Спосіб розвантаження тиску на аес та пристрій для його здійснення

1. Способ разгрузки давления на АЭС, включающий осушение и очистку от аэрозолей разгрузочного газового потока, выходящего из защитной оболочки в атмосферу, при помощи металловолоконного фильтра, установленного на выпускной линии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что разгрузочным газовым потоком высокого давления обогревают установленное на выпускной линии молекулярное сито, после прохождения через металловолоконный фильтр разгрузочный газовый поток сушат путем расширения и высушенный разгрузочный газовый поток приводят в непосредственный контакт с молекулярным ситом, причем металловолоконный фильтр эксплуатируют с давлением, составляющим по меньшей мере 1,2 от давления на молекулярном сите. 2. Способ по п. 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что молекулярное сито эксплуатируют с переменным давлением между 5 бар и атмосферным давлением. 3. Способ по п. 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что расширение разгрузочного потока для осушения регулируют посредством дросселирования. 4. Способ по одному из пп. 1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что разгрузочный поток расширяют между защитной оболочкой и атмосферой в нескольких ступенях. 5 Устройство для разгрузки давления на АЭС, содержащее выпускную линию для разгрузочного газового потока, выходящую из защитной оболочки в атмосферу, с установленным на ней металловолоконным фильтром, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что на выпускной линии дополнительно установлено размещенное в цилиндрическом резервуаре молекулярное сито кольцевой формы, причем молекулярное сито размещено в зоне разгрузочного газового потока с высоким давлением и снабжено дроссельным устройством, расположенным после металловолоконного фильтра перед непосредственным входом в молекулярное сито. 6. Устройство по п. 5, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что металловолоконный фильтр и молекулярное сито расположены на выпускной линии внутри защитной оболочки. 7. Устройство по п. 5 или 6, о т л и ч а ющ е е с я тем, что молекулярное сито и металловолоконный фильтр расположены в одном общем резервуаре. 8. Устройство по п. 7, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в нижней части общего резервуара образовано пространство для сбора конденсата. 9. Устройство по п. 8, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что общий резервуар содержит газоочиститель Вентури. 10. Устройство по п. 5 или 7, о т л и ч аю щ е е с я тем, что перед молекулярным ситом расположено сужение поперечного сечения дли равномерного распределения разгрузочного потока. 11. Устройство по любому из пп. 5-7, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что резервуар с молекулярным ситом содержит нагревательные элементы с внешним питанием. С > ю ел ел о 22155 Изобретение относится к области регулировки давления, в частности, к области регулировки давления разгрузочного газового потока при прохождении воды на АЭС и может быть использовано для сброса дав- 5 ления иа АЭС Наиболее близким способом разгрузки давления на АЭС является способ, согласно которому разгрузочный газовый поток, выходящий из защитной оболочки в атмосфе- 10 ру, подвергают сушке и очистке, пропуская его через металловолоконный фильтр, установленный на выпускной линии. Для лучшего улавливания и поглощения йода на выпускной линии устанавливают целый ряд 15 других фильтров и газоочиститель Вентури. При этом нагрев фильтрующего материала осуществляют в специальном теплообменнике [1]. Однако известный способ не обеспечи- 20 вает высокую степень фильтрации йода при разгрузке защитной оболочки, требует значительных расходов и имеет недостаточно низкую вероятность отказа. В качестве прототипа "выбрано также 25 устройство для разгрузки давления на АЭС, которое содержит выпускную линию для разгрузочного газового потока, выходящую из защитной оболочки в атмосферу, и установленные на ней металловолоконные 30 фильтры с расположенным за ними газоочистителем Вентури. Для нагрева фильтрующего материала металловолоконного фильтра устройство снабжено специальным теплообменником [1]. 35 Однако, такое устройство не обеспечивает высокую степень фильтрации йода при разгрузке защитной оболочки, является дорогим и имеет значительные конструктивные размеры. 