RU2513039C1 - Устройство для очистки бассейна от радиоактивных донных отложений - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к атомной промышленности, в частности к средствам для реабилитации окружающей среды при ликвидации бассейнов с радиоактивными донными отложениями. Устройство для очистки бассейна от радиоактивных донных отложений содержит смонтированную на понтоне платформу с опорами и установленную в опорах с возможностью вертикального перемещения раму с приемной камерой, выполненной в виде прямоугольного перевернутого сосуда. В приемную камеру погружены всасывающие патрубки двух пульсационных клапанных погружных насосов, откачивающего и перемешивающего. Приемная камера соединена с компенсирующим сосудом, сообщающимся через фильтр с атмосферой, а через обратный клапан - с бассейном. Нагнетательный трубопровод перемешивающего пульсационного клапанного погружного насоса соединен с системой сопел, размещенных особым образом внутри приемной камеры. Компрессор установлен на берегу и соединен с ресивером, в качестве которого используется часть сосудов понтона, гибким трубопроводом, размещенном на поплавках. Работа насосов обеспечивается воздухораспределительными устройствами, каждое из которых состоит из двух клапанов, один клапан присоединен к ресиверу, а второй через фильтр - к эжектору, установленному на понтоне. Техническим результатом является возможность применения струйного размыва донных отложений и их выдачи пульсационными насосами, обладающими высокой надежностью. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к атомной промышленности, а более конкретно к средствам реабилитации окружающей среды при ликвидации бассейнов с радиоактивными донными отложениями.

Кроме того, оно может быть использовано для очистки водоемов от токсичных донных иловых отложений.

Основной проблемой при выводе из эксплуатации открытых бассейнов-хранилищ является удаление радиоактивных иловых отложений, расположенных под слоем воды. В процессе длительной эксплуатации открытых бассейнов, предназначенных для промежуточного временного хранения нормативно-чистых, условно чистых вод, на их дне накопились донные иловые отложения, содержащие такие радиоактивные изотопы, как кобальт 60, цезий 137. В настоящее время эти донные иловые отложения хранятся под слоем воды. Высота слоя воды над отложениями составляет около 4 м, при этом слой воды является биологической защитой, препятствующей распространению радиоактивных отложений. При выводе из эксплуатации бассейнов-хранилищ, первоначально необходимо извлечь основную часть радиоактивных иловых отложений из под защитного слоя воды и отправить их на переработку (отверждение), затем передать воду из бассейна на очистку, и после засыпки превратить освобожденный бассейн в «зеленую лужайку».

Известно устройство для очистки водоемов от донных отложений (патент РФ №2439250 E02F 5/28, E02F 3/88), содержащее две герметичные загрузочно-разгрузочные емкости, каждая из которых снабжена патрубком для подачи воздуха, установленным в ее верхней части, патрубком всасывания донных отложений, установленным в нижней ее части, и патрубком для вытеснения гидросмеси в общий подъемный трубопровод, установленный в придонной части емкости. Устройство снабжено общим для двух емкостей грунтозаборным узлом ковшового типа, в который подведены всасывающие патрубки для донных отложений от обеих емкостей и установлен дополнительный патрубок подачи воздуха, а основные патрубки подачи воздуха, установленные в каждой емкости, имеют ответвления для подвода воздуха в придонную часть герметичной емкости. В верхней части герметичных емкостей на патрубке подачи воздуха установлен клапан.

Недостатком известного устройства при удалении радиоактивных донных отложений является то, что при выдаче отложений сжатый воздух из ресивера высокого давления подается в нижнюю часть герметичных емкостей и, проходя через слой радиоактивной пульпы в герметичных емкостях, загрязняется. Поскольку отработанный сжатый воздух после выдачи пульпы вновь подается в ресивер низкого давления, а затем в компрессор, то повторное использование отработанного сжатого воздуха, загрязненного радиоактивными аэрозолями, приведет к радиоактивному загрязнению компрессора.

