WO2015169752A1 - Filtereinrichtung zur anordnung an und/oder in einer flüssigkeitsfördereinrichtung - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
- G21C9/016—Core catchers
-
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Definitions
- Filter device for arrangement on and / or in one
- the invention relates to a filter device for arrangement on and / or in a liquid conveyor in an emergency cooling system of a nuclear power plant, the liquid conveyor for an emergency cooling system of a nuclear power plant comprising the filter device and a method for upgrading and / or retrofitting a liquid conveyor for an emergency cooling system
- a reactor in a nuclear power plant is surrounded by a containment of concrete and steel, the so-called containment. Further, the reactor is equipped with an emergency cooling system (called ECCS or Containment Spray System or CSS) comprising a primary circuit to cool the reactor core and / or the containment atmosphere in a major accident.
- ECCS Emergency cooling system
- Containment Spray System or CSS Containment Spray System
- Emergency cooling system typically a water reservoir to provide the required amount of cooling water in case of failure can.
- Cooling liquid with particulate and / or fibrous substances at least partially retain and at the same time to ensure a sufficient coolant flow rate.
- debris is understood as meaning particulate and / or fibrous substances which, in particular, arise in the event of an accident.
- a liquid comprising such debris is understood to mean here and hereinafter a liquid with a debris loading.
- Filter device which is arranged in front of a suction chamber.
- one or more pumping devices and / or inlets are arranged to the pumping devices in the swamp on the floor and / or on a wall of the containment, which are provided with filter devices, for which the previously known filter devices are not always suitable.
- filter devices for which the previously known filter devices are not always suitable.
- it may, for example, come to severe deformation of the soil or the wall due to the evolution of heat, which may cause the filter device no longer the
- the emergency cooling system fulfills the corresponding filter function and can reach debris to the pumping device.
- the emergency cooling system can be negatively affected with respect to the cooling capacity or even fail completely.
- Liquid delivery device comprising the filter device and a method for upgrading and / or conversion of the liquid delivery device according to the independent claims.
- the filter device according to the invention for arrangement on and / or in an inlet of a liquid conveying device in an emergency cooling system of a
- Nuclear power plant is suitable for filtering a liquid with a
- the filter device comprises a substantially planar design filter with an inflow side, via which the liquid to be filtered is supplied, and an outflow side, via which the filtered liquid is discharged.
- the liquid conveying device is designed in particular as a pump device or as a discharge line.
- the filter device comprises at least one attachment end for attaching the filter device to and / or in the inlet and at least one unfixed support end for supporting the filter device on a surface.
- the surface is a bottom, preferably a sump of the containment; Alternatively, the surface can of course also be a wall of the containment.
- the filter is flexible.
- at least two separate stiffening elements are arranged on the inflow side and / or the outflow side of the filter, which are spaced apart substantially along the support end.
- Said arrangement of the stiffening elements has the advantage that the stiffening elements serve as a protective element for the filter with respect to the impact of debris. This allows a safer operation.
- the filter in a deformation of the surface along the supporting end when used as intended, the filter is substantially in contact with the surface.
- the surface is a bearing surface for the supporting end; the surface may be the floor or any wall of the containment.
- the use of the flexible filter and the stiffening element in the inventive design has the advantage that at a deformation of the surface at least along the supporting end, the filter is still in contact with the surface.
- the filter device can continue to provide the desired Exercise filter function so that unwanted debris can not get to the pumping device.
- An unattached support end is understood in the sense of the application that the filter device rests on the surface or the support end is optionally pressed by the liquid against the surface.
- the filter device is biased and the supporting end is pressed against the surface at least due to the bias.
- a deformation of the surface along the supporting end is understood to mean that the surface is deformed essentially perpendicular to the surface in at least one section.
- a change in the height in a section at least along the support end due to a heat a deformation of the surface in the sense of the application.
- the filter device is configured such that the filter is substantially still in contact with the surface at a deformation of the surface along the supporting end with a slope of 200%.
- the filter is still in contact with the surface at a pitch of 150%, and more preferably 100%.
- the filter device is configured such that the filter is substantially still in contact with the surface at a deformation of the surface along the supporting end with a slope of 200%.
- the filter is still in contact with the surface at a pitch of 150%, and more preferably 100%.
- the filter device is configured such that the filter is substantially still in contact with the surface at a deformation of the surface along the supporting end with a slope of 200%.
- the filter is still in contact with the surface at a pitch of 150%, and more preferably 100%.
- Filter device configured such that the filter at a deformation of the surface along the supporting end with a slope in the range of 100% to 400%, in particular from 100% to 300% and more preferably 100% to 200% substantially still in contact with the surface is.
- the slope may be continuous or unsteady or at least include a continuous and a discontinuous section.
- the filter device can continue to exercise the desired filter function, so that unwanted debris can not reach the pumping device.
- the attachment end is higher than the support end arranged when used according to the direction of use of the
- the stiffening element is designed such that in a
- the pressure difference ⁇ is preferably in the range from 0.1 bar to 1 bar and particularly preferably in the range from 0.1 bar to 0.6 bar.
- the filter and the stiffening element can be designed so that an optimal filter function can be ensured;
- the filter device can be designed to be stiffer at expected high pressure differences than expected low pressure differences, so that in each case a reliable operation can take place.
- a fastening device for the filter device is provided for fastening the attachment end to and / or in the inlet of
- the filter device is deflectable at least in one section.
- the filter device is deflectable substantially perpendicular to the filter surface of the filter.
- the filter device can be deflected around the attachment end.
- the filter is preferably designed as a filter fabric, in particular as a metal filter fabric.
- the filter fabric has a mesh size M in the range of 0.5 mm to 2 mm and preferably from 0.8 mm to 1 .2 mm.
- Mesh size is the largest mean dimension of all meshes of the fabric.
- the design of the filter fabric, in particular as a metal filter fabric has the advantage that it has a high resistance and thus a long service life with respect to mechanical loads, heat and radioactive radiation.