40 Кроме того, разгрузка давления по АЭС может быть рентабельной лишь при крайне низкой вероятности отказа. В основу изобретения положена задача создания такого способа разгрузки давле- 45 ния на АЭС, который за счет пропускания через нагретое разгрузочным газовым потоком высокого давления молекулярное сито высушенного разгрузочного газового потока, обеспечит высокую степень фильтрации 50 йода при разгрузке защитной оболочки реактора при одновременном снижении затратных расходов и вероятности отказа. В основу изобретения положена также задача создания такого устройства для раз- 55 грузки давления на АЭС, которое за счет установки на выпускной линии молекулярного сита в зоне разгрузочного газового потока с высоким давлением, снабженного дроссельным устройством, расположенным после металловолоконного фильтра непосредственно перед входом в молекулярное сито, обеспечит высокую степень фильтрации йода при разгрузке защитной оболочки реактора при одновременном снижении затратных расходов конструктивных размеров и вероятности отказа. Согласно изобретению эта задача решается за счет предложенного способа разгрузки давления на АЭС, включающего осушение и очистку от аэрозолей разгрузочного газового потока, выходящего из защитной оболочки в атмосферу, при помощи металловолоконного фильтра, установленного на выпускной линии, в котором разгрузочным газовым потоком высокого давления обогревают установленное на выпускной линии молекулярное сито, разгрузочный газовый поток после прохождения через металловолоконный фильтр сушат путем расширения и высушенный разгрузочный газовый поток приводят в непосредственный контакт с молекулярным ситом, причем металловолоконный фильтр эксплуатируют с давлением, составляющим по меньшей мере 1,2 от давления на молекулярном сите. Согласно предпочтительному примеру выполнения способа в соответствии с изобретением, молекулярное сито эксплуатируют с переменным давлением между 5 бар и атмосферным давлением. При этом расширение разгрузочного потока для осушения регулируют посредством дросселирования, и само расширение осуществляют между защитной оболочкой и атмосферой в нескольких ступенях Поставленная задача решается также предложенным устройством для разгрузки давления на АЭС, содержащим выпускную линию для разгрузочного газового потока, выходящую из защитной оболочки в атмосферу, с установленным на ней металловолоконным фильтром, в котором на выпускной линии дополнительно установлено размещенное в цилиндрическом резервуаре молекулярное сито кольцевой формы, причем молекулярное сито размещено в зоне разгрузочного газового потока с высоким давлением и снабжено дроссельным устройством, расположенным после металловолоконного фильтра непосредственно перед входом в молекулярное сито. Согласно предпочтительному примеру выполнения устройства согласно изобретению металловолоконный фильтр и молекулярное сито расположены на выпускной линии внутри защитной оболочки. А также молекулярное сито и металловолоконный фильтр расположены в одном общем резер 22155 вуаре, причем в нижней части резервуара ходимое количество молекулярных сит. При образовано пространство для сбора конизменениях объема разгрузочного потока денсата. можно постоянно обеспечивать желаемый Кроме того, резервуар может также перегрев молекулярных сит путем плавного включать в себя газоочиститель Вентури, с 5 регулирования рабочего давления в отделькоторым может быть скомбинировано фильных ступенях. трующее устройство, так что прч этом доТакже с помощью фиксированного полнительно осуществляется еще и дросселирования во всем рабочем диапазоотделение аэрозоля и йода. не от 2 до 10 бар можно достичь ограничеСогласно предпочтительному примеру 10 ния объемного потока при достижении выполнения, в устройстве перед молекуляркритического перепада давлений с соответным ситом расположено сужение поперечствующей градацией рабочего давления и ного сечения для равномерного перегрева металловолоконного фильтра и распределения разгрузочного потока. области молекулярных сит. Резервуар с молекулярным ситом со- 15 С помощью молекулярных сит в виде держит также элементы" с внешним питанинегорючих поглощающих фильтров может ем. также осуществляться в длительном режиме Было установлено, что нагреваемое собудерживание йода применительно к таким ственной средой молекулярное сито, то есть составным частям газа^как, например, углес использованием нитрата серебра, комби- 20 кислый газ, которые могут оказывать влиянированное с осуществляемой перед ним ние на удержание йода в промывочных фильтрацией посредством металлического жидкостях. волокна и промежуточным дросселированиСпособ, согласно изобретению, поясняем - без использования следующего нагреется более подробно ниже на основе устройвательного устройства - может удачно 25 ства для осуществления способа со ссылкой применяться для поглощающего фильтрована чертежи, где показано: на фиг. 1 - АЭС ния йода при разгрузке защитной оболочки (показана условно) с устройством для осуреактора, в результате чего наряду с осажществления способа согласно изобретедением элементарного йода может быть нию; на фиг. 2 - резервуар, в котором вместе пассивно достигнута также фильтрация ор- 30 расположены молекулярное сито и металлоганического йода. волоконный фильтр; «а фиг 3 - форма выСнижение давления в фильтруемом полнения резервуара с молекулярным сбрасываемом потоке между металличеситом и металловолоконным фильтром; на ским решетчатым фильтром и молекулярфиг. 