Кроме того, подача сжатого воздуха в ковшовое грунтозаборное устройство приведет к его выходу в бассейн и выносу взвешенных частиц радиоактивных донных отложений на поверхность бассейна.

Работоспособность известной установки ограничивается высотой столба воды над герметичными емкостями. Заполнение пульпой герметичной емкости, соединенной через ресивер низкого давления с всасывающим патрубком компрессора, возможно только под действием гидростатического давления столба воды в водоеме, так как компрессор не создает на всасывающем патрубке вакуумметрическое давление, необходимое для заполнения герметичных емкостей при очистке водоема на малых глубинах. Исходя из этого, работоспособность известной установки ограничивается высотой столба воды над герметичными емкостями.

Известны устройства для освобождения емкостей - хранилищ от радиоактивных отходов, в частности пульсационный клапанный погружной насос, включающий корпус, сообщающийся с нижними соплами посредством трубы и камеры нижних сопел, внутри которой размещен вал, снабженный заслонкой и соединенный через подвижный подшипниковый узел, зубчатую шестерню и зубчатую рейку с приводами поворота и изменения глубины погружения сопел, пульсопровод, впускной шаровой клапан с ограничителем подъема шара, нагнетательный трубопровод с выпускным шаровым клапаном (см. патент РФ №2 249 269, МПК⁷ G21F 9/28, F04F 1/02).

Известное устройство позволяет при различных положениях заслонки весь объем рабочей жидкости, вытесняемый из корпуса, подавать на нижние сопла или в нагнетательный трубопровод и осуществлять струйный размыв осадка, его растворение и суспензирование, а также выдачу образовавшейся суспензии из емкости.

К недостаткам известного насоса относится то, что растворение и суспензирование осадка, а также выдача суспензии из емкости может осуществляться только по отдельности. После проведения растворения и суспензирования осадка приводом изменения глубины погружения сопел меняется положение заслонки и насос переключается на работу в режиме выдачи из емкости. При работе в режиме выдачи нерастворимая твердая фаза осадка не поддерживается во взвешенном состоянии в суспензии и, оседая на дно впадины в осадке, остается в емкости, что снижает эффективность работы известного насоса. Известный насос предназначен для работы во впадине в осадке, находящемся в емкости, когда размываемый соплами осадок уносится в сторону от всасывающего патрубка, но возвращается обратно к всасывающему патрубку только за счет сползания по склону впадины. При наличии в осадке мелкозернистых отложений, например, ионообменных смол, их необходимо подавать к всасывающему патрубку известного насоса другими устройствами.

В то же время погружаемая в емкости с радиоактивными отходами часть насоса проста по конструкции, обладает высокой надежностью и практически не требует ремонта при эксплуатации, что уменьшает радиационное воздействие на персонал. Опыт эксплуатации пульсационных клапанных погружных насосов показал, что простые по конструкции погружаемые в емкости с радиоактивными отходами части насоса обладают высокой надежностью и не требуют ремонта при эксплуатации, уменьшая затраты на обслуживание и радиационное воздействие на персонал.

Известно устройство для очистки отстойника от радиоактивных донных отложений, включающее платформу с качающимися опорами, смонтированную на плавающем средстве, установленную в качающихся опорах раму, желоб с ограждением в виде ребер и расположенными по краям опорными полозьями. Внутри желоба установлен вал, оснащенный двумя разнонаправленными винтовыми ножами с переменным шагом, увеличивающимся к средней части желоба, где размещена приемная камера. Приемная камера снабжена соплом и погруженным в нее всасывающим патрубком насоса, при этом нагнетательный патрубок насоса подключен к регулирующим клапанам дистанционного управления, которые соединены с транспортирующим осадок гибким трубопроводом и соплом приемной камеры (см. патент №2089951, кл. G21F 9/34, 1995). Указанное устройство выбрано заявителем в качестве прототипа.

Основным недостатком известного устройства является то, что приемная камера, в которую винтовыми ножами подается осадок со дна бассейна, не изолирована от остальной части бассейна. При работе известного устройства, а тем более при подаче в приемную камеру части выдаваемой насосом пульпы, произойдет ее попадание в бассейн и загрязнение защитного слоя воды. В результате этого ухудшатся условия труда и радиационная безопасность при обслуживании известного устройства.

