CN102802758B - 翼片式过滤元件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于从吸入到管道系统的水中除去碎屑的过滤器。它具有用于核电站中的具体应用,在冷却剂丧失事故之后,必须将冷却水从收集贮液槽泵送回到反应堆堆芯中。该水可以包含在将水送回至反应堆冷却系统之前必须除去的各种类型的碎屑。利用被称为“过滤器”的部件来实现碎屑的过滤。在可用于安装过滤器的空间方面存在限制。通过增加过滤器每单位体积的表面面积、同时使能够从水中过滤的碎屑的量最大化,将本发明的翼片式过滤元件(例如翼片式翅片)设计成减小过滤器安装所需的空间。

Description

翼片式过滤元件
技术领域
本发明总体涉及包括吸入式过滤器的流体再循环系统领域。更具体地,本申请涉及用于从吸入的、例如核电站的管道系统的水中除去碎屑的过滤器。
背景技术
核电站的应急堆芯冷却系统(ECCS)和其它再循环系统的重要作用是:在事故和紧急事件的情况下使流体快速且大量地移至核电站的重要区域。实现该重要作用不可缺少的是:过滤器、过滤装置、滤网、以及系统相关联的其它装置与在维持足够大量的流体流的同时从移动流体中除去固体的能力。
核电站具有各种安全系统以确保反应堆堆芯中的核燃料在所有可信事故情况下都保持冷却。一种这样的情况是“冷却剂丧失事故”(LOCA),其中,假定外部管破裂,使得大量水从反应堆冷却系统漏出。该水可以从相邻的管或者其它反应堆结构驱走固体碎屑。该水与一些驱走的碎屑一起将流至反应堆的构成贮液槽的最低部分。核电站配备有从贮液槽将水抽回至各反应堆冷却系统中的安全系统。泵入口上的过滤器确保防止大到足以堵塞这些系统的设备的任何碎屑进入。
根据碎屑的类型,在过滤器上放置的第一层会形成纤维垫并收集较细颗粒(否则,较细颗粒会通过过滤器),从而产生具有高液压阻力的低孔隙率碎屑的薄层。该特性被称作“薄层效应”,与全部(或者厚层)碎屑形成物(较高孔隙率碎屑允许流以较低压头损失通过)相比,薄层效应中碎屑的每单位厚度的压头损失较高。薄层碎屑能够导致压头损失足够高而威胁应急堆芯冷却系统(ECCS)贮液槽再循环泵的功能性。薄层碎屑在核电站已操作性地出现,并且在压头损失测试期间已产生。减轻薄层效应的一种方法是增加ECCS过滤器的表面面积。
过滤器必须具有足够的滤网面积,使过滤器上的碎屑层不会太厚以至于对流动造成不能接受的高限制。过滤器还必须尽可能的小以便安装在可用空间中。因此,紧凑性,即以最小体积提供最大滤网面积,是重要的。
许多核电站中的常规过滤器是安装在泵入口上的简单的箱型装置。较新的、更先进的过滤器往往具有不规则的表面以增加表面面积。先进的过滤器的实例是AtomicEnergy of Canada Limited公司(AECL)的带翅片的过滤器(Finned),在公布号为WO 06/50606的PCT国际申请中对其进行了描述。带翅片的过滤器通过与集流管附接的模块化中空翅片实现过滤功能,其中集流管将过滤的水导向泵入口。带翅片的过滤器包括两种不同的翅片设计:(1)平面翅片和(2)波纹表面翅片。这些翅片具有多孔过滤表面。
仍然需要改进的过滤器或者过滤元件,例如使上述薄层效应最小化并且能够结合至现有系统中的过滤器或者过滤元件。
提供该背景技术信息是为了使申请人认为的已知信息成为本发明的可能相关内容。既不必承认也不应该认为:任何前述信息构成相对于本发明的现有技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种翼片(vane)式过滤元件。本发明是对平面翅片设计的改进,其另外带有产生更紧凑设计的翼片。突出优点是:相对于平面翅片,大大地增加了过滤表面面积,从而减小了薄层效应。由于减小了水通过滤网的速度并且减小了碎屑的厚度(因为它遍布在较大面积上),因此增加的面积减小了流入过滤器的限制。由于借助翼片获得了较大滤网面积,因此该薄层对流入过滤器的阻力减小。
根据本发明的一个方面,提供一种翼片式过滤元件,其包括由至少一层多孔材料形成的一个或者多个流体可渗透滤网,其中,多孔材料被折叠成从一个或者多个流体可渗透滤网中的每一个的外表面向外延伸的多个中空翼片。