- the filter fabric is formed in one or more parts.
- the filter fabric is double-layered, preferably tubular.
- the one-piece design of the filter fabric has the advantage that the stability of the filter fabric is increased and the likelihood is minimized that loops of filter fabric unintentionally open, which improves the reliability of the filter fabric
- the multi-part design has the advantage that an adaptation of the filter fabric to different forms of the inlet, on and / or in which the filter device is arranged, is simplified.
- the filter fabric is made as a hose, wherein the tube is flattened for use in the filter device, so that at least partially contact opposite portions of the shell of the tube.
- the stiffening element may be at least partially embedded in the filter.
- the filter and the stiffening element may be integrally formed. This has the advantage that a high stability and safety in the operation achievable is because the filter no longer needs to be adjusted by the operator for operation.
- the filter and the stiffening elements are formed at least in two parts and preferably in several parts. This has the advantage that an adaptation or an exchange of the stiffening elements or the filter is possible.
- the stiffening elements are designed as z stiffening plates, wherein in particular a first stiffening plate is arranged on the inflow side.
- a second stiffening plate on the downstream side
- the first stiffening plate is formed smaller than the second stiffening plate based on the length and / or width of the stiffening plates.
- the attachment end and the support end are substantially opposite each other.
- the at least one stiffening plate in particular the first stiffening plate and / or the second stiffening plate, at least in a region facing the supporting end in a section substantially parallel to the supporting end by the stiffening plates laterally from the filter
- At least one stiffening plate is spaced over the entire length of the stiffening plate from the attachment end to the support end in a section substantially parallel to the support end laterally from the filter.
- at least one stiffening plate is in particular detachably connected in a middle region with the filter and is thus on Filter on.
- a lateral area relative to the direction from the attachment end to the support end is directed away from the filter, has a distance to the filter in this lateral area and thus does not rest against the filter.
- the at least one stiffening plate has a U-shaped profile in a section substantially parallel to the support end.
- stiffening plates are the mutually facing sides of the stiffening plates of the filter spaced. The lateral spacing of the stiffening plates when undeformed
- the filter function of the filter device is even better ensured in terms of deformation of the surface, since the mobility of the stiffening plates is increased to each other.
- the first stiffening plate it is possible for the first stiffening plate to be laterally spaced from the filter in a rest position and for the opposed second stiffening plate not to be laterally spaced from the filter.
- the resting position is understood to mean the position of the filter device before a deformation of the surface.
- no stiffening element extends into an edge region of the filter at the support end.
- the edge region extends over the supporting end in each case parallel to a vertical on the supporting end along the filter surface.
- the edge region extends over the supporting end in a range from 3 mm to 12 mm, and preferably from 5 mm to 7 mm.
- the stiffening elements cover at least 50%, more preferably at least 80%, and most preferably at least 95% of the filter area.
- Another aspect of the present invention relates to a
- Liquid delivery device comprising a filter device as described above.
- the filter device is arranged so that one of the
- Fluid supply device supplied liquid is filtered by the filter device.
- An additional aspect of the present invention relates to a power plant, in particular a nuclear power plant, comprising a liquid conveying device as described above.
- Another aspect of the present invention relates to a method for
- the method comprises the step of attaching a filter device as described above for producing a liquid conveying device as described above.
- FIG. 1 Perspective view of a filter device according to the invention
- Figure 2 Schematic side view of the inventive filter device according to Figure 1;
- FIG. 3 Perspective representation of a section of the invention
- Figure 4 sectional view of the inventive filter device according to
- FIG. 3; FIG. 5 Perspective representation of a first invention
- FIG. 6 Perspective representation of a second invention
- FIG. 7 Perspective representation of an alternative inventive method
- FIG. 1 is a perspective view of an inventive device
- Filter device 1 shown.
- the filter device 1 also has a housing, not shown here, or at least a cover in order to seal an inlet 13 or to arrange the filter device 1 on and / or in the inlet 13
- the filter device 1 is arranged at the inlet 13 of a discharge line 2, wherein with the discharge line 2, a pump is in flow communication for suction of a liquid, for example. From a security container of a
- the filter device 1 comprises a plurality of stiffening plates 10, which are arranged detachably on a filter cloth not marked here.
- Reinforcing plates 10 are on the upstream side 4 and on the
- the stiffening plates 10 arranged on the outflow side 5 are fastened to a fastening end 6 with a fastening device 9 on the inlet 13.
- An unfortified support end 7 lies on a not shown here Surface such as a bottom of the containment (also called liner) on.
- a pressure is exerted on the filter device 1, so that the filter fabric and the stiffening plates 10 are pressed onto the surface.
- the stiffening plates 10 arranged on the flexible filter fabric are deflected about the attachment end 6 as a function of the deformation. Since the stiffening plates 10 are designed to be relatively movable relative to each other, a reliable sealing or filtering of the liquid can take place even after the deformation.
- the filter device 1 here additionally comprises a housing 15, on and / or in which further filter devices or else a conveying device for the liquid can be arranged. It is, for example, conceivable that the upper side and / or the side walls of the housing 15 are formed at least in one section as a filter device.
- FIG. 3 shows in perspective a section of the filter device 1 according to the invention according to FIG.
- trained metal filter fabric 3 are on the upstream side 4 first Stiffening plates 10 'are arranged, which in a section substantially parallel to the supporting end 7 laterally spaced from the filter and in the present case form a U-profile; the central region between the auxiliary lines of the stiffening plates 10 'shown in dashed lines is in contact with the metal filter fabric 3; the respective areas arranged laterally of the auxiliary lines are directed away from the metal filter fabric 3 and therefore spaced from the metal filter fabric 3 at least in the rest position.
- directed wings which are defined by a central area of the
- first stiffening plates 10 are formed with a U-profile; the second stiffening plates, not shown here, which are arranged on the outflow side 5, are planar. Between the second stiffening plates, the gap 16 is formed.