Срезаемый винтовыми ножами слой донных отложений ограничен по высоте, поэтому при значительной глубине слоя известному устройству необходимо несколько раз проходить по одной и той же траектории. Срезанный слой осадка поступает в приемную камеру комками различной величины и их попадание во всасывающий патрубок насоса и передача по трубопроводу могут вызвать затруднения.

Кроме того, есть бассейны-хранилища, у которых на дне лежит песчано-гравийная смесь. При работе известного устройства слой песчано-гравийной смеси может подаваться винтовыми ножами в приемную камеру, забивая ее, а при попадании в трубопровод может привести к закупорке трубопровода.

Ограничением для применения известного устройства является его сложность в обслуживании и ремонте при выходе из строя. Например, для ремонта погружаемых в бассейн частей устройства необходимо извлечение известного устройства из бассейна в специальное помещение на берегу для дезактивации и ремонта.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в получении изолированного от остальной части бассейна участка донных отложений и воды над ними, струйном размыве донных отложений, их выдаче в виде суспензии, минимизации выхода суспензии за пределы изолированного участка и повышении радиационной безопасности.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для очистки отстойника от радиоактивных донных отложений, включающем платформу, смонтированную на плавающем средстве и снабженную опорами, установленную в опорах с возможностью вертикального перемещения раму с приемной камерой, снабженной соплами и погруженным в нее всасывающим патрубком откачивающего насоса, который подключен к клапану дистанционного управления, соединенному с транспортирующим донные отложения гибким трубопроводом, особенностью является то, что в приемную камеру погружены всасывающие патрубки двух пульсационных клапанных погружных насосов, откачивающего и перемешивающего, приемная камера выполнена в виде прямоугольного перевернутого сосуда, соединенного с компенсирующим сосудом, сообщающимся через фильтр с атмосферой, а через обратный клапан - с бассейном нагнетательный трубопровод перемешивающего пульсационного клапанного погружного насоса соединен с системой сопел, размещенных внутри приемной камеры, содержащей сопла, установленные по углам приемной камеры и направленные параллельно боковым стенкам и сопла, установленные на крышке приемной камеры и размещенные по линиям, расположенным под углом к соседним боковым стенкам, равным углу расширения затопленных струй, и направленные к всасывающему патрубку откачивающего насоса.

В частном случае, к раме присоединен канат, проходящий через блок, установленный над рамой, на платформе установлена дистанционно управляемая лебедка, а патрубки пульсационных клапанных погружных насосов соединены с клапаном дистанционного управления и воздухораспределительными устройствами гибкими трубопроводами.

В другом частном случае, в качестве плавающего средства используется понтон, соединенный бесконечным тросом с установленными на берегу лебедкой и отводным блоком, часть сосудов понтона служит ресивером сжатого воздуха, в качестве источника сжатого воздуха используется компрессор, установленный на берегу и соединенный с ресивером гибким трубопроводом, размещенном на поплавках, а в качестве источника разрежения - эжектор, установленный на плавающем средстве.

Учитывая условия эксплуатации, воздухораспределительное устройство содержит два быстродействующих клапана, один из которых присоединен к ресиверу, а второй через фильтр - к источнику разрежения.

Также учитывая особые условия эксплуатации, устройство снабжено дистанционной компьютерной системой управления, содержащей персональный компьютер, программируемый микроконтроллер и модемы связи, причем программой предусмотрена блокировка, предусматривающая невозможность включения лебедки при опущенной в донные отложения приемной камере.

Погружение в приемную камеру всасывающих патрубков двух пульсационных клапанных погружных насосов, откачивающего и перемешивающего, позволило использовать струйный размыв донных иловых отложений оборотной водой, находящейся в приемной камере, и выдать образовавшуюся суспензию из нее. Использование струйного размыва донных отложений не требует применения механических устройств для их измельчения: винтовых ножей, цепных передач, приводов. Применение простых по конструкции и надежных в работе пульсационных клапанных погружных насосов позволяет практически исключить их обслуживание и ремонт при эксплуатации и, тем самым, обеспечить радиационную безопасность обслуживающего персонала.

