SK279962B6 - Zariadenie na odstraňovanie aerosólov, ktoré sú ob - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na odstraňovanie aerosólov, ktoré sú obsiahnuté vo vzduchu unikajúcom z kontajnmentu jadrového reaktora v prípade pretlaku v tomto kontajnmente, pričom tento vzduch je cez potrubie pripojené na kontajnment, privádzaný do vodného kúpeľa a na toto potrubie je pripojený väčší počet dýz, upravených na vodnom kúpeli; pričom nad nimi je umiestnená najmenej jedna dierovaná nárazová doska a nad ňou, ako aj vo vodnom kúpeli je umiestnený stĺpec statických zmiešavacích členov obklopených plášťom.

Doterajší stav techniky

Na známom zariadení tohto druhu (EP-OS 403 424) prichádza vzduch, opúšťajúci vodný kúpeľ, cez potrubie priamo, bez ďalších filtračných stupňov, do komína odpadového vzduchu. Ukázalo sa, že sa pomocou známeho zariadenia dosiahne odlučovacieho stupňa (nazývaného tiež dokontfaktor) približne v hodnote 1000. Tento faktor predstavuje pomer celkovej koncentrácie aerosólových častíc na vstupe zariadenia ku koncentrácii na výstupe zariadenia. Aby sa okolie zavlažovalo čo najmenej, je však žiaduce zvýšiť odlučovači stupeň známeho zariadenia, čo je úlohou vynálezu.

Podstata vynálezu

Riešenie uvedenej úlohy spočíva podľa vynálezu v tom, že nad vodným kúpeľom a stĺpcom je upravený suchý odlučovači stupeň, ktorý pozostáva zo vstupného odlučovača a z aglomerátora, a že cez vstupný odlučovač a aglomerátor prechádza vzduch, vychádzajúci zo stĺpca, následne a v navzájom opačnom smere.

Týmto riešením sa teda v známom zariadení zaraďuje za doterajší stupeň na odlučovanie zamokra stupeň na odlučovanie za sucha, a to vnútri tej istej nádržky, v ktorej je umiestnený stupeň na odlučovanie zamokra. Zaradením stupňa na odlučovanie za sucha sa faktor odlúčenia zvýši najmenej na 10 000, pretože sa v tomto stupni zadržia aj veľmi malé aerosólové častice veľkosti mikrometrov.

Podľa výhodného uskutočnenia vstupný odlučovač a aglomerátor majú tvar prstencovitého kotúča, pričom aglomerátor je obklopený vstupným odlučovačom.

Vstupný odlučovač môže pozostávať, podľa výhodného uskutočnenia, zo statických zmiešavacích členov vyrobených z plechu alebo plastu.

Aglomerátor môže pozostávať, podľa výhodného uskutočnenia, zo statických zmiešavacích členov vyrobených z drôteného pletiva.

Za aglomerátorom môže byť zaradený výstupný odlučovač, na odvádzanie vzduchu v smere opačnom k smeru prúdenia v aglomerátore, pričom vo výhodnom uskutočnení, výstupný odlučovač pozostáva zo statických zmiešavacích členov z plechu alebo plastickej hmoty.

Pod aglomerátorom a výstupným odlučovačom môže byť umiestnená zberná nádržka s lievikovitým dnom, na ktorého najnižšom mieste je pripojené potrubie ústiace do vodného kúpeľa. Podľa výhodného uskutočnenia môže byť v zbernej nádržke vo výške horného konca lievikovitého dna umiestnená vodorovná doska, ktorej okraj vytvára voľnú priepust k lievikovitému dnu.

Nad každou dýzou môže byť nad sebou umiestnených niekoľko nárazových dosiek, pričom každá je vybavená stredovým otvorom. Priemer stredového otvoru každej nasledujúcej dosky v smere prúdenia vzduchu môže byť v porovnaní s predchádzajúcou väčší.

Za aglomerátorom, ktorý je vytvorený v podobe prstencového kotúča, sú umiestnené a distribuované po jeho obvode vodiace plechy na presmerovanie prúdu vzduchu.

Podľa výhodného uskutočnenia je zvislá vzdialenosť jednak medzi dýzami a jednak medzi stĺpcom najmenej rovnajúca sa 0,25 násobku vnútorného priemeru plášťa.

