CS265497B1 - Zařízení pro míchání zdraví škodlivých kapalín obsahujících zejména radioaktivní sedimentujícf látky - Google Patents

Abstract

Předložené zařízení sestává ze dvou částí propojených hadicemi. Přenosná část je tvořena nosnou trubkou vkládanou do nádrži, která je dole opatřena kuželem s tryskou nad nímž je horni kužel, který je zúženým průřezem přivařen k vložené výškově přestavitelná vzhůru vyvedené souosé tlakové trubce. Nahoře je nosná trubka vybavena bočním hrdlem, opěrným kruhem a pod ním otvory, které jsou už ve vzduchovém prostoru nádrže. Druhá část, která je mobilní, je tvořena kompresorem, elektromotorem a tlakovým větrníkem, který je opatřen na příslušných výstupech troj čestnou armaturou a přepouštěcím ventilem, jakož i přístrojovým a potrubním příslušenstvím zajištujícím samočinnou cyklicky opakovanou pulsní funkci zařízení. Vlivem intenzivního přerušovaného výtoku kapaliny z trysky dochází k účelnému rozrušováni usazenin a tímto i k homogenizaci kapaliny.

Description

Vynález se týká zařízení pro míchání zdraví škodlivých kapalin obsahujících zejména radioaktivní sedimentující látky a přispívá především k řešení trvale aktuální problematiky co největšího technickoekonomicky reálného omezování radiačních dávek u provozního personálu v primárních částech jaderných elektráren v jejich objektech pro ukládání a zpracování kapalných radioaktivních odpadů i v odvětví přepracování vyhořelého jaderného paliva.

Doposud se k míchání kapalin nejčastěji používá mechanických míchadel, barbotáže, jakož i hydraulických pulzátorů využívajících periodického funkčního principu pístových, plunžrových a membránových čerpadel. Nevýhodou zařízení pro barbotážní míchání je jeho nízká účinnost v případech hutnějších sedimentů a omezenost použití u pěnivých kapalin. Nevýhodami mechanických i pulzátorových míchadel jsou především náročnější manipulace s nimi, jakož i nutnost vyvedení části radioaktivních kapalin z jejich nádrží do spojovacích potrubí a pracovních prostorů příslušných pulzátorů.

Výše uvedené nevýhody jsou odstraněny u zařízení pro míchání zdraví škodlivých kapalin podle tohoto vynálezu, který spočívá v tom, že zařízeni v podstatě sestává z přenosné části tvořené nosnou trubkou, která je dole opatřena výměnným spodním kuželem provedeným s alespoň jednou tryskou a nad ním umístěným horním kuželem, který je zúženým průřezem přivařen k vložené výškově přestavitelně vzhůru vyvedené souosé tlakové trubce, zatímco nahoře je vybavena bočním hrdlem a pod ním upevněným opěrným kruhem a pod ním opatřena otvory nalézajícími se již pod víkem nádrže, tj. v jejím vzduchovém prostoru, a z mobilní části tvořené kompresorem s elektromotorem a tlakovým větrníkem, který je opatřen na příslušných výstupech tlakového vzduchu jednak trojcestnou armaturou, jednak tlakově nastavitelným přepouštěoím ventilem, přičemž vzájemné okruhové propojení bočního hrdla nosné trubky s kompresorem, tlakovým větrníkem, trojcestnou armaturou a tlakovou trubkou je provedeno prostřednictvím spojovacích hadic, sacího potrubí výtlačného potrubí.

Charakteristikou technické pokrokovosti předloženého řešení jsou tyto jeho hlavní výhody. Zařízení vyhovuje požadavku jeho použití u různě velkých i různě provedených nádrží, nebot pro vložení přenosné trubky do nádrže postačuje poměrně malý otvor, přičemž její geometrie či tvar a provedení bude odpovídat prostorovým podmínkám okolo konkrétní nádrže. Vysoká funkční či provozní přizpůsobivost zařízení, jak k nejrůznějším nádržím instalovaným ve stávajících jaderných elektrárnách tak zejména i k různým vlastnostem v nich uložených kapalin a usazenin, je dána nejen vyměnitelností spodních kuželů s různou velikostí, počtem a geometrií trysek, ale i nastavitelností funkčních respektive ovládacích prvků zařízení, tj. nastavitelností vhodného pracovního tlaku vzduchu, velikosti pracovního objemu v nosné trubce i v tlakovém větrníku, jakož i doby opakování či frekvence pulsů. Pneumatická část zařízení je utěsněná a uzavřená, tj. nemá funkční vazbu na okolní atmosféru, přičemž tlaky v sání kompresoru a ve vzduchovém prostoru nádrže se mění jen v úzkém rozmezí mezi tlakem atmosférickým a nepatrně podatmosférickým, takže je vyloučena možnost úniku aktivity do okolí. Výhodou je i ta skutečnost, že pro ovládání tohoto zařízení je využit tlakový vzduch, který je energetickým médiem v daném zařízeni. Při provozu bez kulového plováku v nosné trubce je možné a výhodné použít v případě potřeby přenosnou část zařízení i k vyčerpáni bezprostředně předtím promíchané kapaliny z nádrže, což umožňuje napojení samonasávaoího čerpadla na její čerpadlové hrdlo. Výhodou je i okolnost, že všechny prvky předmětného zařízení jsou běžné technické úrovně, takže odpadá jejich vývoj. Zařízení je inherentně bezpečné, což znamená, že neohrožuje obsluhu či okolí a to ani při nahodilém nebo i záměrném nejnevhodnějším nastavení kteréhokoliv z ovládacích prvků. Je zřejmé, že předmětné zařízení lze výhodně použít i pro intenzifikaci dekontaminačníoh procesů a to po jen malé úpravě stávajících dekontaminačních van a samozřejmě i k promíchávání aktivních a/nebo toxických kapalin v otevřených bazénech, zejména pro vyhořelé jaderné palivo, což znamená pouhé doplnění předmětného zařízení jen nízkotlakým větrníkem, na který bude přepojeno sací potrubí kompresoru.

