DE2639054A1

DE2639054A1 - Filtervorrichtung fuer radioaktive verunreinigungen mit einrichtungen zur zufuhr von filtermaterial

Info

Publication number: DE2639054A1
Application number: DE19762639054
Authority: DE
Inventors: Jesse M Goldsmith; Jun Alex O'nan
Original assignee: American Air Filter Co Inc
Current assignee: American Air Filter Co Inc
Priority date: 1975-09-26
Filing date: 1976-08-30
Publication date: 1977-04-07
Also published as: JPS5241799A; JPS5947278B2; FR2325409B1; US4049405A; BR7606051A; NL7609110A; ES450934A1; SE7608089L; CH596640A5; BE844418A; FR2325409A1; CA1069060A

Description

PAT E NTA N WA LT E

A. GRÜNECKER H. KINKELDEY

DR-INQ

W. STOCKMAlR

OR-INQ · AsE (CAOICHl

K. SCHUMANN

Dft RER NAT-DIFL-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPL-ING.

G. BEZOLD

DR RSl NAT.· DIPU-CtCM.

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE -A3

P 10 608

$0. August 1976

American Air Filter Company, Inc.
Central Avenue, Louisville,
Kentucky 40201 / U.S.A.

Filtervorrichtung für radioaktive Verunreinigungen mit Einrichtungen zur Zufuhr von Filtermaterial

Die Erfindung betrifft Filter zur Entfernung radioaktiver Verunreinigungen aus einer Fluidströmung und bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung zum Zuführen von Filtermaterial zu einer Filtervorrichtung, die wenigstens ein Filterbett enthält. In den letzten Jahren sind beachtliche Anstrengungen unternommen worden, um Filtereinrichtungen für Kernkraftwerke zu schaffen. Die meisten Entwürfe besitzen Filterbetten mit mit Holzkohle gefüllten Einschubtrögen aus rostfreiem Stahl, bei welchem das Auswechseln der Filterbetten dadurch erfolgt, daß die ver-

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unreinigten Tröge entfernt und durch neue bzw. frische ersetzt werden. Die entnommenen Filtertföge werden sodann entweder auf Deponie gelegt oder zum Hersteller zurücktransportiert, wo sie von ihren Mantelhüllen befreit und erneut verwendungsbereit gemacht werden. Wegen der derartigen Konstruktion der Filtertröge werden Dichtungseinrichtungen benötigt, um -jeden Trog innerhalb der Filterelemente abzudichten« Die Dichtungen haben sich jedoch als Ausgangspunkt für Undichtigkeiten herausgestellt, durch welche radioaktives Material in eine Gasströmung eintreten kann. Aus diesem Grunde sind einstückige oder einheitliche Filterbetten in Benutzung genommen worden, die an Ort und Stelle einen Austausch der Holzkohle gestatten. Derartige einstückige Filterbetten haben sich jedoch nicht recht bewährt.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß es wünschenswert ist, eine Einrichtung für das Zuführen adsorptiver Materialien zu einem Filter für radioaktive Verunreinigungen zu schaffen und daß es außerdem wünschenswert ist, derartige adsorptive Stoffe den Filter für radioaktive Verunreinigungen zuzuführen, ohne daß es erforderlich ist_; die Betten oder Kammern zu entfernen, in welchen das adsorptive Material enthalten ist.

Die Erfindung schafft eine vorteilhafte relativ einfache Einrichtung, mit deren Hilfe Filtermaterialien einer Filtereinrichtung zur Entfernung radioaktiver Verunreinigungen zugeführt werden können. Die Erfindung schafft ferner eine pneumatisch arbeitende Fördereinrichtung zum Transport von Filtermaterial in eine Filteranordnung zur Entfernung radio-.aktiver Verunreinigungen aus einer verunreinigten Gasströmung.