根据本发明的另一个方面,提供一种过滤元件,其包括:周边框架,其沿着所述框架的一个侧边缘具有一个或者多个开口;一对流体可渗透滤网,其以彼此相向地间隔开的关系固定在周边框架上;以及至少一个流体流动通道,其形成在流体可渗透滤网之间,以用于经由所述框架的侧边缘中的一个或者多个开口与集流管或者管子流体连通,其中,所述流体可渗透滤网中的每一个都由一个或者多个穿孔金属板、金属网或者其组合形成,并且都包括折叠部以形成向外延伸的多个中空翼片。
根据本发明的又一个方面,提供一种用于从流体过滤碎屑的过滤器,其包括:(a)集流管,其限定封闭体积并且具有与吸入源流体连通的出口,集流管具有形成在其中的多个入口狭槽,以及(b)翅片状过滤元件,其从每个入口狭槽向外突出以便从所述流体过滤碎屑,每个所述过滤元件包括:周边框架;以相向地间隔开的关系固定在周边框架上的一对流体可渗透滤网;以及至少一个流体流动通道,该流体流动通道形成在流体可渗透滤网之间,以便通过所述框架的边界侧边缘和所述入口狭槽与所述封闭体积流体连通,其中,流体可渗透滤网中的每一个都由一个或者多个穿孔金属板、金属网或者其组合形成,并且包括折叠部以形成向外延伸的多个中空翼片。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施方式的与集流管连接的翼片式过滤元件(翅片)(等角视图)。
图2示出根据本发明的一个实施方式的过滤器组件中的翼片式过滤元件(翅片)的模块化使用。
图3示出根据本发明的一个实施方式的翼片式翅片,其中流体可渗透滤网由穿孔金属翼片形成。示出该翼片式翅片带有外框架(a)、以及不带有外框架(b)。
图4是根据本发明的一个实施方式的翼片式翅片的照片,其中流体可渗透滤网由穿孔金属翼片形成。
图5是图3所示的翼片式翅片的分解视图。
图6是图3所示的翼片式翅片的中空翼片的详细视图。
图7示出根据本发明的一个实施方式的翼片式翅片,其中流体可渗透滤网由分层金属网状翼片形成。示出该翼片式翅片带有外框架(a)、以及不带有外框架(b)。
图8是根据本发明的一个实施方式的翼片式翅片的照片,其中流体可渗透滤网由分层金属网状翼片形成。
图9是图7所示的翼片式翅片的分解视图。
图10是图7所示的翼片式翅片的中空翼片的详细视图。
图11示出根据本发明的一个实施方式的圆柱形翼片式翅片。
图12示出根据本发明的一个实施方式的翼片式内翅片过滤元件。
图13示出根据本发明的一个实施方式的平面翼片式过滤元件。
具体实施方式
定义
除非另有说明,本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的相同的含义。
当在说明书和权利要求中使用时,单数形式的不定冠词和定冠词包括复数涵义,除非上下文中另有清楚地描述。
如本文中使用的术语“包括”将理解成:表示后面所列内容不是详尽的,可以包括或者可以不包括任何其它额外合适的项目,例如,视情况而定包括一个或者多个其它特征、部件和/或成份。
简而言之,本发明提供一种翼片式过滤元件,其包括由至少一层多孔材料形成的一个或者多个流体可渗透滤网,其中多孔材料折叠成从一个或者多个流体可渗透滤网中的每一个的外表面向外延伸的多个中空翼片。通过增加过滤器每单位体积的表面面积、同时使能够从水中过滤的碎屑的量最大化,将本发明的翼片式过滤元件设计成减小过滤器安装所需的空间。
在具体实施方式中,翼片式过滤元件包括彼此以相向地间隔开的关系呈两个流体可渗透滤网形式的两层多孔材料。该翼片式过滤元件具有在两个流体可渗透滤网之间形成的至少一个流体流动通道。在该实施方式中,翼片式过滤元件被称作“翅片”。与具有相似尺寸的平面或者波纹表面翅片相比,在翅片的流体可渗透滤网中结合向外延伸的翼片,这增加了翅片的过滤表面面积,并且在最小化薄层效应的同时允许使用小过滤孔。
在另一个实施方式中,翼片式过滤元件配置成具有形成的向外突出的翼片的圆筒件(参见例如图11)。在另一个实施方式中,翼片式过滤元件配置成使得翼片向内突出;该构造被称作翼片式内翅片过滤元件(参见例如图12)。在另一个实施方式中,翼片式过滤元件是平面的,使得翼片从过滤元件的一侧向外延伸(参见例如图13)。合适的过滤元件的选择将取决于最终应用。
本发明还提供包括一个或者多个翼片式过滤元件的过滤器系统。
下面的描述是基于配置成翅片的翼片式过滤元件。然而,可以理解的是该描述不是将本发明限定为具有翅片构造的翼片式过滤元件。