Выполнение приемной камеры в виде прямоугольного перевернутого сосуда позволяет изолировать от остального бассейна участок донных отложений с водой над ними, использовать внутри приемной камеры струйный размыв донных отложений и осуществить их выдачу из приемной камеры в виде суспензии.

Соединение приемной камеры с компенсирующим сосудом, сообщающимся через фильтр с атмосферой, позволяет компенсировать уменьшение или увеличение объема воды в приемной камере при заполнении или вытеснении воды из корпуса перемешивающего насоса. При осуществлении размыва иловых отложений и выдачи образовавшейся суспензии, вытеснение воды из корпуса перемешивающего насоса в систему сопел начинается одновременно с заполнением суспензией корпуса откачивающего насоса.

Вследствие того, что давление сжатого воздуха при вытеснении воды из корпусов превышает гидростатическое давление при их заполнении, то и продолжительность заполнения корпусов превышает продолжительность вытеснения воды из них. Поэтому избыток вытесняемой воды из корпусов перемешивающего насоса временно поступает в компенсирующий сосуд, а затем возвращается в приемную камеру.

Соединение приемной камеры с компенсирующим сосудом, сообщающимся через обратный клапан с бассейном, позволяет осуществлять при постоянной работе перемешивающего и откачивающего насосов добавление в приемную камеру воды через обратный клапан компенсирующего сосуда взамен выданной из приемной камеры суспензии. Вследствие того, что открытие обратного клапана происходит при падении уровня воды в компенсирующем сосуде в результате выдачи суспензии из приемной камеры, то в некоторые промежутки времени давление воды в приемной камере будет меньше гидростатического давления столба воды в бассейне над приемной камерой.

В результате от разности давлений над приемной камерой и внутри ее на крышку приемной камеры будет воздействовать дополнительное к весу усилие, погружающее приемную камеру в донные отложения.

Таким образом, поступление воды в приемную камеру из компенсирующего сосуда или возврат воды в компенсирующий сосуд, а также дополнительное к весу усилие, погружающее приемную камеру в донные отложения, позволяют при работе предлагаемого устройства минимизировать выход суспензии за пределы приемной камеры.

Соединение нагнетательного трубопровода перемешивающего пульсационного клапанного погружного насоса с системой сопел, размещенных внутри приемной камеры, позволяет осуществить струйный размыв иловых отложений в приемной камере, используя объем воды, находящейся в приемной камере и, тем самым, получить в результате размыва суспензию требуемой плотности.

Установка сопел по углам приемной камеры и их направление параллельно боковым стенкам позволяет осуществить размыв иловых отложений вблизи боковых стенок приемной камеры и облегчить внедрение приемной камеры в иловые отложения.

Установка сопел на крышке приемной камеры и их размещение по линиям, расположенным под углом к соседним боковым стенкам, равным углу расширения затопленных струй, и направление сопел к всасывающему патрубку откачивающего насоса, позволяет донные отложения, размываемые расположенными по углам приемной камеры соплами, перенаправить к всасывающему патрубку откачивающего насоса, осуществить размыв донных отложений по всей площади приемной камеры, повысив, тем самым, эффективность работы устройства.

Присоединение в частном случае к раме каната, проходящего через блок, установленный над рамой, установка на платформе дистанционно управляемой лебедки, соединение патрубков пульсационных клапанных погружных насосов с клапаном дистанционного управления и воздухораспределительными устройствами гибкими трубопроводами позволили осуществлять перемещение предлагаемого устройства по бассейну, подняв раму с приемной камерой и пульсационными клапанными погружными насосами в верхнее положение, а после выхода устройства на заданную координату опускать их до внедрения приемной камеры в донные отложения.

Использование в качестве плавающего средства понтона, соединенного бесконечным тросом с установленными на берегу лебедкой перемещения и блоком, позволяет осуществлять передвижение понтона по бассейну с остановками для удаления донных отложений на всю их глубину.