- FIG. 4 shows a sectional view of the filter device 1 according to FIG. 3 along the sectional plane A.
- Metal filter fabric 3 in two parts formed with a first part, the
- Fastening 6 faces and a second part, which faces the support end 7.
- the first part and the second part are formed in two layers, wherein the parts overlap in the overlapping region 19.
- the metal filter fabric 3 is between a first stiffening plate 10 'and a second stiffening plate 10 "by means of fastening elements in the form of
- Fixing screws can be used, for example, only one mounting screws or one or more rivets. A deflection of the
- Metal filter fabric 3 and the stiffening plates (10 ', 10 ") of the filter device 1 can be done about the attachment end 6 substantially along the filter perpendicular 18.
- the metal filter fabric 3 is in an edge region 1 1 on the support end 7 by about 5 mm from a more reliable sealing or filtering.
- Edge area is not arranged stiffening plate, so that the
- Metal filter fabric 3 can be pressed against the surface and can adapt flexibly to the surface.
- Stiffening plate 10 "is sucked or is detached by the liquid flow from the surface.
- the edge region 1 1 is about 5% of the distance 14 between the
- FIG. 5 the first stiffening plate 10 'according to the invention according to FIG. 3 is shown in a perspective view.
- Supporting 7 and is suitable for corner areas as shown in Figure 3. 7 has a constant width in the region between the attachment end 6 and the support end 7 and is suitable for the straight regions arranged between the corner regions, as shown in FIG Stiffening plates 10 "according to Figures 6 and 7, a mounting opening 20, by means of which attachment to the fastening device can be carried out. In addition, the deflection of the filter device can take place around the attachment opening 20.
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Abstract
Eine Filtereinrichtung (1) ist geeignet zur Anordnung an und/oder in einem Einlass (13) einer Abfuhrleitung (2) zum Filtern einer Flüssigkeit mit einer Trümmerbeladung. Die Filtereinrichtung (1) umfasst ein im Wesentlichen flächig ausgebildetes Filter mit einer Anströmungsseite (4) und einer Abströmungsseite (5). Die Filtereinrichtung (1) umfasst zumindest ein Befestigungsende (6) zum Befestigen der Filtereinrichtung (1) an und/oder in dem Einlass (13) und zumindest ein unbefestigtes Abstützende (7) zum Abstützen der Filtereinrichtung (1) auf einer Oberfläche. Das Filter ist flexibel ausgebildet und umfasst zumindest ein derart angeordnetes Versteifungselement, so dass bei einer Deformation der Oberfläche entlang des Abstützendes (7) bei bestimmungsgemässem Gebrauch das Filter im Wesentlichen in Kontakt mit der Oberfläche ist.
Description
Filtereinrichtung zur Anordnung an und/oder in einer
Flüssigkeitsfördereinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung zur Anordnung an und/oder in einer Flüssigkeitsfördereinrichtung in einem Notkühlsystem eines Kernkraftwerks, die Flüssigkeitsfördereinrichtung für ein Notkühlsystem eines Kernkraftwerks umfassend die Filtereinrichtung sowie ein Verfahren zum Aufrüsten und/oder Umrüsten einer Flüssigkeitsfördereinrichtung für ein Notkühlsystem eines
Kernkraftwerks gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Ein Reaktor in einem Kernkraftwerk ist von einem Sicherheitsbehälter aus Beton und Stahl, dem sogenannten Containment, umgeben. Weiter ist der Reaktor mit einem Notkühlsystem (im Englischen Emergency Core Cooling System oder ECCS bzw. Containment Spray System oder CSS genannt) umfassend einen Primärkreislauf ausgestattet, um den Reaktorkern und/oder die Containment Atmosphäre in einem Störfall zu kühlen. In einem solchen Fall wird die
Kühlflüssigkeit aus dem untersten Teil des Sicherheitsbehälters, dem
sogenannten Sumpf, durch Notkühlpumpen über Saugleitungen angesaugt und umgewälzt. Zusätzlich zum Wasser aus dem Primärkreislauf umfasst das
Notkühlsystem typischerweise ein Wasserreservoir, um im Störfall die benötigte Menge Kühlwasser zur Verfügung stellen zu können.
Im Auslegungs-Szenarium für das Notkühlsystem wird davon ausgegangen, dass bei einem Störfall entstehende Isolationstrümmer, degenerierte Farbe und
Betonbrocken in den Sumpf hinunterfallen und/oder durch die abfliessende Kühlflüssigkeit in den Sumpf hinuntergespült werden. Damit die Trümmer die Funktionstüchtigkeit des Notkühlsystems nicht beeinträchtigen können, sind vor den Eintrittsöffnungen der zu den Notkühlpumpen führenden Saugleitungen Filtereinrichtungen vorgesehen. Diese haben die Aufgabe, die aus dem Störfall resultierenden Trümmer (im Englischen Debris), d.h. eine Beladung der
Kühlflüssigkeit mit partikulären und/oder fibrösen Stoffen, zumindest teilweise zurückzuhalten und gleichzeitig einen ausreichenden Kühlflüssigkeitsdurchsatz zu gewährleisten.
Von hier ab und im Folgenden werden unter dem Begriff„Trümmer" partikuläre und/oder fibröse Stoffe verstanden, die insbesondere bei einem Störfall entstehen. Eine Flüssigkeit umfassend derartige Trümmer wird von hier ab und im Folgenden als Flüssigkeit mit einer Trümmerbeladung verstanden.
Aus der EP 1 559 467 B1 ist ein derartiges Notkühlsystem mit einer
Filtereinrichtung bekannt, die vor einem Saugraum angeordnet ist. Die
Filtereinrichtung weist eine grosse Wirkfläche auf, um im Betrieb eine gute
Abschirmung sowie eine gute Saugleistung zu gewährleisten.