4 - резервуар с молекулярным ситом и ным ситом способствует осушению 35 фильтром, в котором дополнительно префильтруемого продукта; таким образом подусмотрен газоочиститель Вентури; на фиг. вышается эффективность молекулярного 5 - АЭС со встроенными в защитную оболочсита. По данным изобретателя, молекулярку резервуарами. ное сито работает тем лучше, чем ниже На фиг 1 условно изображена АЭС в влажность фильтруемого продукта. Вероят- 40 виде ее защитной оболочки 1, которая выно, причину этого следует усматривать в полнена предпочтительно в форме стальнотом, что при сухом фильтруемом продукте го шара Для компенсирования нарастания меньшая площадь фильтра в молекулярном давления путем разгрузки давления в засите занята молекулами воды. щитной оболочке 1 предусмотрена выпускПри этом высушенный путем дроссели- 45 ная система 2, к которой подключена выпускная линия 3 с двумя последовательно рования газ разгрузочного потока избегает включенными запорными вентилями 4 и 5. в комбинации с постоянным поддержанием Стрелка 6 изображает разгрузочный поток равномерной температуры сорбционного высокого давления. фильтра, вызывающую помехи конденсации в молекулярном сите и таким образом обес- 50 В цилиндрический резервуар 7, имеюпечивает при разгрузочном потоке мехащий диаметр, равный его высоте (например, низм сорбции йода. Интервал до точки росы 2 м), загружены молекулярные сита 8 со слопредпочтительно равен 5°С; необходимый ем нитрата серебра. Молекулярные сита 8 уровень температуры устанавливается соотоснащены кожухом 9. К основанию резервуветственно саморегулирующимся образом. 55 ара 7 подключена линия разгрузочного газоПутем обеспечения дополнительного дросвого потока 10 с патрубком 11, которая селирования может быть установлен сорбведет во второй цилиндрический резервуар ционный режим под давлением (0,5-3 бар), 12. В резервуаре 12 установлена отражатак что путем уменьшения газового объемтельная пластина 13, над пластиной 13 расного потока можно уменьшить до 50% необположен металловолоконный фильтр 14, а 22155 за ним -фильтр-каплеотделитель 15. Резервуар 12 снабжен направляющей вставкой 16 для отвода конденсата в нижнюю часть резервуара Позиция 17 показывает зеркало конденсата Резервуар 12 связан с резерву- 5 аром 7 через линию высушенной парогазовой смеси 18 через дроссель 19, параллельно которому подключен регулирующий^ вентиль 20, Резервуар 7 связан через выпускную линию чистого газа 21, которая Т О имеет дроссель 22 и предохранительную мембрану 23 с газоотводной трубой 24. На фиг. 2 изображен цилиндрический резервуар 25, высота которого составляет более двукратной величины диаметра, в ко- 15 тором установлены молекулярные сита 8 и металловолоконный фильтр 14. Оба фильтра имеют кольцевую форму и расположены коаксиально. Резервуар в нижней части снабжен теплоизоляционным слоем 26. 20 Молекулярное сито 8 содержит в качестве поверхностей теплообмена дополнительно нагревательные трубы 27, которые проходят через сетчатую массу. В центре цилиндра 25 в области молекулярного сита 8 расположе- 25 на вставка 28, а над областью молекулярных сит расположено входное отверстие перепускного канала 29, который может быть выполнен в форме кольцевого канала или состоять из нескольких отдельных труб, ко- 30 торые в случае необходимости могут быть продолжены вне резервуара 25. Перед входом в кожух 9 также предусмотрен дроссель 19. Через теплоизоляционный слой 26 на уровне нижнего края молекулярных сит про- 35 ходят патрубки 30. На фиг. З в цилиндрическом резервуаре 25 молекулярные сита 8 и металловолоконные фильтры 14 и фильтр-каплеотделитель 15 расположены вместе. При этом кожуха 9 40 молекулярных сит 8 расположены отдельно от стенки 31 резервуара. Нагревательные трубы 27 проходят с выпускной линией 32 в центральную установку 33, которая расположена в верхней части резервуара 25. 