Использование части сосудов понтона в качестве ресивера сжатого воздуха позволяет обеспечить лишь незначительное падение давления сжатого воздуха во время его подачи в корпуса пульсационных клапанных погружных насосов. Это позволяет во время вытеснения воды из корпуса перемешивающего насоса сохранить энергию струй, вытекающих из сопел, до конца продолжительности вытеснения, а во время вытеснения воды из корпуса откачивающего насоса получить практически постоянное значение давления нагнетания.

Использование в качестве источника сжатого воздуха компрессора, установленного на берегу и соединенного с ресивером гибким трубопроводом, размещенном на поплавках, позволяет осуществлять обслуживание компрессора без выхода на понтон и, тем самым, повысить безопасность при его эксплуатации.

Использование в качестве источника разрежения эжектора, установленного на плавающем средстве, позволяет обеспечить работоспособность предлагаемого устройства при удалении иловых отложений при малой глубине бассейна. Продолжительность заполнения корпусов пульсационных клапанных погружных насосов зависит от гидростатического давления воды над насосами. За счет разрежения, подаваемого эжектором в корпуса насосов при их заполнении, продолжительность заполнения корпусов насосов сокращается, а тем самым повышается эффективность работы устройства, в том числе и при работе на малых глубинах.

Включение в состав каждого воздухораспределительного устройства двух быстродействующих клапанов, присоединение одного из них к ресиверу, а второго через фильтр - к источнику разрежения, позволяет осуществить попеременную подачу в корпуса насосов разрежения и давления. При этом при открытии клапана подачи сжатого воздуха в один из корпусов, второй корпус соединяется с фильтром и источником разрежения и наоборот, что позволяет организовать работу перемешивающего и откачивающего насосов в противофазе. При вытеснении воды из корпуса перемешивающего насоса струи, вытекающие из сопел, размывают донные отложения, и образовавшаяся суспензия поступает в заполняемый одновременно корпус откачивающего насоса. Это позволяет повысить эффективность выдачи донных отложений и осуществлять размыв и выдачу в том числе и быстроотстаивающихся суспензий, например ионно-обменных смол, находящихся на дне бассейна.

Снабжение устройства дистанционной компьютерной системой управления, содержащей программируемый микроконтроллер, панель оператора и модемы связи, позволяет устанавливать на панели управления определенные опытным путем продолжительности заполнения и вытеснения воды из корпусов насосов, алгоритмы их работы и блокировки и, тем самым, обеспечить безопасность при эксплуатации предлагаемого устройства.

Наличие в программе микроконтроллера блокировки, предусматривающей невозможность включения лебедки перемещения при опущенной в донные отложения приемной камере, позволяет исключить выход из строя предлагаемого устройства при ошибке оператора и, тем самым, повысить безопасность в работе.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, представленными на фиг.1, фиг.2, фиг.3 и фиг.4.

На фиг.1 изображена схема устройства, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2, на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3.

Предлагаемое устройство (см. фиг.1) содержит понтон 1, соединенный бесконечным тросом 2 с лебедкой 3 и отводным блоком 4. Часть емкостей понтона 1, служащая в качестве ресивера 5 сжатого воздуха соединяется с компрессором 6 гибким рукавом 7, установленным на поплавках 8.

На понтоне 1 смонтирована (см. фиг.2) платформа 9 с опорами 10, в которых установлены с возможностью вертикального перемещения стойки 11 рамы 12. Стойки 11 в верхней части присоединены к траверсе 13, над которой установлена консоль 14 с блоком 15. Траверса 13 канатом 16, проходящим через блок 15, присоединена(см. фиг.3) к лебедке 17.

В нижней части к стойкам 12 крепится приемная камера 18 в виде перевернутого сосуда с боковыми стенками 19 и крышкой 20. На крышке 20 установлены пульсационные клапанные погружные насосы: откачивающий 21 и перемешивающий 22, всасывающие патрубки 23 которых с впускными клапанами 24 введены в приемную камеру 18.