Diese vorbekannte Filtereinrichtung erfüllt jedoch nicht immer die heutigen
Anforderungen bezüglich der zu erreichenden Pumpleistungen bei einem schweren Störfall. Hierfür werden heutzutage im Sumpf auf dem Boden und/oder an einer Wand des Containments eine oder mehrere Pumpeinrichtungen und/oder Einlässe zu den Pumpeinrichtungen angeordnet, die mit Filtereinrichtungen versehen werden, wofür die vorbekannten Filtereinrichtungen aber nicht immer geeignet sind. Bei einem schweren Störfall kann es beispielsweise zu starken Deformationen des Bodens oder der Wand aufgrund der Wärmeentwicklung kommen, wodurch unter Umständen die Filtereinrichtung nicht mehr die
entsprechende Filterfunktion erfüllt und Trümmer zur Pumpeinrichtung gelangen können. Hierdurch kann das Notkühlsystem bezüglich der Kühlleistung negativ beeinflusst werden oder sogar ganz ausfallen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des
Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Filtereinrichtung bereitzustellen, mittels der auch bei einer Deformation der Oberfläche des Bereichs um und/oder in dem Einlass, in dem die Filtereinrichtung angeordnet ist, ein zuverlässiges Filtern der Flüssigkeit erfolgen kann. Diese Aufgaben werden durch eine Filtereinrichtung, eine
Flüssigkeitsfördereinrichtung umfassend die Filtereinrichtung sowie ein Verfahren zum Aufrüsten und/oder Umrüsten der Flüssigkeitsfördereinrichtung gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemässe Filtereinnchtung zur Anordnung an und/oder in einem Einlass einer Flüssigkeitsfördereinrichtung in einem Notkühlsystem eines
Kernkraftwerks ist geeignet zum Filtern einer Flüssigkeit mit einer
Trümmerbeladung. Die Filtereinrichtung umfasst ein im Wesentlichen flächig ausgebildetes Filter mit einer Anströmungsseite, über welche die zu filternde Flüssigkeit zugeführt wird, und einer Abströmungsseite, über welche die gefilterte Flüssigkeit abgeführt wird. Die Flüssigkeitsfördereinrichtung ist insbesondere als Pumpeinrichtung oder als Abfuhrleitung ausgebildet. Die Filtereinrichtung umfasst zumindest ein Befestigungsende zum Befestigen der Filtereinrichtung an und/oder in dem Einlass und zumindest ein unbefestigtes Abstützende zum Abstützen der Filtereinrichtung auf einer Oberfläche. Insbesondere ist die Oberfläche ein Boden, bevorzugt eines Sumpfes des Containments; alternativ kann die Oberfläche selbstverständlich auch eine Wand des Containments sein. Das Filter ist flexibel ausgebildet. Zusätzlich sind wenigstens zwei separate Versteifungselemente auf der Anströmungsseite und/oder der Abströmungsseite des Filters angeordnet, die im Wesentlichen entlang des Abstützendes voneinander beabstandet sind.
Die genannte Anordnung der Versteifungselemente hat den Vorteil, dass die Versteifungselemente als Schutzelement für das Filter dienen bezüglich des Aufschlags von Trümmern. Dies ermöglicht einen sichereren Betrieb.
Damit ist bei einer Deformation der Oberfläche entlang des Abstützendes bei bestimmungsgemässem Gebrauch das Filter im Wesentlichen in Kontakt mit der Oberfläche. Mit anderen Worten ist die Oberfläche eine Auflagefläche für das Abstützende; bei der Oberfläche kann es sich um den Boden oder eine beliebige Wand des Containments handeln.
Die Verwendung des flexiblen Filters und des Versteifungselements hat in der erfindungsgemässen Ausgestaltung den Vorteil, dass bei einer Deformation der Oberfläche zumindest entlang des Abstützendes das Filter weiterhin in Kontakt mit der Oberfläche ist. Somit kann die Filtereinrichtung weiterhin die gewünschte
Filterfunktion ausüben, so dass unerwünschte Trümmer nicht zur Pumpeinrichtung gelangen können.
Unter einem unbefestigten Abstützende wird im Sinne der Anmeldung verstanden, dass die Filtereinrichtung auf der Oberfläche aufliegt oder das Abstützende gegebenenfalls durch die Flüssigkeit gegen die Oberfläche gedrückt wird.
Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass die Filtereinrichtung vorgespannt ist und das Abstützende zumindest aufgrund der Vorspannung gegen die Oberfläche gedrückt wird.
Unter einer Deformation der Oberfläche entlang des Abstützendes wird im Sinne der Anmeldung verstanden, dass die Oberfläche im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche in zumindest einem Abschnitt deformiert wird. Beispielsweise ist bei einer Abstützung des Abstützendes auf dem Boden eines Containments eine Änderung der Höhe in einem Abschnitt zumindest entlang des Abstützendes aufgrund einer Wärmeeinwirkung eine Deformation der Oberfläche im Sinne der Anmeldung.
Bevorzugt ist die Filtereinrichtung derart ausgestaltet, dass das Filter bei einer Deformation der Oberfläche entlang des Abstützendes mit einer Steigung von 200% im Wesentlichen noch in Kontakt mit der Oberfläche ist. Insbesondere ist das Filter mit einer Steigung von 150% und weiter insbesondere von 100% im Wesentlichen noch in Kontakt mit der Oberfläche. Bevorzugt ist die
Filtereinrichtung derart ausgestaltet, dass das Filter bei einer Deformation der Oberfläche entlang des Abstützendes mit einer Steigung im Bereich von 100% bis 400%, insbesondere von 100% bis 300% und weiter insbesondere 100% bis 200% im Wesentlichen noch in Kontakt mit der Oberfläche ist. Insbesondere kann die Steigung stetig oder unstetig sein oder zumindest einen stetigen und einen unstetigen Abschnitt umfassen.
Dies hat den Vorteil, dass auch bei Deformationen mit grossen Steigungen die Filtereinrichtung weiterhin die gewünschte Filterfunktion ausüben kann, so dass unerwünschte Trümmer nicht zur Pumpeinrichtung gelangen können.