45 Как показано на фиг, 4, в нижней части резервуара 25 дополнительно может быть расположен газоочиститель Вентури 34, впускное отверстие 35 которого расположено ниже зеркала конденсата 17 В верхней 50 части резервуара расположены электрические нагревательные элементы 36 и присоединение питателя 37. Нагревательные элементы 36 оснащены ребрами 38, которые вырабатывают газовый поток извилистой 55 формы (показан стрелкой 39). Устройство может также быть выполнено так, как показано на фиг. 5. При этом резервуары 7 и 12 расположены внутри защитной оболочки 1, в которой находится 8 парогазовая среда 40. Резервуар 7 оснащен дополнительными приспособлениями (показаны стрелками 41 и 42) для подогрева молекулярных сит 8. Отверстие выпускной системы 2, ведущее в выпускную линию 3, расположено здесь на основании резервуара 12 и имеет предохранительную мембрану 43. Устройство дополнительно содержит линию подачи азота 14, имеющую клапан 45. Устройство работает следующим образом. Защитная оболочка 1 должна улавливать активные носители, которые в случае возникновения неисправности могут высвобождаться внутри пространства защитной оболочки 1. Реактор может иметь любую конструкцию, в частности, речь идет об охлаждаемом водой ядерном реакторе, охлаждающая вода которого в случае появления неисправности обуславливает повышенное давление внутри пространства защитной оболочки 1. Несмотря на то, что защитная оболочка 1 выполнена рассчитанной на возникновение избыточного давления в случае возникновения неисправности, то есть также при испарении всей охлаждающей воды, выдвигается новое требование, которое заключается в том, что последующие нарастания давления должны компенсироваться разгрузкой давления в защитной оболочке 1. С этой целью, как показано на фиг. 1, предусмотрена выпускная система 2, к которой подключена выпускная линия 3 с двумя последовательно включенными запирающими вентилями, 4 и 5. С помощью выпускной линии 3 изображенный посредством стрелки 6 разгрузочный поток отводится в цилиндрический резервуар 7, который имеет диаметр, например, 2 м, и высоту, которая также составляет 2 м В резервуаре 7 расположены молекулярные сита 8 со слоем нитрата серебра в центральной области, которые оснащены кожухом 9. Кожух 9 образует поверхности теплообменника, через которые входящая в резервуар 7 смесь газа и пара разгрузочного потока осуществляет нагрев молекулярного сита 8 до того, как она улетучится через подключенную к основанию резервуара 7 линию 10. Линия 10 ведет во второй цилиндрический резервуар 12, который, например, при диаметре 3 м имеет высоту 5 м. Как видно, горизонтальный входной патрубок 11 развернут по оси резервуара под углом вертикально вверх. Так предусмотрена отражательная пластина 13 для отделения капель. Выше расположен действующий в качестве отделителя капель металловоло 22155 конный фильтр 14, за которым расположен фильтр-каплеотделитель 15 для удерживания тонких аэрозолей. Через направленную в нижнюю область резервуара 12 направляющую вставку 16 конденсат отводится вниз. 5 Возникает зеркало 17 конденсата, под которым простирается направляющая вставка 16. Высушенная с помощью металловолоконного фильтра 14 и освобожденная от 10 аэрозолей с помощью фильтра 15 для удерживания тонких аэрозолей смесь воздуха и пара удаляется из резервуара 16 через линию 18. Она ведет через дроссель 19, который включен параллельно регулирующему 15 вентилю 20, в кожухи 9 молекулярных сит 8 в резервуаре 7. Там разгрузочный поток, который был посредством расширения после дроссельного узла 19 высушен до величины влажности, например 80%, входит в 20 непосредственный контакт с молекулярными ситами 8. Поскольку последние с помощью кожуха 9 нагреты до температуры, которая, например, на 5°С превышает температуру насыщенного пара, там происхо- 25 дит практически полное поглощение йода, который должен удерживаться в качестве активного носителя. При менее строгих требованиях к удерживанию аэрозолей фильтры 14 и 15 могут быть обьединены. 30 Со стороны чистого газа молекулярных сит 8 через дроссель 22 и предохранительную мембрану 23 в камин (трубу для отвода газов) 24 проходит выпускная линия 21, которая ведет, таким образом, в атмосферу. 