Приемная камера 18 соединена гибким трубопроводом 25 с компенсирующим сосудом 26, присоединенным в свою очередь трубопроводом 27 к фильтру 28 с эжектором 29, который трубопроводом 30 с запорным клапаном 31 связан с ресивером 5. В качестве фильтра используется фильтр тонкой очистки ФАРТОС-Ц-500, выпускаемый Российской промышленностью. Для

предотвращения попадания воды в фильтр 28 на трубопроводе 27 установлен клапан 32 с плавающим в воде шаром 33. Компенсирующий сосуд 26 также снабжен обратным клапаном 34, служащими для пополнения приемной камеры 18 водой при выдаче суспензии из нее.

Откачивающий насос 21 содержит корпус 35, нагнетательный трубопровод 36 с обратным клапаном 37 и пульсопровод 38, соединенный гибким трубопроводом 39 с воздухораспределительным устройством 40. Перемешивающий насос 22 содержит корпус 41, нагнетательный трубопровод 42 и пульсопровод 43, который гибким трубопроводом 44 соединен с воздухораспределительным устройством 45.

Воздухораспределительное устройство 40 состоит из двух быстродействующих клапанов 46 и 47. Воздухораспределительное устройство 45 также состоит из двух быстродействующих клапанов 48 и 49. Клапаны 46 и 48 трубопроводом 50 соединены с ресивером 5, а клапаны 47 и 49 трубопроводом 51 присоединены к фильтру 28.

В качестве быстродействующих клапанов 46, 47, 48 и 49 используются клапаны японской фирмы SMC, показавшие высокую надежность при их эксплуатации.

Нагнетательный трубопровод 36 откачивающего насоса 21 соединен гибким трубопроводом 52 через клапан дистанционного управления 53 с гибким трубопроводом 54, установленным на поплавках 8 вместе с гибким рукавом 7.

Нагнетательный трубопровод 42 (см. фиг.4) перемешивающего насоса 22 соединен трубопроводом 55 с коллектором 56 системы сопел, содержащей сопла 57, установленные по углам приемной камеры 18 и направленные параллельно боковым стенкам 19 и сопла 58, установленные на крышке 20 приемной камеры 18 на линиях, расположенных под углом к соседним боковым стенкам 19, равным углу а расширения затопленных струй, и направленных к всасывающему патрубку 23 откачивающего насоса 21.