现在参照附图,其中,在几个视图中同样的附图标记指的是同样的部分,图1示出根据本发明的一个实施方式的作为过滤器系统的部件的翼片式过滤元件。图1所示的过滤器系统包括四个主要部件:到泵入口管2的一个或者多个连接件1;管道、所谓的集流管3,其收集引入的流体并将流体导向至泵入口,泵入口可以在地板中或者在墙壁上;以及翼片式过滤元件4,其带有多孔的中空翼片5。尽管图1所示的系统仅包括单个翼片式过滤元件4,但是集流管3包括多个狭槽6,以容纳多个翼片式过滤元件或者翅片,并且允许流体从翅片中的每一个通行至集流管。
本发明的翼片式过滤元件或者翅片能够设计成与较大结构的模块化附接件,这些较大结构与泵入口相连接,例如管道和集流管。作为可供选择的布置,翼片式过滤元件能够直接安装在现有贮液槽上的与泵入口2连接的地方。根据碎屑的量、碎屑的组成、流量和泵吸入压头的有效性,以模块化的方式增加额外的翅片以形成过滤器系统。
通过定制图1所示的每个翅片的大小A、B和C,使翼片式过滤元件设计具有空间灵活性。该灵活性确保例如在现有核反应堆中的可用空间得到最佳利用并且能够在现有结构周围建造过滤器系统。
图2示出过滤器系统中的翼片式过滤元件的模块化使用的实例。图2仅示出包括多个集流管3的过滤器组件的一部分,其中集流管3与到相应泵入口管2的相应连接件1相连接。每个集流管3收集引入的流体并将其导向相应泵入口管2。进一步地,如图2所示,每个集流管3包括多个翼片式过滤元件4。
翅片能够安装在集流管的一侧(如图1所示)、两侧(如图2所示)、顶部、底部、或者侧面、顶部和/或底部的组合。根据应用的具体空间和过滤要求,翅片能够具有不同的大小、以及均匀的或者可变的间距。
当设计包括多个翼片式翅片或者过滤元件的过滤器系统时,必要的是:使过滤器需要能够处理的碎屑的类型和量的设计最优化。需要考虑的两个基本因素是:所需的过滤面积和必须容纳在过滤器中的碎屑的潜在体积。非常简单地,通过所需的过滤面积确定翼片式翅片的数量,然后可以改变翅片间距以确保在翅片之间有足够的空间用于假定的碎屑体积。
为防止吸入空气,最简单的是:确保在翅片上方有足够高度的水;然而,另一个选择是将集流管设计成使得流动通道总是浸没在水下。假如(非常简单地)集流管的入口的浸没度大于穿过滤网和碎屑的压头损失,则可以防止空气的吸入。另一个选择是在翅片上增加水平盖子。该盖子允许翅片靠近水表面而不会吸入空气或者不会造成空心漩涡。
本发明的翼片式过滤元件或者翅片是在公布号为WO 06/50606的PCT国际公布中描述的带翅片的过滤器技术的平面翅片的变型。在接下来的部分中对本发明的翼片式过滤元件的两种构造进行详细描述。
图3(a)和(b)示出根据本发明的一个实施方式的翼片式过滤元件或者翅片4,其中,使用一个或者多个连接装置(例如插在开口10中的销或者螺栓)容易地安装或者拆下翼片式翅片4。或者,本发明的翼片式过滤元件能够永久地附接至集流管,以形成过滤器系统(未示出)的永久部件。
如图3(a)所示,水通过多孔过滤滤网进入翅片4(显示为流入物19),同时将碎屑留在滤网上,然后通过侧开口18离开翅片4(显示为流出物20)。在图3(b)中示出:翅片4的多孔过滤表面的结构包括形成为翼片5的形状的过滤表面,以增加表面面积。基于设计需要可以使用两种类型的翼片:
1、穿孔金属翼片:多孔过滤滤网的翼片由单个穿孔金属板形成(图5和图6)。
2、分层金属网状翼片:如果应用中需要微小颗粒过滤能力,则可以使用由两层编织金属网构成的可供选择的多孔过滤滤网(图9和图10)。
下面更详细地进行描述。
图3(b)示出翼片式翅片4不带外框架的内部。然而,在使用中,如图3(a)所示,翼片式翅片4将包括外框架7,以提供机械稳定性并且对翼片式翅片4中的至少一个流体流动通道的一部分进行限定。在一些实施方式中,框架本身可以包括穿孔,或者可以由刚性多孔材料形成,以提供另外的过滤。或者,框架可以由流体不可渗透的刚性材料制成。然而,在各种情况下,框架均沿着一侧包括长形开口18、或者一系列较小开口(图未示),这些开口对应于与框架附接的或者将要附接的集流管中的狭槽或者开口。流体通过该开口从翼片式翅片4内的主流动通道13流入集流管。
图4是图3(a)所示的翼片式翅片的照片,其中,翅片包括穿孔金属翼片。
如图5和图9所示,翼片式翅片的外框架在翼片式翅片4的集流管端部处可以包括端帽17。端帽17由焊接在波纹板15的一端上的板形成。端帽17包括大开口18,流通过大开口18离开翅片4并且进入集流管。端帽还附接至C形安装框架16以形成整个外框架7,安装框架16可以是整体的或者由单独的板构成。