35 Дроссель 22 обуславливает ступенчатую разгрузку разгрузочного потока. Он обеспечивает эксплуатацию молекулярных сит 8 с переменным давлением между 5 бар и атмосферным давлением. При этом за счет 40 критического дросселирования производительность может удерживаться на неизменной величине, которая является благоприятной для поглощения йода. Давление в резервуаре 12 составляет, однако, в 45 результате наличия дросселя 19 1,2-кратную величину давления в кожухах 9. В предпочтительном случае давление в резервуаре 12 больше на коэффициент от 1,5 до 2,5. Предохранительная мембрана 23 спо- 50 собствует тому, что резервуары 7 и 12 вместе с их встроенными узлами являются при нормальном режиме эксплуатации изолированными от внешнего воздуха и приводятся в действие только в случае возникновения 55 неисправности, которая требует разгрузки давления защитной оболочки 1. Вместо предохранительной мембраны 23 может использоваться также предохранительный клапан. 10 В случае изображенного на фиг. 2 резервуара 25 высота составляет более двукратной величины диаметра. Через нагревательные трубы 27 проходит смесь воздуха и газа, свободному прохождению которой вверх дополнительно препятствует вставка 28 в области молекулярного сита 8. Выходящий из фильтров-каплеотделителей 15 разгрузочный поток подводится к кожухам 9 через перепускной канал 29, который может быть выполнен в форме кольцевого канала или состоит из нескольких отдельных труб, которые в случае необходимости могут быть проложены также вне резервуара 25 Дроссель 19 обеспечивает возможность расширительной сушки перед непосредственным контактом с молекулярным ситом 8. Кроме того, дроссель 19 обеспечивает равномерное распределение разгрузочного потока по кольцевому поперечному сечению молекулярного сита 8. Линия 2 1 , через которую проходит высушенный разгрузочный поток, подключается к патрубкам 30, которые проходят через теплоизоляционный слой 26. Также и в резервуаре 2о по фиг. 3 молекулярные сита 8, металловолоконные фильтры 14 и фильтры-каплеотделители 15 расположены вместе. При этом кожухи 9 молекулярных сит 8 расположены отдельно от стенки 31 резервуара, в результате чего ускоряется нагрев молекулярных сит 8. Нагревательные трубы 27 проходят с выпускной линией 32 в центральную установку 33, которая расположена в верхней части резервуара 25 и предназначена для того, чтобы поток проходил через выполненные по кольцевой форме металловолоконные фильтры 14 в качестве каплеотделителей и тонкий фильтр 15 снаружи в направлении к оси резервуара В случае резервуара по фиг. 3 можно отказаться от теплоизоляционного слоя, так как кожухи 9, которые нагружаются через дроссельную позицию 19, не имеют теплопроводящего контакта со стенкой 31 резервуара. В случае резервуара 25 по фиг. 4 в нижней части дополнительно расположен газоочиститель Вентури 34, впускное отверстие 35 которого расположено ниже зеркала 17 конденсата. Тем самым достигается предварительная очистка разгрузочного потока до того, как будет осуществлена основная очистка в аэрозольном фильтре 14. В верхней части резервуара 25 расположены электрические нагревательные элементы 36, которые могут питаться через присоединение 37. Нагревательные элементы 36 оснащены ребрами 38, которые вырабатывают газовый поток извилистой формы, 11 22155 как это изображено с помощью стрелки 39. С помощью нагревательных элементов 36 может осуществляться дополнительный нагрев для пускового режима. Кроме того, тем самым можно компенсировать охлаждение, которое возникает при работе газоочистителя Венту^и 34. В случае примера выполнения по фиг. 5 резервуары 7 и 12 расположены внутри защитной оболочки 1. При этом нагрев молекулярных сит 8 происходит непосредственно из внутренней части 40 защитной оболочки 1, как показано стрелками 41 и 42. При этом общая стенка резервуара 7 дополнительно служит в качестве теплообменной поверхности для нагрева молекулярных сит 8. Выпускное отверстие 2, ведущее в выпускную линию 3, расположено здесь на основании резервуара 12. Если предохранительная мембрана 43 откроется при внут 5 10 15 20 12 реннем избыточном давлении, то деаэрационный поток попадает в резервуар 12 и через металловолоконный фильтр 14 и фильтр 15 сверхтонкой очистки по линии 18 с дросселем 19 в кожух 9 молекулярных сит 8 в резервуаре 7. В выпускную линию 3 с дросселем 22 может поступать по линии 44 с клапаном 45 азот, чтобы обеспечить нейтрализацию, так как устройства для сброса-давления, как указано в начале, по-видимому, никогда не будут приводиться в действие, однако постоянно должны быть готовыми. Кроме того, при избыточном давлении азота может быть управляемо открыта также и предохранительная мембрана 43. Однако, также возможно исключить предохранительную мембрану 43, чтобы путем соединения со внутренней частью 40 защитной оболочки уменьшить внешнее избыточное давление, действующее на резервуары 7, 12. Фиг 1 є Упорядник Замовлення 4472 Техред М.Келемеш Коректор О. Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м Ужгород, вул Гагаріна, 101