Угол α расширения затопленных струй в воде составляет 13-15 градусов. Сопла 57 и 58 направлены под углом к осадку. Система управления (на чертеже не показана) размещается на берегу и состоит из персонального компьютера, программируемого микроконтроллера, панели оператора и модемов связи.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Перед транспортировкой приемная камера 18 с присоединенными к ней насосами 21 и 22 дистанционно управляемой лебедкой 17 переводится в верхнее положение. При помощи лебедки 3 предлагаемое устройство выводится на требуемую координату. Рама 11 вместе со смонтированными на ней приемной камерой 18 и насосами 21 и 22 лебедкой 17 опускается до достижения канатом 16 провисания, что указывает на внедрение стенок 19 приемной камеры 18 в донные отложения. С целью более глубокого внедрения стенок 19 приемной камеры 18 под действием собственного веса в донные отложения при ее опускании воздух из приемной камеры 18 и корпусов 35 и 41 насосов 21 и 22 через открытые клапаны 47 и 51 воздухораспределительных устройств 40 и 45 отдувается через фильтр 28 в атмосферу. На персональном компьютере оператором устанавливаются определенные опытным путем значения продолжительностей заполнения и вытеснения воды из корпусов 35 и 41. Компрессором 6 по гибкому рукаву 7, расположенному на поплавках 8, сжатый воздух нагнетается в ресивер 5. Затем клапаны 46, 47, 48 и 49 устанавливаются в исходное закрытое положение. Программным обеспечением на персональном компьютере алгоритм работы клапанов 46, 47, 48 и 49 установлен следующим образом. При пуске в работу, с учетом уже заполненных водой корпусов 35 и 41 насосов 21 и 22 при погружении, первоначально открывается клапан 46, подающий сжатый воздух из ресивера 5 в корпус 35. При этом вода вытесняется из корпуса 35 откачивающего насоса 21 по нагнетательному трубопроводу 35 через обратный 36 и открытый запорный клапан 53 в гибкий трубопровод 54 и далее в трубопровод, расположенный на береговой линии (на чертеже не показан). После нахождения клапана 46 в открытом положении в течение заданной продолжительности вытеснения, клапан 46 закрывается, а затем одновременно открываются клапаны 48 и 47. При их открытии через клапан 48 в корпус 41 перемешивающего насоса 22 подается сжатый воздух из ресивера 5, а корпус 35 откачивающего насоса 21 соединяется через фильтр 28 с атмосферой. При этом одновременно осуществляется вытеснение воды из корпуса 41 перемешивающего насоса 22 и заполнение корпуса 35 откачивающего насоса 21 под действием гидростатического давления столба воды в бассейне. Вытесняемая из корпуса 41 вода поступает в нагнетательный трубопровод 42 и далее по трубопроводу 55 и коллектору 56 на сопла 57 и 58. Вытекающие струи из сопел 57, расположенных параллельно соседним стенкам 19 приемной камеры 18 размывают донные отложения, расположенные вблизи стенок 19. Вытекающие струи из сопел 58, установленных на линиях, расположенных под углом расширения затопленных струй 13-15 градусов, не только размывают донные отложения, но и подхватывают размытые соплами 57 отложения и направляют их к всасывающему патрубку 23 заполняемого в это время корпуса 35 откачивающего насоса 21.

По истечении заданных продолжительностей вытеснения из корпуса 41 и заполнения корпуса 35 закрываются клапаны 48 и 47 соответственно. Поскольку продолжительность вытеснения, как правило, превышает продолжительность заполнения, то некоторая часть вытесняемой из корпуса 41 в приемную камеру 18 воды будет временно возвращаться в компенсирующий сосуд 26. Далее открываются клапаны 46 и 49, при этом корпус 35 соединяется с ресивером 5, а корпус 41 - через фильтр 28 с атмосферой и процесс вытеснения воды из корпуса 35 и заполнения корпуса 41 повторяется. В это же время через открытый клапан 49 осуществляется сначала сброс отработанного воздуха из корпуса 41 через фильтр 28 в атмосферу, а затем его заполнение водой из приемной камеры 18. Выдаваемый откачивающим насосом 21 из приемной камеры 18 объем суспензии регулярно пополняется за счет автоматического открытия обратного клапана 34, установленного на компенсирующем сосуде 26. Пополнение водой приемной камеры 18 через обратный клапан 34 будет занимать некоторый промежуток времени, в течение которого давление воды в приемной камере 18 будет ниже, чем гидростатическое давление столба воды в бассейне. В этот промежуток времени за счет этой разности давлений над и под крышкой 20, на крышку 20 приемной камеры 18 будет воздействовать усилие, способствующее ее погружению в донные отложения, что сводит к минимуму выход суспензии за пределы приемной камеры 18.

Работа предлагаемого устройства при глубине бассейна менее 3 м осуществляется с подачей рабочего сжатого воздуха по трубопроводу 30 через запорно-регулирующий клапан 31 на эжектор 29. При этом значение разрежения эжектора 29 определяется количеством подаваемого на эжектор рабочего сжатого воздуха. Добавляя к гидростатическому давлению столба воды в бассейне соответствующие значения разрежения от эжектора 29, подаваемого в корпуса 35 и 41 через клапаны 47 и 49 могут устанавливаться различные продолжительности заполнения корпусов 35 и 41.

При работе предлагаемого устройства на малых глубинах с использованием разрежения эжектора 29, предотвращение попадания воды в фильтр 28 из компенсирующего сосуда 26, расположенного выше насосов 21 и 22, осуществляется клапаном 33. Вода, поднимаясь в компенсирующем сосуде 26 под действием разрежения, приподнимает плавающий шар 33, прижимая его к седлу клапана 33, перекрывая тем самым попадание воды в фильтр 28 из компенсирующего сосуда 26.

