,3 бар и оптимальных при потере рабово внутреннем слое - от 2 до "Ju, а толщина чего давления трубопроводов и арматуры каждого слоя фильтров составляет 10-20 мм. обеспечивает возможность снижения давления 2 Устройство поп І . о т л и ч з ю щ е е При помощи помещенной втрубопрово- 30 с я тем, что в резервуаре высокого давления де заслонки можно создать избыточное давс моющим раствором размещены две разление в моющем устройстве, которое дает лично наклоненные относительно горизонвозможность уменьшить габариты этого устали трубы на которых под прямым углом тройства. расположены моющие устройства Вентури, В конструкции согласно изобретению 35 имеющие различную длину и оканчивающиеся в одной горизонтальной плоскости. более просто и, следовательно, более дешевым способом выходной поток парогазовой 3 Устройство по пп 1-2, о т л и ч а ю щ е е смеси при сбросе избыточного давления изс я тем, что моющие устройства Вентури в под защитных оболочек атомных электрообъеме моющего раствора имеют в направстанций, при помощи свободно 40 лении движения парогазовой смеси две расобдуваемого моющего устройства Вентури положенные на расстоянии одна от другой с пассивным приводом и включенными навходные зоны, причем расстояние между прямую многослойными элементами из мезонами не менее двойной ширины горловиталлических волокон, с влагоотделением ны - моющего устройства Вентури очищается от аэрозолей с эффективностью 45 не менее 99% и от элементарного иода с 4 Устройство п о п і . о т л и ч а ю щ е е эффективностью также не менее 99% при с я тем, что фильтры из металлических волоболзе компактной конструкции очищающекон объединены друг с другом попарно. го устройства 1718740 'иг 1 75 3S 'ІГрттптптп = I i l l I 1I I1I M i l I1 і 1 1 іі і 1 1 Ч і 11 І Mi MI | i II і і і її І |И M i l і 11 і «I ! 1 1 1 ' 1111 D i l i 111 тлтггттгг I 1 1 Фиг 2 -I—I -tt 1718740 32 Ю ФигЗ ФигЧ б 37a 33 338 1718740 Фиг 5 29 Фиг б 1718740 29 -г~\ гл /~\ /™л Put.7 Z9 1718740 Редактор В Данко Составитель А.Юдин Техред М.Моргентал Корректор М Демчик Заказ 893 Тираж Подписное BHl/ІИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина. 101 г