Do vodného kúpeľa môže ústiť prívod tiosíranu sodného, pričom prívod tiosíranu sodného zahrnuje zásobníkovú nádržku, ktorá je svojím, nad zásobníkom umiestneným úsekom pripojená na potrubie spojené s kontajnmentom a ktorá je vybavená spojovacím vedením, ktoré je svojím jedným koncom ponorené do zásobníka a druhým koncom do vodného kúpeľa vo výške dýz .

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na priložených výkresoch je znázornený príklad uskutočnenia vynálezu, ktoré znázorňujú;

obr. 1 zjednodušenú schému zapojenia so zariadením podľa vynálezu, obr. 2 zvislý prierez týmto zariadením, obr. 3 pohľad zhora na usporiadanie dýz, obr. 4 podrobnosti usporiadania dýz a obr. 5 pozdĺžny prierez dýzou s tromi nárazovými doskami.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. 1 je značkou 1 označené potrubie, ktoré svojím koncom na obr. 1 neznázomeným, je pripojené na vnútrajšok bezpečnostného obalu, čiže bezpečnostnej nádrže inštalácie jadrového reaktora. V neznázomenom potrubí sú zabudované izolačné ventily bezpečnostného obalu, ktoré sa otvoria v prípade neprípustného pretlaku v bezpečnostnom obale. Potrubie 1 prechádza nádržkou 2, ktorá patrí k zariadeniu na odstraňovanie aerosólov zo vzduchu privádzaného potrubím 1.

Potrubie 1 je vnútri valcovej nádržky 2 vedené smerom dole a ústi do rozvádzacej sústavy 3, na ktorej sú nižšie opísaným spôsobom upravené dýzy 4.

V dolnej časti nádržky 2 je vodný kúpeľ 5, ktorého hladina je asi v polovici výšky nádržky 2. V dolnej polovici nádržky 2 je upravený stĺpec 6 zo statických zmiešavacích členov, ktorý je obklopený plášťom 7, siahajúcim dolu až do blízkosti oblasti dýz 4. V oblasti horného konca nádržky je umiestnený prstencový vstupný odlučovač 8, cez ktorý v podstate zdola hore prechádza vzduch, opúšťajúci vodný kúpeľ 5. V smere k stredu nádržky 2 nasleduje za vstupným odlučovačom 8 aglomerátor 9 v podobe prstencového kotúča, ktorým prechádza v opačnom smere vzduch, opúšťajúci vstupný odlučovač 8. Za aglomerátorom 9 je zaradený vstupný odlučovač 10, ktorý je uprostred nádržky 2 a ktorým prechádza vzduch v rovnakom smere ako vstupným odlučovačom. Na najvyššom bode nádržky 2 je pripojené potrubie 11, ktoré vzduch, zbavený aerosólov, vypúšťa do ovzdušia cez komín 12. Pod aglomerátorom 9 je umiestnená nádržka 16 na kondenzát s odvádzacím potrubím 17.

Na potrubie 1 je pripojená zásobná nádržka 13, ktorá obsahuje tekutý tiosíran sodný. Do tejto kvapaliny je ponorený koniec vedenia 14, ktoré vychádza hore na zásobnej nádržke 13, prechádza nádržkou 2 a ústi do dýzy 15, ktorá je upravená vo výške dýz 4, aleje od nich oddelená.

Ako vyplýva z obr. 2 a 3, zahrňuje rozvádzacia sústava 3 rozdeľovaciu hlavicu 20 na spôsob kolektora, ktorá je pripojená na dolný koniec potrubia 1, je na svojom dolnom konci uzavretá a týmto koncom je podoprená na dne nádržky 2. Od rozdeľovacej hlavice 20 vychádzajú rozdeľovacie ramená 21 a 21', z ktorých rozdeľovacie ramená 21 prebiehajú vodorovne a rozdeľovacie ramená 2 ľ, sa slabým sklonom nahor. Týmto je možné spojovacie miesta rozdeľovacich ramien 21 a 21' na rozdeľovaciu hlavicu 20 upraviť tak, že nedôjde k žiadnemu neprípustnému zoslabeniu steny rozdeľovacej hlavice. Po dĺžke rozdeľovacich ramien 21 sú rozložené dýzy 4, ktoré - ako to znázorňuje obr. 4 a obr. 5 - pozostávajú zo zvislého rúrkového úseku 22 a z dosky 23, na ňom navarenej, s prúdovým otvorom 25, zužujúcim sa smerom hore. Rúrkové úseky 22 sú svojím dolným koncom navarené na rozdeľovacie rameno 21. Ňa doske 23 sú navarené tri nahor vyčnievajúce zvislé tyče 26 (na obr. 5 sú zakreslené len dve tyče), medzi ktorými sú upevnené tri rozstrekovacie dosky 27. Tieto tri rozstrekovacie, pripadne nárazové dosky 27 majú každá stredový, s prúdovým otvorom 25 v jednej priamke ležiaci otvor 2, z ktorých otvor ležiaci v spodnej doske 27 má najmenší priemer; u rozstrekovacích dosiek, nad ním ležiacich, vzrastá priemer otvoru. Dýzy opísaného druhu sú v nádržke 2 upravené tiež medzi rozdeľovacími ramenami 21 a 2 ľ, a to tak, že na rozdeľovacich ramenách 21 sú pripojené rozdeľovacie prsty 29, obr. 4, ktoré prebiehajú naprieč nich a každý je na konci vybavený dýzou 4. Rovnakým spôsobom, ako je to opísané pre rozdeľovacie ramená 21, sú i na rozdeľovacích ramenách 21' upravené dýzy' 4 so zvislými rúrkovými úsekmi 22.