利用柔性金属条21将端帽的边缘密封在集流管中,这样,确保翅片良好地配合在集流管中。
穿孔金属翼片
图5示出根据本发明的一个实施方式的翼片式过滤元件4的分解视图,翼片式过滤元件4包括由翼片式穿孔金属制成的流体可渗透滤网。在该构造中,多孔翼片表面由单个穿孔金属板形成。穿孔金属板翼片表面制造简单,并且显著地增加了翅片的强度。
在翅片的每侧上的两个翼片表面14被提供刚度和强度的波纹板15分隔开,并且形成流体通道以便与集流管流体连通。除配合至集流管中的边缘之外,翼片式翅片的边缘被四周的安装框架16覆盖。该边缘包括一个或者多个开口,以便流动通道与集流管的内部之间的流体连通。该框架还增加了翅片的结构强度。如果需要额外的滤网面积,则安装框架16可以是全部穿孔或者部分穿孔。
在图6中示出了穿孔金属翼片的细节。如该图中所示,在进入翼片22之后,水通过翼片22的中空芯12流向翅片的主流动通道13。通过最佳地利用翼片间距,使薄层效应最小化。
分层金属网状翼片
如果翼片式过滤元件的应用需要比使用标准穿孔金属板做成的小的过滤孔,那么制造翼片的可供选择的方法是使用编织金属网。
如图7(a)所示,水通过多孔过滤滤网进入翅片4(显示为流入物19),同时将碎屑留在滤网上,然后通过侧开口18离开翅片4(显示为流出物20)。在图7(b)中示出:翅片4的多孔过滤表面的结构包括形成为翼片5的形状的过滤表面,以增加表面面积。在图7所示的实施方式中,翼片表面由分层金属网形成。两个翼片表面附接至平的穿孔板23。
图7(b)示出翼片式翅片4不带外框架的内部。然而,在使用中,如图7(a)所示,翼片式翅片4将包括外框架7,以提供机械稳定性并且对翼片式翅片4中的至少一个流体流动通道的一部分进行限定。在一些实施方式中,框架本身可以包括穿孔,或者可以由刚性多孔材料形成,以提供另外的过滤。或者,框架可以由流体不可渗透的刚性材料制成。然而,在各种情况下,框架均沿着一侧包括长形开口18、或者一系列较小开口(图未示),这些开口对应于与框架附接的或者将要附接的集流管中的狭槽或者开口。流体通过该开口从翼片式翅片4内的主流动通道13流入集流管(识别为流出物20)。
图8是图7(a)所示的翼片式翅片的照片,其中,翅片包括分层金属网状翼片。
图9示出根据本发明的一个实施方式的翼片式过滤元件的分解视图,翼片式过滤元件包括分层金属网。使用该构造,可以过滤小于200μm的碎屑。在薄纤维垫初始积聚之后,尺寸小得多的碎屑(标称尺寸为10μm)被过滤。网的尺寸可以根据具体应用的要求而改变。
如图9所示,翅片的每侧上的两个翼片表面由两层编织金属网表面24和25组成。外网表面25提供微小颗粒过滤能力。该网其自身是非常柔软的并且需要增强结构以获得一致的翼片成形。选择内网表面24以增加分层表面的刚性和强度。微小网表面25和路线网表面24的组合提供具有足够结构强度的微细过滤能力。在多个位置处形成翼片之前,附接这两个网层,使得它们表现为一个表面。该分层的网表面被用于制造带有形成的中空翼片的翅片的两个面。在图10中示出了翼片的细节。这两个翼片表面附接至平的穿孔板23。组合的翼片面在结构上很坚固。波纹板15显著地增加了额外的刚性和强度,并且形成流动通道以便与集流管流体连通。除配合至集流管中的边缘之外,翼片式翅片的边缘被四周的安装框架16覆盖。该边缘包括一个或者多个开口,以便流动通道与集流管的内部之间的流体连通。该框架还增加了翅片的结构强度。如果需要额外的滤网面积,则安装框架16可以是全部穿孔或者部分穿孔。
在图10中示出了分层金属网状翼片的细节。如该图中所示,在进入翼片之后,水通过翼片的中空芯12流向翅片的主流动通道13。通过最佳地利用翼片间距,使薄层效应最小化。
翼片尺寸
基于LOCA之后在核电站中预期的典型碎屑成分来选择标准的翼片尺寸。根据在过滤能力无任何损失的情况下使过滤表面面积最大化的考虑,确定翼片之间的间距。如果翼片间距太大,翅片的表面面积将不是最佳的,从而产生非紧凑的过滤器设计。如果翼片间距太小,在翼片表面上沉积的碎屑将桥接跨过翼片,从而导致有效过滤面积减小,并因此导致过滤效率降低。为此,合适地选择翼片间距对于最佳设计而言是非常重要的。
普遍认可的是一般薄层碎屑厚度为约3mm。作为实例,如果具体应用的真正薄层为3mm,为了允许形成薄层且不桥接在翼片之间,合适的是:翼片节距为约14mm、两个相邻翼片之间的间距为10mm。针对不同应用,能够通过试验室测试而使这些尺寸最优化。