Jako příklad konkrétního řešení předmětného zařízení je na přiloženém výkresu uvedeno jeho schematické znázornění, kde je přikreslena i nádrž 29 s víkem 30, ve které je zdraví škodlivá kapalina 31 a nad její hladinou, označenou trojúhelníčkem, vzduchový prostor 32.

Výše zmíněná přenosná část chráněného zařízení sestává z nosné trubky 2 opatřené dole výměnitelným spodním kuželem 2 ^s tryskou 2 ^a nahoře bočním hrdlem 2, opěrným kruhem T_ a otvory £.

V nosné trubce 2 j® vložena tlaková trubka 2» která je dole svařena s horním kuželem 4 a vybavena čerpadlovým hrdlem 22.· Spojovacími hadicemi 2 j® provedeno propojení přenosné části s mobilní částí zařízeni, kterou tvoří v podstatě jen kompresor 11 s elektromotorem 12 a tlakovým větrníkem 22, nebot všechny další níže uvedené prvky zařízení mají charakter potrubního, armaturového a přístrojového příslušenství. Jak je vidět z obr., jedná se o sací potrubí 22., výtlačné potrubí 22, přepouštěcí ventil 15 a přepouštěcí potrubí 22., dále o trojcestnou armaturu 17, instalovanou výhodně na tlakovém větrníku 21, spojenou mechanicky, tj. pákou 22, táhlem 19 a tyčí 20 s pístem 21 a pružinou 22 pneumatického válce 22' který je opatřen odpouštěcím potrubím 24 v němž je umístěn regulační ventil 22· Dalším zakresleným příslušenstvím jsou pojistný ventil 26 a pojistné potrubí 27., jakož i vodní armatura 21 a hladinoznak 22, které umožňují zjištovat a nastavovat vhodnou velikost pracovního, tj. vzduchového prostoru v tlakovém větrníku 14 a to prostřednictvím napouštění a vypouštění vody. Kulový plovák 22' který lze vkládat a vyjímat z pracovního prostoru nosné trubky 2 vymezeného spodním kuželem 2 a horním kuželem £, je ve skutečnosti jen velmi účelnou intenzifikační výbavou celého zařízení. Stavěči šrouby 36 znázorňují výškovou přestavitelnost jak nosné trubky 2 v nádrži 22, tak i tlakové trubky 2 v nosné trubce 2· Funkce výše uvedeného zařízení je velmi jednoduchá, nebot spočívá jen v cyklickém odčerpávání části vzduchu ze vzduchového prostoru 32 ^a v jeho vtlačování plynule pracujícím kompresorem 11 do tlakového větrníku 14 z něhož se tlakový vzduch, po samočinném pootočení trojcestné armatury 17 do průchozí polohy a to vlivem přepuštěnl malé části tlakového vzduchu přepouštěcím ventilem 15 do pneumatického válce 23 a tím způsobeným přesunutím pístu 21 do pravé krajní polohy, dostává jakožto energetické médium do tlakové trubky 2 ^a do pracovního prostoru nosné trubky 2· Tlakovým vzduchem vyvolané intenzivní proudění kapaliny z výtokové trysky 2 rozrušuje kompaktní usazeniny na dně nádrže 29 a homogenizuje její kapalný obsah, což je cílovou funkcí zařízení. Aby se pracovní cyklus samočinně opakoval, je nutné pootevřít regulační ventil 25, aby docházelo i k odpuštění tlakového vzduchu z pneumatického válce 22· Potom se účinkem pružiny 22 píst 21 pokaždé vrátí do levé krajní polohy a tím i trojcestné armatura 17 do polohy výchozí, která je nakreslena. Při této poloze trojcestné armatury 17 dojde k přepuštění vzduchu z tlakové trubky 5 a pracovního prostoru nosné trubky 2 do sacího potrubí 10 a vzduchového prostoru 32 a tím i k opětnému zaplnění pracovního prostoru trubky kapalinou. Z obr. je zřejmé, že velikost provozního tlaku stlačeného vzduchu se nastavuje na přepouštěcím ventilu 22' změna množství pracovního vzduchu v cyklu je umožněna změnou objemu vzduchu respektive vody v tlakovém větrníku 14 a doba či frekvence cyklu že je odvislá od nastavení regulačního ventilu 22· Mimoto změnou polohy tlakové trubky 2 ^a horního kužele v nosné trubce 2 lze měnit velikost pracovního prostoru nosné trubky 2· Funkce pojistného ventilu 22' který je nezbytnou výstrojí tlakových zařízení, je evidentní. Otevírací tlak pojistného ventilu 26 je vyšší než nejvýše nastavitelný otevírací tlak přepouštěcího ventilu 15. Je zřejmé, že při provozu zařízení bez kulového plováku 28 v nosné trubce 2 ^a nesleděném nastavení výše uvedených prvků, dojde bud k přebytku nebo k nedostatku v cyklu. V prvém případě projde přebytečný vzduch tryskou 2 ^a probublá kapalinou 31 zpět do vzduchového prostoru 32, zatímco ve druhém případě, tj. při nedostatku vzduchu v cyklu, nebude vytlačena všechna kapalina z tlakové trubky 2· Při provozu zařízení s vloženým kulovým plovákem 28 dochází k těsnému uzavírání jak spodního kužele 2 tak i horního kužele 2, což umožňuje podstatně zvýšit tlak respektive energii tlakového vzduchu a tim účelně intenzifikovat funkci zařízení při desintegraci velmi hutných a ulehlých usazenin. Přitom nedochází k barbotáži vzduchu kapalinou 21- Určitou nevýhodou provozu s kulovým plovákem 28 je nemožnost vyčerpání kapaliny 2i» již nezakresleným samonasávacim čerpadlem, s využitím přenosné části předmětného zařízení, bezprostředně po jejím promíchání.