Podľa obr. 2 pozostáva stĺpec 6 zo statických zmiešavacích členov v podstate troch vrstiev 30, 31, a 32. Zmiešavacie členy všetkých troch vrstiev pozostávajú známym spôsobom zo zvlneného alebo ryhovaného plochého materiálu, napríklad z kovového plechu. Sú konštruované tak, že medzi nimi vzniknú vymedzené, otvorené, navzájom sa pretínajúce prúdové kanály. Podrobná konštrukcia takýchto zmiešavacích členov je opísaná napríklad v CH-PS 547 120. Pri stĺpci 6 sú zmiešavacie členy dolnej vrstvy 30 a hornej vrstvy 32 čo do konštrukcie dimenzované o niečo hrubšie než zmiešavacie členy prostrednej vrstvy 31, to znamená, že prierezy prúdových kanálov vo vrstvách 30 a 32 sú dimenzované o niečo väčšie než v prostrednej vrstve 31. Stĺpec 6 jeuložený medzi dolnou dierovanou doskou 33 a hornou dierovanou doskou 34 v plášti 7.

Výška priestoru medzi dýzami 4, t. j. rovinou, v ktorej dýzy 4 v priemere ležia, a ktorá je definovaná bodkočiarkovanou čiarou E na obr. 2 a vstupom stĺpca 6 je minimálne 0,25 D, pričom D je vnútorný priemer plášťa 7. Výška tohto priestoru nemá byť väčšia než rovnajúca sa hodnote D.

Vstupný odlučovač 8 v hornej oblasti nádržky 2 je vytvorený z vrstvy statických odlučovacích členov, a síce ako vrstva 30 alebo 31 stĺpca 6. Vnútorný priemer vstupného odlučovača 8 je obmedzený rúrkovým úsekom 35, ktorý tvorí časť zbernej nádrže 16. Zberná nádrž 16 je smerom dolu obmedzená plochým lievikovitým dnom 19, na ktorého najužšom konci je pripojené vedenie 17 na kondenzát. Vnútri zbernej nádrže 16, a to na hornom konci lievika, je umiestnená vodorovná doska 18, ktorá sa pomocou niekoľkých pätiek opiera o lievikovité dno 19 a ktorá je svojím vonkajším okrajom vo zvislom smere vzdialená od lievikovitého dna. Súosovo s rúrkovým úsekom 35 vyčnieva do zbernej nádrže 16 zhora rúrkový úsek 35, ktorý je svojim horným koncom tesne upevnený na kryte nádržky 2. Medzi rúrkovými úsekmi 35 a 36 je takto vytvorená prstencová medzera, v ktorej je umiestnený aglomerátor 9. Aglomerátor 9 pozostáva z dvoch vrstiev statických zmiešavacích členov, ktoré však nie sú vytvorené z plochého materiálu, ale z drôteného pletiva. Nad aglomerátorom sú medzi rúrkovými úsekmi 35 a 36 upravené radiálne osové plechové stojiny 37, ktoré slúžia ako vodiace plochy na vzduch, vstupujúci do aglomerátora 9. V smere prúdenia pod aglomerátorom 9 sú upevnené na rúrkovom úseku 36, lopatkovité vodiace plech 38, ktoré prebiehajú šikmo k vertikále a tým vzduchu, vystupujúcemu z aglomerátora 9, udeľujú skrutkovité prúdenie okolo zvislej osi zbernej nádrže 16. Vnútri rúrkového úseku 36 je umiestnený výstupný odlučovač 10, ktorý'j e rovnako ako vstupný odlučovač 8 vytvorený zo statických zmiešavacích členov plechového typu. Podobne ako na stĺpci 6 sú statické zmiešavacie členy výstupného odlučovača 10 držané medzi dvoma dierovanými plechmi 39. Ako je zrejmé z obr. 2, sú prierezy prúdenia jednak vstupného odlučovača 8 a výstupného odlučovača 10 a jednak aglomerátora 9 veľmi rozdielne, a síce je uvedený druhý prierez podstatne menší než prierez odlučovačov 8 a 10. Vzdialenosť medzi výstupom stĺpca 6 a vstupom do vstupného odlučovača 8 je minimálne 0,8 Dl, pričom Dl je vnútorný priemer nádržky 2.