另外,根据在维持过滤效率的同时使过滤表面面积最大化的考虑,确定翼片高度的选择。虽然通过增加过滤面积能够无限地增加翅片的表面面积,然而存在极限值,超过该极限值,额外的翼片高度将不能为碎屑过滤提供任何好处。当碎屑压头损失主要为厚层压头损失时,增加的翼片高度将不再改善过滤能力。这是因为厚层碎屑填满了翼片之间的间距,并且厚层压头损失变成随着投影面积(例如,翅片的无翼片的表面面积)的变化而变化,与翼片高度无关。用于核ECCS过滤器应用的标准翼片高度大致为25mm,但是必须利用包括碎屑成分和每单位面积的碎屑量的结果的实验室测试使该尺寸最优化。
表面面积的增加
与带翅片的过滤器技术的平面翅片和波纹表面翅片相比,该翼片式翅片发明每单位体积分别提供约4.5和2.5倍的表面面积。通过将薄层碎屑沉积分布在较大表面面积上,表面面积的显著增加使“薄层效应”最小化。
在该说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请表示本发明所述技术领域的技术人员的水平,并且通过参考引入本文中,如同具体地并单独地表明通过参考引入每篇单独的出版物、专利或者专利申请。
虽然像这样地描述了本发明,然而显而易见的是可以以许多方式改变本发明。这些变化将不被认为是偏离了本发明的精神和范围,并且对本领域技术人员而言显而易见的所有修改都认为包括在下面权利要求的范围内。

Claims (23)

1.一种过滤元件,其包括:周边框架,其围绕彼此间隔地相对设置的一对流体可渗透滤网,所述周边框架限定所述过滤元件的边缘并在所述边缘中的一个中具有一个或多个边缘开口,所述一对流体可渗透滤网在所述一对流体可渗透滤网之间限定至少一个流体流动通道,用于将流体引流穿过所述流体可渗透滤网并沿着所述流动通道至所述一个或多个边缘开口,所述一对可渗透滤网中的每一个由多孔材料形成,所述多孔材料被折叠成从另一流体可渗透滤网向外离开地延伸的多个中空翼片,其中,所述中空翼片中的每一个与各自相邻的翼片平行或基本平行,其中所述中空翼片中的每一个限定多对相对的、分隔开的可渗透表面,所述可渗透表面相对彼此和相对所述一个或者多个边缘开口平行或基本平行并且其中每对相对的、分隔平行的、或基本平行的可渗透表面限定翼片宽度,其中所述翼片宽度小于相邻翼片之间的间隔。
2.根据权利要求1所述的过滤元件,其中所述多孔材料由可渗透金属板、金属网或其组合形成。
3.根据权利要求1所述的过滤元件,其中,所述多个中空翼片中的每一个具有大约14毫米的翼片节距,并且相邻翼片之间的间距为约10毫米。
4.根据权利要求1所述的过滤元件,其中所述翼片定向为横切所述流体通道。
5.一种过滤元件,其包括:
(a)一对流体可渗透滤网,
(b)长形周边框架,围绕所述流体可渗透滤网,并且限定所述过滤元件的边缘,并且在所述边缘中的一个中具有一个或多个边缘开口,以及
(c)至少一个流体流动通道,其形成在所述一对流体可渗透滤网之间,以用于沿着所述流动通道将流体引流穿过所述流体可渗透滤网,并且经由所述周边框架的所述边缘中的一个或者多个开口进入集流管或者管子,
其中所述一对流体可渗透滤网中的每一个都被折叠成从另一流体可渗透滤网向外延伸的多个中空翼片,其中,所述中空翼片中的每一个限定多对相对的、分隔开的可渗透表面,所述可渗透表面相对彼此和相对所述一个或者多个开口平行,并且其中每对相对的、分隔平行的可渗透表面限定翼片宽度,其中所述翼片宽度小于相邻翼片之间的间隔。
6.根据权利要求5所述的过滤元件,其中所述流体可渗透滤网中的每一个由可渗透金属板、金属网或其组合形成。
7.根据权利要求5所述的过滤元件,其中,还包括波纹金属间隔装置,所述波纹金属间隔装置设置在所述一对流体可渗透滤网之间并且以间隔开的关系维持所述一对流体可渗透滤网中的每一个,在所述波纹金属间隔装置与所述一对流体可渗透滤网之间限定多个流动通道。
8.根据权利要求5所述的过滤元件,其中,所述多个中空翼片中的每一个具有大约14毫米的翼片节距,并且相邻翼片之间的间距为约10毫米。
9.根据权利要求5所述的过滤元件,其中所述翼片定向为横切所述流体通道。
10.一种用于从流体过滤碎屑的过滤器,其包括:
(a)集流管,其限定封闭体积并且具有用于提供与吸入源流体连通的出口,所述集流管具有形成在其中的多个入口狭槽,以及