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Verschiedene weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

In erster Linie schafft die Erfindung in Kombination eine Filtervorrichtung zum Entfernen radioaktiver Verunreinigungen aus einem Fluidstrom, welche sich auszeichnet durch ein mit einem Einlaß und einem Auslaß für das Fluid versehenes Gehäuse mit wenigstens einem Filterbett, welches in Strömungsverbindung mit dem Fluideinlaß und dem Fluidauslaß steht, wobei das Filterbett zur Aufnahme von adsorptivem Material im Abstand von einander angeordnete, sich in Vertikalrichtung erstreckende durchlöcherte Seiten und undurchlässige Enden aufweist und der obere Abschnitt der von einander entfernten Seiten und Enden einen Einlaß zur Aufnahme des adsorptive^ Materials bildet, und durch eine Chargiereinrichtung zum Zuführen des adsorptiven Materials zu dem Gehäuse, welche einen Behälter mit nach unten vorstehendem unteren Abschnitt aufweist, der in einer öffnung endet, welche Behälteröffnung in Strömungsverbindung mit einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Leitungseinrichtungen steht, wobei die erste Leitungseinrichtung in Strömungsverbindung mit dem Gehäuse steht und mit Hilfe der zweiten Leitungseinrichtung ein Gebläse an.die Behälteröffnung angeschlossen ist.

Ein bevorzugter Gedanke liegt in einer Filter-Chargiervorrichtung für eine Filtereinrichtung zum Entfernen radioaktiver Verunreinigungen aus einer Fluidströmung, wobei die Filteranordnung ein Gehäuse mit wenigstens einem darin enthaltenen Filterbett aufweist und das zur Zufuhr von Filtermaterial zur Filteranordnung dienende Filter-Chargiergerät einen Behälter mit einer darin ausgebildeten öffnung enthält.

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Diese Behälteröffnung steht in Strömungsverbindung mit einander gegenüberliegenden ersten und zweiten Leitungs-.einrichtungen, wobei die erste Leitungseinrichtung in Strömungsverbindung mit dem Gehäuse der leiteranordnung steht und die zweite Filtereinrichtung mit einem Gebläse strömungsverbunden ist. Nach Betätigung des Gebläses fördert das Gebläse in pneumatischer Weise das !Filtermaterial aus dem Behälter zum Filtergehäuse.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt ist, da diese lediglich zur Erläuterung des Erfindungsgedankens dienen. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung einer eine Piltermaterial-Chargiereinrichtung aufweisenden Filtervorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Schnitt durch eine pneumatische Torrichtung, welche Filtermaterial aus dem Vorratsbehälter gemäß Fig* 1 abzieht,

Fig. 3 eine teils als Schnitt entlang der linie 3-3 in Fig. dargestellte Auf sieht, und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung einer weiteren bevorzugten pneumatischen Einrichtung, welche das iiltermaterial aus einem Vorratsbehälter abzieht.

Eine Filtervorrichtung zum Entfernen radioaktiver Verunreinigungen gemäß Figuren 1 und 3 besitzt ein Gehäuse Λ mit einer Vielzahl von darin enthaltenen Filterbetten 2, wobei jedes Filterbett eine undurchlässige Vorderplatte 4 und im Abstand voneinander gehaltene durchlöcherte oder durchlässige

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Seitenteile 6 und 7 besitzt, zwischen welchen im Abstand voneinander angeordnete durchlässige Zwischenseitenteile 9 und 11 angeordnet sind- Die Filterbetten 2 erstrecken sich nach hinten und jedes Bett 2 ist an zwei undurchlässigen Eückplatten 8 längs der hinteren Kanten der Seitenteile 9 und 11 befestigt, wobei die Abstände oder Zwischenräume zwischen benachbarten Seitenteilen 9 und 11 Auslässe für Eeingas bilden, welches die -Filtervorrichtung verläßt. Eine Platte durchzieht das Hintere des Gehäuses i und erstreckt sich in vertikaler Eichtung vom Gehäuseboden bis zu einer vorbestimmten Höhe oberhalb der Betten. Durch das Filter strömende Gase treten zwischen den voneinander entfeisten durchlöcherten Seitenteilen 6 und 7 in das Gehäuse ein und treten im hinteren Teil des Filterbettes 2 durch einen Auslaß aus, welcher durch eine Öffnung zwischen den durchlöcherten Seiten

9 und 11 gebildet ist. Zwischen den Filterbetten 2 ist eine Vielzahl rechtwinklig gestalteter und sich in horizontaler Eichtung erstreckender Platten 10 vorgesehen. Diese Platten

10 sind in vertikaler Eichtung parallel zueinander im Abstand angeordnet und bilden zwischen den Filterbetten 2 eine Vielzahl von Kanälen, so daß die verunreinigten Gase vor ihrem vorstehend erwähnten Einströmenil die Filterbetten 2 durch diese gebildeten Kanäle strömen.

