СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ Российский патент 1994 года по МПК F28F19/00 F28G15/08 

Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в атомной энергетике.

Известно устройство для очистки трубного пространства теплообменного аппарата [1] .

Недостатком указанного устройства являются трудоемкость процесса очистки и необходимость останова теплообменного аппарата на время очистки.

Ближайшим техническим решением к изобретению является система очистки теплоносителя в циркуляционном контуре, содержащая установленное в канале теплоносителя устройство вывода посторонних включений в виде фильтрующего элемента и сборного механизма с отводным патрубком [2] .

Недостатком указанной системы является то, что фильтрующий элемент полностью воспринимает на себя поток посторонних включений, а так как посторонние включения содержат частицы разных типоразмеров, то первые слои фильтрующего элемента могут быть закупорены соответствующими частицами в самом начале процесса очистки, в результате соответствующая область фильтра оказывается выключенной из работы на всю ее толщину.

Кроме того, необходимость вывода всей массы посторонних включений приводит к ускоренному засорению фильтрующего элемента и выводу фильтра из работы, что приводит к низкому качеству очистки теплоносителя.

Повышение качества очистки теплоносителя является техническим результатом предложенного устройства.

Указанный результат достигается тем, что в системе очистки теплоносителя в циркуляционном контуре, содержащей установленное в канале теплоносителя устройство вывода посторонних включений в виде фильтрующего элемента и сборного механизма с отводным патрубком, устройство выполнено в виде вертикальной осадочной колонны с наклонным днищем, в полости которой размещены фильтрующий элемент и сборный механизм, причем площадь поперечного сечения колонны больше площади поперечного сечения канала циркуляционного контура, а на боковой стенке колонны в зоне нижнего участка ее днища установлен дополнительный патрубок вывода посторонних включений.

Кроме того, сборный механизм может быть выполнен в виде размещенного по оси колонны под фильтрующим элементом и сообщенного с отводным патрубком секторного лотка, установленного с возможностью вращения и снабженного размещенным над фильтрующим элементом приводом в виде подключенных к источнику рабочей среды тангенциально расположенных сопл.

Описанная совокупность конструктивных признаков обеспечивает постепенный вывод взвешенных частиц определенных типоразмеров еще до достижения фильтрующего элемента, поэтому непосредственно фильтрующий элемент выводит из потока не более 10% общего количества частиц, его срок службы увеличивается и качество очистки теплоносителя повышается.

Какие-либо другие технические решения, содержащие данные отличительные конструктивные признаки в патентной технической литературе не обнаружены, поэтому предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

На чертеже схематично изображена описываемая система очистки теплоносителя.

Система очистки теплоносителя в циркуляционном контуре 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3 содержит установленное в канале теплоносителя устройство 4 вывода посторонних включений в виде фильтрующего элемента 5 и сборного механизма 6 с отводным патрубком 7. Устройство 4 выполнено в виде вертикальной осадочной колонны с наклонным днищем 8, в полости которой размещены фильтрующий элемент 5 и сборный механизм 6, причем площадь поперечного сечения колонны больше площади поперечного сечения канала циркуляционного контура 1, а на боковой стенке колонны в зоне нижнего участка ее днища 8 установлен дополнительный патрубок 9 вывода посторонних включений. Сборный механизм 6 выполнен в виде размещенного по оси колонны под фильтрующим элементом 5 и сообщенного с отводным патрубком 7 секторного лотка, установлен с возможностью вращения и снабжен размещенным над фильтрующим элементом приводам 10 в виде подключенных к источнику 11 рабочей среды тангенциально расположенных сопл 12.

Описанная система очистки теплоносителя работает следующим образом.

Теплоноситель через патрубок ввода 2 поступает в нижнюю часть вертикальной осадочной колонны устройства 4, проходит колонну, фильтрующий элемент 5 и отводится через патрубок вывода 3.

В связи с тем, что проходное сечение осадочной колонны больше проходного сечения патрубка ввода 2, равного проходному сечению канала контура 1, скоростной напор теплоносителя в колонне снижается и создаются предпосылки для выпадения посторонних включений в осадок.