Insbesondere ist das Befestigungsende höher als das Abstützende angeordnet bei bestimmungsgemässenn Gebrauch bezogen auf die Wirkungsrichtung der
Schwerkraft.
Bevorzugt ist das Versteifungselement derart ausgebildet, dass bei einer
Druckdifferenz Δρ zwischen der Anströmungsseite und der Abströmungsseite im Bereich von 0.1 bar bis 10 bar das Filter bei bestimmungsgemässem Gebrauch im Wesentlichen in Kontakt mit der Oberfläche ist. Bevorzugt liegt die Druckdifferenz Δρ im Bereich von 0.1 bar bis 1 bar und besonders bevorzugt im Bereich von 0.1 bar bis 0.6 bar.
Dies hat den Vorteil, dass in Abhängigkeit von der erwarteten Druckdifferenz Δρ das Filter und das Versteifungselement so ausgelegt werden können, dass eine optimale Filterfunktion sichergestellt werden kann; beispielsweise kann somit die Filtereinrichtung bei erwarteten hohen Druckdifferenzen steifer ausgelegt werden als bei erwarteten niedrigen Druckdifferenzen, sodass jeweils ein zuverlässiger Betrieb erfolgen kann. Bevorzugt ist eine Befestigungseinrichtung für die Filtereinrichtung vorgesehen zum Befestigen des Befestigungsendes an und/oder in dem Einlass der
Flüssigkeitsfördereinrichtung.
Bevorzugt ist die Filtereinrichtung zumindest in einem Abschnitt auslenkbar.
Besonders bevorzugt ist die Filtereinrichtung im Wesentlichen senkrecht zur Filterfläche des Filters auslenkbar. Insbesondere ist die Filtereinrichtung um das Befestigungsende auslenkbar.
Bevorzugt ist das Filter als Filtergewebe, insbesondere als Metallfiltergewebe, ausgebildet. Insbesondere weist das Filtergewebe eine Maschengrösse M im Bereich von 0.5 mm bis 2 mm und bevorzugt von 0.8 mm bis 1 .2 mm. Die
Maschengrösse ist dabei die grösste mittlere Abmessung aller Maschen des Gewebes.
Die Ausgestaltung des Filtergewebes insbesondere als Metallfiltergewebe hat den Vorteil, dass dieses bezüglich mechanischer Belastungen, Wärme sowie radioaktiver Strahlung eine hohe Widerstandsfähigkeit und damit eine hohe Lebensdauer aufweist.
Bevorzugt ist das Filtergewebe einteilig oder mehrteilig ausgebildet. Insbesondere ist das Filtergewebe zweilagig, bevorzugt schlauchartig, ausgebildet. Die einteilige Ausbildung des Filtergewebes hat den Vorteil, dass die Stabilität des Filtergewebes erhöht wird und die Wahrscheinlichkeit minimiert wird, dass sich Maschen des Filtergewebes ungewollt öffnen, was die Zuverlässigkeit der
Filtereinrichtung im Betrieb erhöht. Die mehrteilige Ausbildung hat den Vorteil, dass eine Anpassung des Filtergewebes an verschiedene Formen des Einlasses, an und/oder in dem die Filtereinrichtung angeordnet wird, vereinfacht wird.
Unter einer schlauchartigen Ausbildung des Filtergewebes wird im Sinne der Anmeldung verstanden, das Filtergewebe als Schlauch hergestellt ist, wobei der Schlauch für die Verwendung in der Filtereinrichtung flachgedrückt ist, so dass sich gegenüberliegende Abschnitte des Mantels des Schlauchs zumindest teilweise berühren.
Insbesondere ist zumindest ein Abschnitt des Mantels des schlauchartig
ausgebildeten Filtergewebes im Bereich des Abstützendes angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass das Abstützende, welches grösseren mechanischen
Belastungen ausgesetzt sein kann, noch stabiler ist. Zudem wirkt das
schlauchartig ausgebildete Filtergewebe im Bereich des Abstützendes als
Dichtlippe, was vorteilhaft die Abdichtung noch weiter verbessert. Das Versteifungselement kann zumindest teilweise in den Filter eingebettet sein. Das Filter und das Versteifungselement können einteilig ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass eine hohe Stabilität und Sicherheit in der Bedienung erreichbar
ist, da das Filter durch den Bediener nicht mehr für den Betrieb angepasst werden muss bzw. kann.
Insbesondere sind das Filter und die Versteifungselemente zumindest zweiteilig und bevorzugt mehrteilig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass eine Anpassung oder auch ein Austausch der Versteifungselemente bzw. des Filters möglich ist.
Bevorzugt sind die Versteifungselemente als z Versteifungsplatten ausgebildet, wobei insbesondere eine erste Versteifungsplatte auf der Anströmungsseite angeordnet ist.
Bevorzugt ist eine zweite Versteifungsplatte auf der Abströmungsseite
angeordnet. Insbesondere ist die erste Versteifungsplatte kleiner als die zweite Versteifungsplatte bezogen auf die Länge und/oder Breite der Versteifungsplatten ausgebildet.
Dies hat den Vorteil der Erzielung eines möglichst guten Schutzes des Filters im Betrieb bei gleichzeitiger Gewährleistung einer ausreichenden Filterfläche, so dass eine hohe Förderung von Flüssigkeit durch das Notkühlsystem erreicht werden kann.