Sich in Längsrichtung erstreckende Prallglieder 12 mit einer im Schnitt einem umgekehrten V entsprechenden Gestalt sind über die oberen Seiten der Filterbetten 2 angeordnet. Die Prallglieder 12 sind mit· den oberen Enden der Seitenteile 6, 7, 9 und 11 sowie mit den sich in Querrichtung dazu erstreckenden einander gegenüberliegenden Endgliedern 13 und verbunden. Die einander gegenüberliegenden Kanten benachbarter Prall glieder 12 bilden öffnungen 14- in Form von sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitzen zwischen den durch-

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löcherten Wandungen 6 und 9 bzw. 7 und 11« Die durch die Kanten benachbarter Prallglieder 12 definierte Öffnung bildet die Öffnungen oder Schlitze zur Aufnahme von Kohlenstoff oder anderen Filtermaterialien.

Oberhalb der oberen Seite der Filterbetten 2 und des Gehäuses 1 ist eine Kammer 5 vorgesehen, welche zwei sich in Querrichtung erstreckende Leitungseinrichtungen 16 und 18 enthält. Die Leitung 16 steht in Strömungsverbindung mit einem Vorratsbehälter 20, so daß in diesem Vorratsbehälter 20 enthaltene Filtermaterialien pneumatisch vom Behälter 20 mittels der Leitung -16 zu den Filterbetten 2 gefördert werden können. Die Leitung 16 ist mit einer Vielzahl von öffnungen 22 versehen, die jeweils in Übereinstimmung mit dem Scheitel der Prallglieder 12 ausgebildet sind, wodurch das üblicherweise als Granulat vorliegende Filtermaterial vom Vorratsbehälter in die Filterbetten 2 transportierbar ist, wobei die Granulat-Körper an den Prallgliedern 12 herabrutschen und durch die von den Kanten benachbarter Prallglieder 12 gebildeten öffnungen in die Filterbetten 2 hineingelangen. Die Leitung 16 verläuft im wesentlichen in einem vorbestimmten Abstand oberhalb der Filterbetten 2, wobei ein Überfüllen der Filterbetten 2 bis hin zu der öffnung 22 in der Leitung 16 eine Abdichtung der durch benachbarte Prallglieder 12 definierten öffnung ergibt, so daß das gesamte verunreinigte Gas das ■Filtermaterial durchströmt. Es hat sich herausgestellt, daß die Prallglieder 12 eben oder flach ausgebildet sein können, wobei sich das Filtermaterial sodann auf ihnen ansammelt, be- vor es in die durch die Kanten benachbarter Prallglieder 12 definierten öffnungen hineinfällt.

Durch die Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Trallglieder in Gestalt eines umgekehrten V und durch Vorbestimmung des Abstandes zwischen der Leitung 16 und den Betten 2 kann jedoch

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ein zu großer Verbrauch an Filtermaterial vermieden und dennoch sichergestellt werden, daß genügend Filtermaterial im Bett vorhanden ist, um eine zuverlässige Filtration der verunreinigten Gase zu gewährleisten. Außerdem besteht nur eine geringe Gefahr, daß sich das Filtermaterial auf den Oberflächen der Prallglieder ansammelt, da deren Winkel mit der Horizontalen wenigstens 30° beträgt.

Als pneumatische Fördereinrichtung ist ein Gebläse 22 vorgesehen, welches eine Luftströmung aufrechterhält, die das feinkörnige Material vom Boden des Vorratsbehälters 20 mitnimmt und in die oberen Enden der Filterbetten 2 fördert. Der Vorratsbehälter 20 besitzt einen sich nach unten erstreckenden vorstehenden Füllschacht 24 mit trichterartiger Gestalt, welcher das feinkörnige Granulat aus dem Behälter in einen rechtwinklig gestalteten Ausgabebehälter 26 richtet, der mit Hilfe einer Leitung 28 an die Druckseite des Gebläses 22 angeschlossen ist.