После полного удаления донных отложений, расположенных под приемной камерой 18, в результате проведения нескольких циклов их размыва и выдачи, фиксируемого отсутствием погружения приемной камеры 18 в донные отложения, а также измерениями, предлагаемое устройство передвигается лебедкой 3 на шаг, несколько превышающий размеры приемной камеры 18, и процесс размыва и выдачи донных отложений повторяется. После выдачи донных отложений по всей линии действия между лебедкой 3 и блоком 4, остающиеся промежутки донных отложений могут быть удалены аналогичным образом с остановками предлагаемого устройства над этими промежутками. Далее лебедка 3 и блок 4 передвигаются по береговой линии на шаг, несколько превышающий размеры приемной камеры 18 и процесс размыва и выдачи донных отложений повторяется по новой линии движения предлагаемого устройства.

Наибольшее количество радиоактивных донных отложений сосредоточено вблизи линий слива, а в бассейне существуют участки с минимальным количеством донных отложений. На этих участках бассейна и определяются опытным путем режимы работы, продолжительности заполнения и вытеснения воды из корпусов 35 и 41, величины разрежения эжектора 29 на разных глубинах и другие параметры работы предлагаемого устройства.

Claims (5)

1. Устройство для очистки бассейна от радиоактивных донных отложений, включающее платформу, смонтированную на плавающем средстве и снабженную опорами, установленную в опорах с возможностью вертикального перемещения раму с приемной камерой, снабженной соплами и погруженным в нее всасывающим патрубком откачивающего насоса, который подключен к клапану дистанционного управления, соединенному с транспортирующим осадок гибким трубопроводом, отличающееся тем, что в приемную камеру погружены всасывающие патрубки двух пульсационных клапанных погружных насосов, откачивающего и перемешивающего, приемная камера выполнена в виде прямоугольного перевернутого сосуда, соединенного с компенсирующим сосудом, сообщающимся через фильтр с атмосферой, а через обратный клапан с бассейном нагнетательный трубопровод перемешивающего пульсационного клапанного погружного насоса соединен с системой сопел, размещенных внутри приемной камеры, содержащей сопла, установленные по углам приемной камеры и направленные параллельно ее боковым стенкам, и сопла, установленные на крышке приемной камеры и размещенные по линиям, расположенным под углом к соседним боковым стенкам, равным углу расширения затопленных струй, и направленным к всасывающему патрубку откачивающего насоса.

2. Устройство для очистки бассейна от радиоактивных донных отложений по п.1, отличающееся тем, что к раме присоединен канат, проходящий через блок, установленный над рамой, на платформе установлена дистанционно управляемая лебедка, а патрубки пульсационных клапанных погружных насосов соединены с клапаном дистанционного управления и воздухораспределительными устройствами гибкими трубопроводами.

3. Устройство для очистки бассейна от радиоактивных донных отложений по п.1, отличающееся тем, что в качестве плавающего средства используется понтон, соединенный бесконечным тросом с установленными на берегу лебедкой и отводным блоком, часть сосудов понтона служит ресивером сжатого воздуха, в качестве источника сжатого воздуха используется компрессор, установленный на берегу и соединенный с ресивером гибким трубопроводом, размещенном на поплавках, а в качестве источника разрежения - эжектор, установленный на плавающем средстве.

4. Устройство для очистки бассейна от радиоактивных донных отложений по п.1, отличающееся тем, что воздухораспределительное устройство содержит два быстродействующих клапана, один из которых присоединен к ресиверу, а второй через фильтр - к источнику разрежения.

5. Устройство для очистки бассейна от радиоактивных донных отложений по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дистанционной компьютерной системой управления, содержащей программируемый микроконтроллер, панель оператора и модемы связи, причем программой предусмотрена блокировка, предусматривающая невозможность включения лебедки при опущенной в донные отложения приемной камере.

Images