Bevorzugt liegen das Befestigungsende und das Abstützende im Wesentlichen einander gegenüber. Bevorzugt ist die zumindest eine Versteifungsplatte, insbesondere die erste Versteifungsplatte und/oder die zweite Versteifungsplatte, zumindest in einem dem Abstützende zugewandten Bereich in einem Schnitt im Wesentlichen parallel zum Abstützende durch die Versteifungsplatten seitlich von dem Filter
beabstandet. Insbesondere ist zumindest eine Versteifungsplatte über die gesamte Länge der Versteifungsplatte vom Befestigungsende zum Abstützende in einem Schnitt im Wesentlichen parallel zum Abstützende seitlich von dem Filter beabstandet. Mit anderen Worten ist zumindest eine Versteifungsplatte in einem mittleren Bereich mit dem Filter insbesondere lösbar verbunden und liegt damit am
Filter an. Ein seitlicher Bereich bezogen auf die Richtung vom Befestigungsende zum Abstützende ist von dem Filter weggerichtet, hat in diesem seitlichen Bereich einen Abstand zum Filter und liegt damit nicht am Filter an. Insbesondere weist die zumindest eine Versteifungsplatte in einem Schnitt im Wesentlichen parallel zum Abstützende ein U-förmiges Profil auf. Bei der Verwendung von zumindest zwei auf der Anströmungsseite und/oder der Abströmungsseite benachbart
angeordneten Versteifungsplatten sind die einander zugewandten Seiten der Versteifungsplatten von dem Filter beabstandet. Die seitliche Beabstandung der Versteifungsplatten bei nicht deformierter
Oberfläche vom Filter hat den Vorteil, dass die Filterfunktion der Filtereinrichtung noch besser gewährleistet wird im Hinblick auf Deformationen der Oberfläche, da die Beweglichkeit der Versteifungsplatten zueinander erhöht wird. Selbstverständlich ist es möglich, dass die erste Versteifungsplatte in einer Ruhestellung seitlich von dem Filter beabstandet ist und die gegenüberliegende zweite Versteifungsplatte nicht seitlich von dem Filter beabstandet ist. Unter der Ruhestellung wird im Sinne der Anmeldung die Stellung der Filtereinrichtung vor einer Deformation der Oberfläche verstanden.
Bevorzugt erstreckt sich kein Versteifungselement in einen Randbereich des Filters am Abstützende. Insbesondere erstreckt sich der Randbereich über das Abstützende jeweils parallel zu einer Senkrechten auf dem Abstützende entlang der Filterfläche. Besonders bevorzugt erstreckt sich der Randbereich über das Abstützende in einem Bereich von 3 mm bis 12 mm und bevorzugt von 5 mm bis 7 mm.
Dies hat den Vorteil, dass das Filter auf der dem Befestigungsende abgewandten Seite über den Bereich mit dem Versteifungselement übersteht. Dadurch wird eine gute Filterwirkung der Filtereinrichtung am Abstützende durch den zuverlässigen Kontakt zwischen Oberfläche und Filter erreicht. Zudem wird das Risiko eines Umklappens des Filters unter das Versteifungselement stark verringert.
Bevorzugt decken die Versteifungselemente zumindest 50%, besonders bevorzugt zumindest 80% und ganz besonders bevorzugt zumindest 95% der Filterfläche ab.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine
Flüssigkeitsfördereinrichtung umfassend eine Filtereinrichtung wie vorstehend beschrieben. Die Filtereinrichtung ist dabei so angeordnet, dass eine der
Flüssigkeitsfördereinrichtung zugeführte Flüssigkeit durch die Filtereinrichtung gefiltert wird. Ein zusätzlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kraftwerk, insbesondere ein Kernkraftwerk, umfassend eine Flüssigkeitsfördereinrichtung wie vorstehend beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Aufrüsten und/oder Umrüsten einer Flüssigkeitsfördereinrichtung. Das Verfahren umfasst den Schritt der Befestigung einer Filtereinrichtung wie oben beschrieben zur Herstellung einer Flüssigkeitsfördereinrichtung wie oben beschrieben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen zum besseren Verständnis näher erläutert, ohne dass die Erfindung auf die Ausführungsbeispiele zu beschränken ist. Es zeigen:
Figur 1 : Perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen Filtereinrichtung; Figur 2: Schematische Seitenansicht der erfindungsgemässen Filtereinrichtung gemäss Figur 1 ;
Figur 3: Perspektivische Darstellung eines Abschnitts der erfindungsgemässen
Filtereinrichtung gemäss Figur 1 ;
Figur 4: Schnittdarstellung der erfindungsgemässen Filtereinrichtung gemäss
Figur 3;
Figur 5 Perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen ersten
Versteifungsplatte gemäss Figur 3;
Figur 6 Perspektivische Darstellung einer erfindungsgemässen zweiten
Versteifungsplatte;
Figur 7: Perspektivische Darstellung einer alternativen erfindungsgemässen
zweiten Versteifungsplatte. In Figur 1 ist in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemässe
Filtereinrichtung 1 dargestellt. Üblicherweise weist die Filtereinrichtung 1 noch ein hier nicht dargestelltes Gehäuse oder zumindest eine Abdeckung auf, um einen Einlass 13 abzudichten bzw. die Filtereinrichtung 1 an und/oder in dem Einlass 13 anzuordnen
Die Filtereinrichtung 1 ist an dem Einlass 13 einer Abfuhrleitung 2 angeordnet, wobei mit der Abfuhrleitung 2 eine Pumpe in Strömungsverbindung steht zu Absaugung einer Flüssigkeit bspw. aus einem Sicherheitsbehälter eines
Kernkraftwerks. Die Abfuhrleitung 2 sowie ggf. die Pumpe bilden eine
Flüssigkeitsfördereinrichtung.
Die Filtereinrichtung 1 umfasst eine Vielzahl von Versteifungsplatten 10, die lösbar an einem hier nicht markierten Filtergewebe angeordnet sind. Die
Versteifungsplatten 10 sind auf der Anströmungsseite 4 sowie auf der
Abströmungsseite 5 des Filtergewebes angeordnet, wobei zwischen den auf der Abströmungsseite 5 angeordneten Versteifungsplatten 10 ein Spalt 16 gebildet wird, durch den Flüssigkeit gefördert wird bzw. fliessen kann, welche durch das Filtergewebe von der Anströmungsseite 4 auf die Abströmungsseite 5 gefördert wurde bzw. geflossen ist.