(b)多个翅片状过滤元件,其与所述多个入口狭槽流体连通以便从所述流体过滤碎屑,每个所述过滤元件包括:周边框架,其限定所述过滤元件的边缘并具有一个或多个边缘开口,用于穿过所述边缘开口和狭槽与所述封闭体积流体连通;以相向地间隔开的关系固定在所述周边框架上的一对流体可渗透滤网;限定至少一个流体流动通道,所述流体流动通道形成在所述流体可渗透滤网之间,用于将流体引流穿过所述流体可渗透滤网并沿着所述流体流动通道至所述一个或多个边缘开口,
其中所述一对流体可渗透滤网中的每一个都折叠成多个从所述流体可渗透滤网中的另一个向外延伸的中空翼片,其中所述中空翼片中的每一个限定多对相对的、分隔的可渗透表面,所述可渗透表面相对彼此和相对所述一个或多个开口平行,并且其中每对相对的、分隔平行的可渗透表面限定翼片宽度,其中所述翼片宽度小于相邻翼片之间的间隔。
11.根据权利要求10所述的过滤器,其中所述一对流体可渗透滤网中的每一个由穿孔金属板形成。
12.根据权利要求10所述的过滤器,其中,还包括波纹金属间隔装置,所述波纹金属间隔装置设置在所述一对流体可渗透滤网之间并且以间隔开的关系维持所述一对流体可渗透滤网中的每一个,在所述波纹金属间隔装置与所述一对流体可渗透滤网之间限定多个所述流动通道。
13.根据权利要求11所述的过滤器,其中,还包括波纹金属间隔装置,所述波纹金属间隔装置设置在所述一对流体可渗透滤网之间并且以间隔开的关系维持所述一对流体可渗透滤网中的每一个,在所述波纹金属间隔装置与所述一对流体可渗透滤网之间限定多个所述流动通道。
14.根据权利要求10所述的过滤器,其中,所述多个中空翼片中的每一个具有大约14毫米的翼片节距,并且相邻翼片之间的间距为约10毫米。
15.根据权利要求10所述的过滤器,其中所述翼片定向为横切所述流体通道。
16.一种过滤元件,其包括:周边框架,其围绕一对流体可渗透滤网并具有一个或多个边缘开口,所述流体可渗透滤网固定至所述周边框架、彼此间隔地相对设置的一对流体可渗透滤网,限定流体流动通道,用于通过所述一个或者多个开口与头部流体连通,用于将流体引流穿过所述流体可渗透滤网并沿着所述流体流动通道至所述一个或多个边缘开口,所述滤网中的每一个包括多个向外延伸的中空翼片,每对相邻的中空翼片限定多对相对的、分隔的可渗透表面,所述可渗透表面相对彼此和相对所述一个或者多个开口平行,所述可渗透表面中的每一个实现与至各表面的翼片的中空芯的流体连通,并且其中,所述翼片宽度小于相邻翼片之间的间隔。
17.根据权利要求16所述的过滤元件,还包括:
(a)周边框架,其沿着所述框架的一个侧边缘具有一个或者多个开口,其中,所述一对流体可渗透滤网以彼此相对的间隔开的关系固定至所述周边框架;以及
(b)至少一个流体流动通道,其形成在所述一对流体可渗透滤网之间,以提供用于经由所述周边框架的侧边缘中的一个或者多个开口与集流管或者管子的流体连通。
18.根据权利要求17所述的过滤元件,还包括波纹金属间隔装置,所述波纹金属间隔装置设置在所述一对流体可渗透滤网之间并且以间隔开的关系维持所述一对流体可渗透滤网中的每一个,在所述波纹金属间隔装置与所述一对流体可渗透滤网之间限定所述多个流动通道。
19.根据权利要求16所述的过滤元件,其中,所述一对流体可渗透滤网中的每一个由可渗透金属板、金属网或其结合形成。
20.根据权利要求16所述的过滤元件,其中,所述一对流体可渗透滤网中的每一个包括层状的网。
21.根据权利要求20所述的过滤元件,还包括穿孔板,其中,所述层状的网附着至所述穿孔板。
22.根据权利要求16所述的过滤元件,其中,所述多个中空翼片中的每一个具有大约14毫米的翼片节距,并且相邻翼片之间的间距为约10毫米。
23.根据权利要求16所述的过滤元件,其中所述翼片定向为横切所述流体通道。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9672947B2 (en) 2004-11-15 2017-06-06 Atomic Energy Of Canada Limited Finned strainer
KR101000897B1 (ko) * 2010-06-07 2010-12-13 비에이치아이 주식회사 스트레이너 벽 구조체 및 그 스트레이너 벽 구조체를 이용한 여과방법 및 그 스트레이너 벽 구조체의 제조방법