Opísané zariadenie pracuje takto: v prípade, že v bezpečnostnom obale vznikne neprípustný pretlak, napríklad v dôsledku roztavenia jadra reaktora, otvoria sa uvedené indukčné ventily bezpečnostného obalu v potrubí 1.

Vzduch z bezpečnostného obalu, zaťažený aerosólmi, ako je vodná para, kysličník uhličitý, vodík, jód atď., prúdi potom cez potrubie 1 do rozdeľovacej hlavice 20, odkiaľ sa cez rozdeľovacie ramená 21 a 21' a prípadne cez rozdeľovacie prsty 29 dostane do dýz 4. Vzduch, vystupujúci z prúdových otvorov 25, strhuje vodu z okolia a zmiešava sa intenzívne pri prechádzaní otvormi 28 s dĺžkou určených nárazových doskách 27. Takto vytvorená zmes vody a vzduchu prúdi potom ďalej nahor a vstupuje cez dierovaný plech 33 do statických zmiešavacích členov stĺpca 6. V prúdových, navzájom sa krížiacich kanáloch zmiešavacích členov nastáva priebežné štiepenie, rozťahovanie a premiestňovanie zložiek zmesi vzduchu a vody, pričom vzduch, ktorý so sebou unáša aerosóly, sa disperguje vo vode. Aerosóly sa zo vzduchu odlučujú do vody alebo na zmiešavacích členoch. Na hornom konci stĺpca 6 vystupuje z mokrej časti zariadenia vzduch, zbavený aerosólov z najväčšej časti a prúdi potom ďalej nahor k druhej časti, umiestnenej v hornom úseku nádržky 2. Aerosóly, ešte obsiahnuté v tomto nahor prúdiacom vzduchu, sú v podobe veľmi jemných kvapôčok vody, ktoré obsahujú látky, ktoré majú byť zadržané. Priemer kvapôčiek leží v mikrometrovej oblasti.

Aby sa tieto kvapôčky ešte zo vzduchu odstránili, prúdi vzduch najskôr vstupným odlučovačom 8 v podstate zdola nahor. Po výstupe vzduchu zo vstupného odlučovača 8 sa vzduch, na vyklenutom strope nádržky 2 odkloní do protismeru a prúdi potom aglomerátorom 9. Pri výstupe vzduchu z aglomerátora 9 dostane vzduch vodiacimi plechmi 38 rotáciu, takže v zbernej nádržke 16 vznikne rotačné prúdenie vzduchu. Tým sú kvapôčky vrhané odstredivou silou proti rúrkovému úseku 35 zbernej nádržky 16. Kvapôčky pritom odlúčené tečú ako kondenzát k odvádzaciemu potrubiu 17, cez ktoré sú potom vedené naspäť do vodného kúpeľa 5. Vzduch, takto zbavený kvapôčok sa potom odkláňa nahor a prúdi výstupným odlučovačom 10, v ktorom sú zase zadržované kvapky aerosólu. Veľmi čistý vzduch, vystupujúci z výstupného odlučovača, prichádza potom cez potrubie 11 priamo ku komínu 12. Uvedeným odstupom medzi dýzami 4 a stĺpcom 6, ako i výstupným odlučovačom 10 v suchom oddelení sa pomocou opísaného zariadenia dosiahne odlučovacieho stupňa približne 100 000.

SK 279962 Β6

Pri otvorení izolačných ventilov bezpečnostného obalu a vniknutí vzduchu do rozvádzacej sústavy 3 vnikne tiež vzduch do zásobníkovej nádrže 13, takže sa tiosíran sodný dostane z tejto nádrže cez vedenie 14 k dýze 15. Tiosíran sodný sa vstrekuje do vodného kúpeľa 5, aby sa viazal jód, spolu unášaný vzduchom. Pomocou sódy sa hodnota pH vody nastaví na 10 až 11.