Die auf der Abströmungsseite 5 angeordneten Versteifungsplatten 10 sind an einem Befestigungsende 6 mit einer Befestigungseinrichtung 9 an dem Einlass 13 befestigt. Ein unbefestigtes Abstützende 7 liegt auf einer hier nicht dargestellten
Oberfläche wie bspw. einem Boden des Sicherheitsbehälter (auch Liner genannt) auf. Durch die Flüssigkeit wird ein Druck auf die Filtereinrichtung 1 ausgeübt, so dass das Filtergewebe und die Versteifungsplatten 10 auf die Oberfläche gepresst werden. Somit erfolgt eine zuverlässige Abdichtung bzw. Filterung derart, dass zu grosse Trümmer nicht in den Einlass 13 gelangen können und ggf. eine
stromabwärts angeordnete Pumpe nicht beschädigen und eine Notkühlung eines Reaktors somit nicht verhindert wird.
Erfolgt nun eine Deformation der Oberfläche bspw. durch starke Hitzeeinwirkung während eines Störfalls, werden die auf dem flexiblen Filtergewebe angeordneten Versteifungsplatten 10 um das Befestigungsende 6 in Abhängigkeit von der Deformation ausgelenkt. Da die Versteifungsplatten 10 zueinander relativ beweglich ausgebildet sind, kann auch nach der Deformation eine zuverlässige Abdichtung bzw. Filterung der Flüssigkeit erfolgen.
In Figur 2 ist schematisch eine Seitenansicht der erfindungsgemässen
Filtereinrichtung gemäss Figur 1 dargestellt.
Gleiche Referenzzeichen bedeuten gleiche Merkmale in allen Figuren, die deshalb jeweils nur bei Bedarf erneut erläutert werden.
Gemäss Figur 2 ist eine Oberfläche 8 gezeigt, auf der das Abstützende 7 ruht. Die Filtereinrichtung 1 umfasst hier zusätzlich ein Gehäuse 15, an und/oder in dem weitere Filtereinrichtungen oder auch eine Fördereinrichtung für die Flüssigkeit angeordnet sein können. Es ist bspw. denkbar, dass die Oberseite und/oder die Seitenwände des Gehäuses 15 zumindest in einem Abschnitt als Filtervorrichtung ausgebildet sind.
In Figur 3 ist ein Abschnitt der erfindungsgemässen Filtereinrichtung 1 gemäss Figur 1 perspektivisch dargestellt.
Auf Filter mit einer Filterfläche 21 in Form eines einteilig und zweilagig
ausgebildeten Metallfiltergewebes 3 sind auf der Anströmungsseite 4 erste
Versteifungsplatten 10' angeordnet, die in einem Schnitt im Wesentlichen parallel zum Abstützende 7 seitlich von dem Filter beabstandet und vorliegend ein U-Profil bilden; der zentrale Bereich zwischen den gestrichelt dargestellten Hilfslinien der Versteifungsplatten 10' steht mit dem Metallfiltergewebe 3 in Kontakt; die jeweils seitlich der Hilfslinien angeordneten Bereiche sind von dem Metallfiltergewebe 3 weggerichtet und daher zumindest in der Ruhestellung vom Metallfiltergewebe 3 beabstandet.
Die Beabstandung der seitlichen Bereiche der Versteifungsplatten 10' kann dabei durch die Ausbildung dieser mit einem stetigen U-Profil erreicht werden; alternativ ist es auch möglich, die seitlichen Bereiche als von dem Filtergewebe
weggerichtete Flügel auszubilden, die von einem mittleren Bereich der
Versteifungsplatten 10' ausgehen; hierdurch kann ein U-Profil mit jeweiligen Knicken gebildet werden.
Vorliegend sind nur die ersten Versteifungsplatten 10' mit einem U-Profil ausgebildet; die hier nicht dargestellten zweiten Versteifungsplatten, die auf der Abströmungsseite 5 angeordnet sind, sind eben ausgebildet. Zwischen den zweiten Versteifungsplatten wird der Spalt 16 gebildet.
In Figur 4 ist in einer Schnittdarstellung die Filtereinrichtung 1 gemäss Figur 3 entlang der Schnittebene A dargestellt. Im Unterschied zu Figur 3 ist das
Metallfiltergewebe 3 zweiteilig ausgebildet mit einem ersten Teil, das dem
Befestigungsende 6 zugewandt ist und einem zweiten Teil, das dem Abstützende 7 zugewandt ist. Das erste Teil und das zweite Teil sind zweilagig ausgebildet, wobei sich die Teile im Überlappungsbereich 19 überlappen.
Das Metallfiltergewebe 3 ist zwischen einer ersten Versteifungsplatte 10' und einer zweiten Versteifungsplatte 10" mittels Befestigungselementen in Form von
Befestigungsschrauben 17 lösbar befestigt. Statt der beiden
Befestigungsschrauben kann beispielsweise nur eine Befestigungsschrauben oder auch eine oder mehrere Niete verwendet werden. Eine Auslenkung des
Metallfiltergewebes 3 und der Versteifungsplatten (10', 10") der Filtereinrichtung 1
kann um das Befestigungsende 6 im Wesentlichen entlang der Filtersenkrechten 18 erfolgen.
Das Metallfiltergewebe 3 steht in einem Randbereich 1 1 über das Abstützende 7 um etwa 5 mm ab für eine zuverlässigere Abdichtung bzw. Filterung. Im
Randbereich ist keine Versteifungsplatte angeordnet, so dass das
Metallfiltergewebe 3 gegen die Oberfläche gedrückt werden und sich flexibel an die Oberfläche anpassen kann. Die Länge des Randbereichs parallel zur
Senkrechten 12 auf dem Abstützende entlang der Filterfläche ist dabei so gewählt, dass eine gute Filterwirkung erfolgt bei gleichzeitiger Minimierung des Risikos, dass das Metallfiltergewebe 3 des Randbereichs 1 1 unter die zweite
Versteifungsplatte 10" gesaugt wird oder durch die Flüssigkeitsströmung von der Oberfläche abgelöst wird. Der Randbereich 1 1 beträgt etwa 5% des Abstandes 14 zwischen dem
Befestigungsende 6 und dem Abstützende 7 entlang der Senkrechten 12.