Проведенными исследованиями установлено, что посторонние включения в теплоносителе первого контура АЭС при его скорости 2 м/с и не зависимо от срока ее эксплуатации характеризуются устойчивым спектром типоразмеров и элементного состава и для выпадения их в осадок проходного сечения осадочной колонны должно быть увеличено по сравнению с сечением канала контура 1.

Кроме увеличения проходного сечения колонны, эффективность выпадения посторонних включений в осадок обеспечивается созданием "теневых" или застойных зон для теплоносителя в поперечном сечении колонны. Частично застойные зоны образуются в результате соотношения герметических параметров колонны и скоростного потока теплоносителя, а частично конструктивными элементами сборного механизма 6, а именно секторным лотком. Секторный лоток частично перекрывает сечение фильтрующего элемента 5, под лотком создается "теневая" зона с практически нулевой скоростью теплоносителя в ней и эффективность выпадения включений в осадок в этой секторной зоне повышается. При прохождении теплосиcтем фильтрующего элемента 5 происходит его окончательная очистка. В процессе очистки теплоносителя постоянно или периодически от источника 11 подается рабочая среда к тангенциальным соплам 12 привода 10. В результате происходит вращение привода 10, которое через общую ось передается и секторному лотку, в результате чего лоток последовательно секторами перекрывает всю площадь фильтрующего элемента 5. Перекрытие лотком какого-либо сектора элемента 5 приводит к тому, что под лотком образуется "теневая" зона, в которой происходит интенсивное осаждение посторонних включений, а над лотком из-за наличия "теневой" зоны и в результате того, что лоток сообщен с атмосферой, создается обратный поток теплоносителя. Обратный поток проходит соответствующий сектор фильтрующего элемента 5 в протиповоложном направлении, очищает его и вместе с посторонними включениями выводится через патрубок вывода 3. Таким образом, перекрытый лотком сектор фильтрующего элемента 5 очищается обратным потоком теплоносителя и обеспечивается секторное затенение сечения осадочной колонны. Вращение лотка приводит к посекторной очистке фильтрующего элемента 5 и к по-секторному "затенению" сечения колонны. Выпавшие в осадок в колонне посторонние включения по наклонному днищу 8 скатываются к патрубку 9 вывода и выводятся из контура.

В результате фильтрующий элемент приблизительно на 90% разгружается от посторонних включений, увеличивается срок его эксплуатации и повышается качество очистки теплоносителя. (56) 1. Патент Великобритании N 2183022, кл. F 28 G 1/12, опублик. 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 459657, кл. F 28 D 7/00, опублик. 1975.

Использование: в теплообменной аппаратуре для атомной энергетики. Сущность изобретения: система очистки теплоносителя в циркуляционном контуре 1 содержит вертикальную осадочную колонну с наклонным днищем 8 и с проходным сечением, в 10 - 15 раз превышающим проходное сечение контура 1, в которой размещен фильтрующий элемент 5. Система очистки включает также сборный механизм 6 с патрубками 7, 9 сбора посторонних включений. В процессе очистки теплоносителя часть посторонних включений оседает в осадочный колонне, а часть выводится из потока фильтрующим элементом 5. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ, содержащая установленное в канале теплоносителя устройство вывода посторонних включений в виде фильтрующего элемента и сборного механизма с отводным патрубком, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества очистки, устройство вывода выполнено в виде вертикальной осадочной колонны с наклонным днищем, в полости которой размещены фильтрующий элемент и сборный механизм, причем площадь поперечного сечения колонны больше площади проходного сечения циркуляционного контура, а на боковой стенке колонны в зоне нижнего участка ее днища установлен дополнительный патрубок вывода посторонних включений. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что сборный механизм выполнен в виде размещенного по оси колонны под фильтрующим элементом и сообщенного с отводным патрубком секторного лотка, установленного с возможнотью вращения и снабженного размещенным над фильтрующим элементом приводом в виде подключенных к источнику рабочей среды тангенциально расположенных сопл.