Na rozdiel od uvedeného príkladu realizácie môže byť hladina vodného kúpeľa 5 nižšie než je znázornené, takže stĺpec 6 je vo vode len čiastočne alebo leží úplne mimo vodu.

Vstupný odlučovač 8, vytvorený v podobe prstencového kotúča, môže pozostávať tiež zo stĺpcov statických zmiešavacích členov, vedľa seba zoradených, pričom každý z týchto stĺpcov tvorí prstencový sektor. Rovnaká konštrukcia je možná i pre kruhovo prstencový aglomerátor 9.

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zariadenie na odstraňovanie aerosólov, ktoré sú obsiahnuté vo vzduchu, unikajúcom z kontajnmentu jadrového reaktora v prípade pretlaku v tomto kontajnmente, pričom tento vzduch je cez potrubie, pripojené na kontajnment, privádzaný do vodného kúpeľa, a na toto potrubie je pripojený väčší počet dýz, upravených vo vodnom kúpeli, pričom nad nimi je upravená najmenej jedna dierovaná nárazová doska, nad ktorou a tiež vo vodnom kúpeli je upravený stĺpec statických zmiešavacích členov, obklopený plášťom, vyznačujúce sa tým, že nad vodným kúpeľom (5) a stĺpcom (6) zmiešavacích členov je umiestnený stupeň odlučovania za sucha, ktorý pozostáva zo vstupného odlučovača (8) a aglomerátora (9), ktoré sú usporiadané tak, že vzduch cez ne prechádza postupne a protismeme.
2. 2. Zariadenie podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že vstupný odlučovač (8) a aglomerátor (9) majú tvar prstencovitého kotúča, pričom aglomerátor (9) je obklopený vstupným odlučovačom (8).
3. 3. Zariadenie podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že vstupný odlučovač (8) pozostáva zo statických zmiešavacích členov z plechu alebo plastu.
4. 4. Zariadenie podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že aglomerátor (9) pozostáva zo statických zmiešavacích členov z drôteného pletiva.
5. 5. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že za aglomerátorom (9) je zaradený výstupný odlučovač (10), na odvádzanie vzduchu v smere opačnom k smeru prúdenia v aglomerátore (9).
6. 6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že výstupný odlučovač (10) pozostáva zo statických zmiešavacích členov z plechu alebo plastickej hmoty.
7. 7. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že pod aglomerátorom (9) a výstupným odlučovačom (10) je umiestnená zberná nádržka (16) s lievikovitým dnom (19), na ktorého najnižšom mieste je pripojené potrubie (17) ústiace do vodného kúpeľa (5).
8. 8. Zariadenie podľa nároku 7, vyznačujúce sa tým, že v zbernej nádržke (16) je vo výške horného konca lievikovitého dna (19) umiestnená vodorovná doska (18), ktorej okraj vytvára voľný priepust k lievikovitému dnu (19).
9. 9. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že na každú dýzu (4) je nad sebou umiestnených niekoľko nárazových dosiek (27), pričom každá je vybavená stredovým otvorom (28).
10. 10. Zariadenie podľa nároku 9, vyznačujúce sa tým, že priemer stredového otvoru (28) každej nasledujúcej dosky v smere prúdenia vzduchu je v porovnaní s predchádzajúcou väčší.
11. 11. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 2 až 10, vyznačujúce sa tým, že za aglomerátorom (9) v podobe prstencového kotúča sú umiestnené a distribuované po jeho obvode vodiace plechy (38) na presmerovanie prúdu vzduchu.
12. 12. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúce sa tým, že zvislá vzdialenosť jednak medzi dýzami (4) a jednak medzi stĺpcom ( 6) je najmenej rovnajúca sa 0,25 násobku vnútorného priemeru plášťa (7)·
13. 13. Zariadenie podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 12, vyznačujúce sa tým, že do vodného kúpeľa (5) ústi prívod (14) tiosíranu sodného.
14. 14. Zariadenie podľa nároku 13, vyznačujúce sa tým, že prívod (14) tiosíranu sodného zahrnuje zásobníkovú nádržku (13), ktorá je svojim, nad zásobníkom umiestneným úsekom, pripojená na potrubie (1) spojené s kontajnmentom a ktorá je vybavená spojovacím vedením (14), ktoré je svojím jedným koncom ponorené do zásobníka a druhým koncom do vodného kúpeľa (5) vo výške dýz (4).