In Figur 5 ist die erfindungsgemässe erste Versteifungsplatte 10' gemäss Figur 3 in perspektivischer Darstellung gezeigt.
In den Figuren 6 und 7 sind zwei Ausführungsformen der erfindungsgemässen zweiten Versteifungsplatten 10" gezeigt. Die zweite Versteifungsplatte 10" gemäss Figur 6 verbreitert sich konisch von dem Befestigungsende 6 zum
Abstützende 7 und ist geeignet für Eckbereiche wie in Figur 3 dargestellt. Die zweite Versteifungsplatte 10" gemäss Figur 7 hat eine konstante Breite im Bereich zwischen dem Befestigungsende 6 und dem Abstützende 7 und ist geeignet für die zwischen den Eckbereichen angeordneten geraden Bereiche, wie dies in Figur 1 dargestellt ist. Im Bereich des Befestigungsendes 6 weisen die zweiten Versteifungsplatten 10" gemäss den Figuren 6 und 7 eine Befestigungsöffnung 20 auf, mittels der eine Befestigung an der Befestigungseinrichtung erfolgen kann. Zudem kann die Auslenkung der Filtereinrichtung um die Befestigungsöffnung 20 erfolgen.
Claims
Filtereinrichtung (1 ) zur Anordnung an und/oder in einem Einlass (13) einer Flüssigkeitsfördereinrichtung in einem Notkühlsystem eines Kernkraftwerks, insbesondere einer Pumpeinrichtung oder einer Abfuhrleitung
(2), zum Filtern einer Flüssigkeit mit einer Trümmerbeladung, wobei die
Filtereinrichtung (1 ) ein im Wesentlichen flächig ausgebildetes Filter (3) mit einer Anströmungsseite (4), über welche die zu filternde Flüssigkeit zugeführt wird, und einer Abströmungsseite (5), über welche die gefilterte Flüssigkeit abgeführt wird, umfasst, und wobei die Filtereinrichtung (1 ) zumindest ein Befestigungsende (6) zum Befestigen der Filtereinrichtung (1 ) an und/oder in dem Einlass (13) umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Filtereinrichtung (1 ) zumindest ein unbefestigtes Abstützende (7) zum Abstützen der Filtereinrichtung (1 ) auf einer Oberfläche, insbesondere einem Boden, umfasst, wobei das Filter (3) flexibel ausgebildet ist und wenigstens zwei separate Versteifungselemente (10, 10', 10") auf der Anströmungsseite (4) und/oder der Abströmungsseite (5) des Filters (3) angeordnet sind, die im Wesentlichen entlang des Abstützendes (7) voneinander beabstandet sind.
Filtereinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filter (3) zumindest in einem Abschnitt, bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Filterfläche (21 )des Filters (3), auslenkbar ist, insbesondere um das Befestigungsende (6).
Filtereinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filter als Filtergewebe
(3), insbesondere als Metallfiltergewebe, ausgebildet ist, wobei insbesondere eine Maschengrösse im Bereich von 0.5 mm bis 2 mm und bevorzugt von 0.8 mm bis 1 .2 mm liegt.
4. Filtereinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filtergewebe einteilig oder mehrteilig ausgebildet ist, wobei insbesondere das Filtergewebe zweilagig, bevorzugt schlauchartig, ausgebildet ist.
5. Filtereinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Versteifungselemente als Versteifungsplatten (10) ausgebildet sind, wobei insbesondere eine erste Versteifungsplatte (10') auf der
Anströmungsseite (4) angeordnet ist.
6. Filtereinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine zweite Versteifungsplatte (10") auf der Abströmungsseite (5) angeordnet ist, wobei insbesondere die erste Versteifungsplatte (10') kleiner als die zweite Versteifungsplatte (10") ausgebildet ist bezogen auf die Länge und/oder Breite der Versteifungsplatten (10', 10").
7. Filtereinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Filter (3) zwischen der ersten Versteifungsplatte (10') und der zweiten Versteifungsplatte (10") mittels eines Befestigungselements (17) 17 lösbar befestigt ist.
8. Filtereinrichtung (1 ) gemäss Anspruch 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Versteifungsplatte (10), insbesondere die erste
Versteifungsplatte (10') und/oder die zweite Versteifungsplatte (10"), zumindest in einem dem Abstützende (7) zugewandten Bereich in einem
Schnitt im Wesentlichen parallel zum Abstützende (7) seitlich von dem Filter beabstandet ist und insbesondere ein U-förmiges Profil aufweist.
Filtereinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich kein Versteifungselement in einen Randbereich (1 1 ) des Filters am Abstützende (7) erstreckt, wobei insbesondere der Randbereich (1 1 ) sich jeweils parallel zu einer Senkrechten (12) auf dem Abstützende entlang der Filterfläche über das Abstützende erstreckt und bevorzugt 3 mm bis 12 mm und besonders bevorzugt 5 mm bis 7 mm beträgt.
Filtereinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungselemente zumindest 50%, bevorzugt zumindest 80% und besonders bevorzugt zumindest 95% der Filterfläche abdecken.
Flüssigkeitsfördereinrichtung für ein Notkühlsystem eines Kernkraftwerks umfassend eine Filtereinrichtung (1 ) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche, welche so angeordnet ist, dass eine der
Flüssigkeitsfördereinrichtung zugeführte Flüssigkeit durch die
Filtereinrichtung (1 ) gefiltert wird.
Verfahren zum Aufrüsten und/oder Umrüsten einer
Flüssigkeitsfördereinrichtung für ein Notkühlsystem eines Kernkraftwerks umfassend den Schritt der Befestigung einer Filtereinrichtung (1 ) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung einer
Flüssigkeitsfördereinrichtung gemäss Anspruch 1 1 .
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EP14167481.2 | 2014-05-08 | ||
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