KR101016549B1 (ko) * 2010-08-12 2011-02-24 비에이치아이 주식회사 복수의 만곡부를 포함하는 스트레이너 벽 구조체 및 그 스트레이너 벽 구조체의 제조방법 및 그 스트레이너 벽 구조체를 이용한 여과방법
US8611488B2 (en) * 2011-02-14 2013-12-17 Global Nuclear Fuel—Americas, LLC Debris exclusion and retention device for a fuel assembly
CN103687656B (zh) * 2011-06-01 2016-03-02 特兰斯科产品股份有限公司 用于核电站中的应急堆芯冷却系统的大容量吸滤器
US8771509B2 (en) * 2012-04-03 2014-07-08 Institute Of Nuclear Energy Research Purifying device for sludge under water and method for operating the same
CN102720571B (zh) * 2012-07-11 2017-04-12 中国第一汽车股份有限公司 嵌片式尾气后处理用金属载体单元的制备方法
US9655495B2 (en) * 2012-12-06 2017-05-23 Whirlpool Corporation Dishwasher including an inclined grate for filtration
WO2015192243A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-23 Atomic Energy Of Canada Limited / Énergie Atomique Du Canada Limitée Chemical digestion methods of quantification for water and debris mixtures
CN105148598B (zh) * 2015-07-20 2017-01-11 中广核研究院有限公司 安全壳再循环过滤器连接模块
FR3050772B1 (fr) * 2016-04-28 2018-05-11 Electricite De France Gestion d'un pompage d'alimentation en eau d'un circuit d'une installation de production electrique
US10566097B2 (en) * 2017-03-27 2020-02-18 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Intermixing feedwater sparger nozzles and methods for using the same in nuclear reactors
KR102647818B1 (ko) * 2017-10-06 2024-03-13 캔두 에너지 인코포레이티드 원자력 발전에서 유체를 여과하기 위한 방법 및 장치
US10639567B1 (en) * 2018-10-24 2020-05-05 Pall Corporation Support and drainage material, filter, and method of use
CN113851243B (zh) * 2021-10-19 2024-01-30 上海核工程研究设计院股份有限公司 一种核电站内具有碎片收集功能的围堰装置
EP4382185A1 (en) * 2022-12-06 2024-06-12 Arçelik Anonim Sirketi A filter cartridge

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4963258A (en) * 1987-02-24 1990-10-16 Aisaburo Yagishita Filter with perforated fin portions extending from outer cylindrical wall