Vzhledem k širokým aplikačním možnostem a výše uvedeným výhodám, i s ohledem na současné problémy a potřeby zlepšování pracovních podmínek zejména v aktivních provozech jaderně energetických zařízení, lze pokládat předložené technické řešení za realizačně i aplikačně přitažlivé a to nejen pro čsl. jadernou energetiku, ale i pro jaderně energetické provozy v zahraničí. Pohotovému výrobci a dodavateli tohoto zařízeni se proto nabízí i možnost výhodného exportu.

Claims (5)

1. předmEt vynalezu

   1. Zařízení pro míchání zdraví škodlivých kapalin obsahujících zejména radioaktivní sedimentující látky, založené na pulsním pneumohydraulickém funkčním principu, vyznačené tlm, že v podstatě sestává z přenosné části tvořené nosnou trubkou (1), která je dole opatřena výměnným spodním kuželem (2) provedeným s alespoň jednou tryskou (3) a nad nim umístěným horním kuželem (4), který je zúženým průřezem přivařen k vložené výškově přestavitelně vzhůru vyvedené souosé tlakové trubce (5), zatímco nahoře je vybavena bočním hrdlem (6) a pod nim upevněným opěrným kruhem (7) a pod ním opatřena otvory (8) nalézajícími se již pod vlkem (30) nádrže (29), tj. v jejím vzduchovém prostoru (32), a z mobilní části tvořené kompresorem (11) s elektromotorem (12) a tlakovým větrníkem (14), který je opatřen na příslušných výstupech tlakového vzduchu jednak trojcestnou armaturou (17), jednak tlakově nastavitelným přepouštěcim ventilem (15), přičemž vzájemné okruhové propojení bočního hrdla (6) nosné trubky (1) s kompresorem (11), tlakovým větrníkem (14), trojcestnou armaturou (17) a tlakovou trubkou (5) je provedeno prostřednictvím spojovacích hadic (9), sacího potrubí (10) a výtlačného potrubí (13).
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že trojcestná armatura (17) je mechanicky spojena, tj. prostřednictvím páky (18), táhla (19) a tyče (20), s pístem (21) a pružinou (22) pneumatického válce (23), který je propojen jednak přepouštěcim potrubím (16) v němž je umístěn přepouštěci ventil (15) s tlakovým větrníkem (14), jednak odpouštěcím potrubím (24), ve kterém je instalován regulační ventil (25), se sacím potrubím (10) kompresoru (11).
3. 3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tlm, že nosná trubka (1) je ve své spodní části, tj. v pracovním prostoru vymezeném spodním kuželem (2) a horním kuželem (4), opatřena vloženým volně pohyblivým kulovým plovákem (28).
4. 4. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že tlaková trubka (5) je na horním konci opatřena čerpadlovým hrdlem (33).
5. 5. Zařízeni podle bodu 1, upravené pro použiti u otevřených nádrži a bazénů, vyznačené tím, že je vybaveno nízkotlakým větrníkem, na který je přepojeno sací potrubí (10) kompresoru (11) .