Der dargestellte Vorratsbehälter 20 ist eine Trommel oder ein Fass, welches zuvor mit dem Filtermaterial gefüllt worden ist, welches dem Filtergehäuse zuzusetzen ist. Der trommelartige Behälter besitzt einen geschlossenen Boden und eine zur Seite geschwenkt^ obere Fläche, was zur Folge hat, daß die Behälteröffnung nach der oberen öffnung des Füllschachtes 24 ausgerichtet ist. Der trichterförmige Füllschacht 24 kann einstückig mit dem Behälter 20 oder auch unabhängig von demselben ausgebildet sein. Der Füllschacht 24 besitzt im allgemeinen eine Vielzahl von öffnungen 30, die im allgemeinen kleiner sind als das im Füllschacht 24 enthaltene Granulat. Die öffnungen 30 dienen zu Belüftungszwecken, um- die Ausbildung eines Unterdruckes im Füllschacht 24 zu verhindern und. um eine Druckentlastung zu ermöglichen, falls die Förderleitungen verstopft sein sollten und das Ge-

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blase 22 weiter arbeiten sollte.

Wie in Fig. 2 dargestellt, endet die Leitung 28 in einem venturi-förmigen Ausgabeabschnitt 32, der an seinem Ende verengt ist, um eine vergrößerte Strömungsgeschwindigkeit der in eine rechtwinklig gestaltete Aufnahmekammer 26 geförderten Luft zu erzielen, wodurch der Druck in der Kammer 26 herabgesetzt und das Filtermaterial in die abgehende Leitung 34· hineingeblasen wird, welche mit der Leitung 16 in Strömungsverbindung steht.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist die Leitung 28 an ein Ende einer T-föriaigen Leitung 31 angeschlossen, während die anderen Enden an die Bodenöffnung des Püll schacht es 24- und die Leitung 34- angeschlossen sind, wobei die Leitung 34- an das Ende des I-förmigen Leitungsabschnittes 31 angeschlossen ist, welches dem an die Leitung 28 angeschlossenen Ende gegenüberliegt. Bei dieser Ausfuhrungsform wird die Geschwindigkeit der unter dem Füllschacht 24- strömenden Luft im wesentlichen nichts verändert-, wenn das Filtermaterial in die abgehende Leitung 34 hineingeblasen wird.

Die Saugseite des Gebläses 22 fördert die oben aus dem Gehäuse 1 austretende Luft kreislauf ar tig zurück. Eine Leitung 36 ist zwischen dem Gebläse 22 und* einem hochwirksamen Feinstaubfilter 38 vorgesehen, so daß das Gebläse 22 in Strömungsverbindung mit dem Filter 38 steht. Die Leitung 18 ist zwischen diesem hochwirksamen Feinstaubfilter 38 und dem oberen Abschnitt des Gehäuses 1 vorgesehen. Auf diese Weise wird die geförderte Luft im Kreislauf oben aus dem Gehäuse 1 abgesaugt ,was mit Hilfe der Leitungen 18 und 36 und durch . das Filter 38 erfolgt. Das hochwirksame Feinstaubfilter 38, welches strömungsmäßig vor dem Gebläse 22 angeordnet ist, filtert den Staub und die Feinteilchen aus, die im oberen

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Bereich, des Gehäuses 1 während des Kreislaufes der Förderluft aufgenommen wurden.

Sollen die Filterbetten 2 gefüllt werden, so wird eine Tonne oder ein Fass voll pulverförmigem Filtermaterial, wie Holzkohle oder imprägnierte Holzkohle, oberhalb des Füllschachtes 24- angeordnet und fluiddicht mit demselben verbunden. Sodann wird das Gebläse 22 betätigt und wird das feinkörnige Filtermaterial aus der rechtwinklig gestalteten Ausgabekammer 26, in welches es unter der Wirkung der Schwerkraft hineingetreten ist, mit einem Luftstrom mitgenommen, der durch den Austrittsabschnitt 32 strömt. Das geförderte Filtermaterial gelangt in den oberen Bereich des Gehäuses 1 und tritt durch die Öffnungen 22 aus der Leitung 16 aus und in die jeweils darunterliegend angeordneten Filterbetten 2 ein. Die Saugseite des Gebläses 22 steht über die Leitung 18 gleichfalls in Verbindung mit dem oberen Abschnitt des Gehäuses und die im Kreislauf aus dem oberen Gehäuseabschnitt herbeigeführte staubbeladene Luft wird in dem hochwirksamen Feinstaubfilter 38 gereinigt, in welchem die Staubteilchen zurückgehalten werden. Die aus dem hochwirksamen Feinstaubfilter 38 austretende Eeinluft wird sodann wieder dem Gebläse 22 zugeführt, um weitere in dem Yorratsbehälter 20 enthaltene Feststoffteilchen in den oberen Bereich des Gehäuses einzufordern,

Innerhalb des Erfindungsgedankens sind für den Fachmann mannigfaltige Abwandlungen und Modifikationen möglich.