US6355082B1 (en) * 1998-10-12 2002-03-12 Nippon Seisen Co., Ltd. Metal filter
CN101102827A (zh) * 2004-11-15 2008-01-09 加拿大原子能有限公司 带翼片的滤器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2536271C3 (de) 1975-08-14 1984-08-23 Sintermetallwerk Krebsöge GmbH, 5608 Radevormwald Filterpatrone
GB8418658D0 (en) * 1984-07-21 1984-08-22 Thule United Ltd Filtering screens
US5158586A (en) * 1992-01-06 1992-10-27 Layton Howard M Hepa filter unit having a metallic membrane
CN2134617Y (zh) 1992-10-12 1993-05-26 纪宏 复合材料制成的空气净化器
US6186337B1 (en) * 1998-10-30 2001-02-13 Tuboscope I/P, Inc. Dual screen element having upper scalping screen adhered to crests of corrugated lower screen
JPH09122408A (ja) * 1995-10-31 1997-05-13 Teijin Ltd 溶融ポリマーの濾過装置
EP0818227B1 (de) 1996-07-12 2002-04-24 Cci Ag Saugsieb zum Abschirmen einer Eintrittsöffnung einer Saugleitung einer Pumpe
US5835549A (en) * 1997-03-06 1998-11-10 Combustion Engineering, Inc. BWR emergency core cooling system strainer
CN2789447Y (zh) * 2005-04-12 2006-06-21 王国华 空气滤清器
CN201233084Y (zh) 2008-06-06 2009-05-06 烟台宝源净化有限公司 隔板式高效空气过滤器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4963258A (en) * 1987-02-24 1990-10-16 Aisaburo Yagishita Filter with perforated fin portions extending from outer cylindrical wall
US6355082B1 (en) * 1998-10-12 2002-03-12 Nippon Seisen Co., Ltd. Metal filter
CN101102827A (zh) * 2004-11-15 2008-01-09 加拿大原子能有限公司 带翼片的滤器

Also Published As

Publication number Publication date
KR101910001B1 (ko) 2018-10-22
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EP2445606A1 (en) 2012-05-02
US9770680B2 (en) 2017-09-26
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JO3307B1 (ar) 2018-09-16
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CA2766105A1 (en) 2010-12-29

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