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Lee rsei te

Claims

Pat e η t a η s ρ r ü c h e

1./Filtervorrichtung zum Entfernen radioaktiver Verunreinigungen aus einem Fluidstrom, g e k e anzeichnet durch ein mit Einlaß (6,7) und Auslaß (9,11) für das Fluid versehenes Gehäuse (i)mit wenigstens einem Filterbett (2), welches in Strömungsverbindung mit dem Fluideinlaß und dem Fluidauslaß steht, wobei das Filterbett zur Aufnähme von adsorptivem Material im Abstand voneinander angeordnete und sich in Vertikalrichtung erstreckende durchlässige Seiten (6,7) und undurchlässige Enden (4,8) besitzt und der obere Abschnitt der voneinander entfernten Seiten und Enden einen Einlaß (14) zur Aufnahme des adsorptiven Materials bildet, und durch eine Chargiereinrichtung (20 bis 34) zum Zuführen des adsorptivem Materials zu dem Gehäuse, welche einen Behälter (20) mit nach unten vorstehendem unteren Abschnitt (24) aufweist, der in einer öffnung endet, welche Behälteröffnung in Strömungsverbindung miteinander gegenüberliegenden ersten und zweiten Leitungseinrichtungen (34,16;28) steht, wobei die erste Leitungseinrichtung (34,16) in Strömungsverbindung mit dem Gehäuse steht und mit Hilfe der zweiten Leitungseinrichtung (28) ein Gebläse (22) an die Behälteröffnung angeschlossen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Leitungseinrichtung (36) vorgesehen ist, die das Gebläse (22) und das Gehäuse (1) _s strömungsmäßig miteinander verbindet.

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ORlGiNAL INSPECTED

3- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η nz ei chn et, daß in der dritten Leitungs einrichtung (36) eine Filtereinrichtung (38) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eiltereinrichtung (38) als Hochleistungsfeinstoff-Luftfilter ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der nach unten vorstehende untere Abschnitt (24) des Behälters (20) in Ströffiungsverbindung mit einer Kammer (26) mit rechtwinklig gestaltetem Querschnitt steht, wobei die ersten und zweiten Leitungseinrichtungen (34,16;28) in Strömungsverbindung mit der Kammer sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der nach unten vorstehende untere Abschnitt (24) des Behälters (20) in Strömungsverbindung mit einem T-förmigen Leiterstück (31) steht und daß die ersten und zweiten Leitungseinrichtungen (34,16;28) in Strömungsverbindung mit einander gegenüberliegenden Enden des T-förmigen Leitungsstückes stehen.

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennz eichnet, daß der untere Abschnitt (24) des Behälters (20) trichterförmig gebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch "■ gekennzeichnet, daß die erste Leitungseinrichtung (34,16) in einem vorbestimmten Abstand oberhalb der Pilterbetten (2) angeordnet ist und daß in dieser

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LeitungseinrichtuDg (16) oberhalb eines jeden Filterbettes (2) öffnungen (22) vorgesehen- sind.

9· Vorrichtung nach" .Anspruch 8._v dadurch gekennzeichnet, daß oben auf den Filterbetten (2) Prallglieder (12) vorgesehen sind, die eine im Querschnitt einem umgekehrten V entsprechende Gestalt "besitzen und mit der Waagerechten einen Winkel von wenigstens 30° "bilden, und daß der Scheitel dieser Prallglieder im Abstand von und ausgerichtet nach einer Öffnung (22) in der ersten Leitungseinrichtung (16,34-) ist.

10.Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch g e k e η nz e i c hn et, daß die Kanten der Prallgieder (12) nach der äußersten oberen Xante der durchlässigen Seiten (6,7) ausgerichtet sind, und daß der eine öffnung (1¹I-) bildende Abstand zwischen ihnen zur Aufnahme von Filtermaterial dient.

11.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η nz e ic hn et, daß der Vorratsbehälter (20) in seinen Seiten mit Öffnungen (30) versehen ist, welche im allgemeinen kleiner sind als das im Behälter enthaltene Filtermaterial.

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