ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1999 года по МПК B01J19/24 B01D35/22 

Изобретение относится к радиохимической промышленности и может найти применение на предприятиях по переработке отходов обогащенного урана, отработанных в ядерных реакторах тепловыделяющих элементов и др.

Известно, что оборудование для переработки обогащенного по урану-235 ядерного горючего имеет ограничения по диаметру, объему, толщине для исключения возникновения самопроизвольной цепной ядерной реакции, что делает невозможным использование обычного оборудования химической промышленности в ядерноопасном исполнении для переработки отходов ядерного горючего.

Известен пульсационный аппарат (см. а.с. N 1214192, кл. В 01 J 19/24, 1986 г.), содержащий трубную пульсационную камеру, соединенную с источником подачи пневмоимпульсов и сообщающуюся с ней рабочую камеру - прототип. Данный пульсационный аппарат является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, но имеет ограничение по диаметру пульсационной и рабочей камер и не обеспечивает по причине этого высокой производительности и широкой области применения.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание такой конструкции пульсационного аппарата, которая позволила бы совместить процессы растворения и фильтрации в одном аппарате и повысить производительность при этом.

Поставленная задача решается тем, что пульсационный аппарат в ядернобезопасном исполнении, содержащий трубную пульсационную камеру, соединенную с источником подачи пневмоимпульсов, и сообщающуюся с ней рабочую камеру, согласно изобретению, снабжен металлокерамическим фильтром, установленным соосно в пульсационной камере, и завихритель потока, выполненный в виде винтовой ленты, размещенной вокруг фильтра, при этом рабочая камера имеет вид плоской емкости, примыкающей к трубной пульсационной камере.

Размещение в пульсационной камере металлокерамического фильтра позволит расширить область применения пульсационного аппарата и одновременно с процессом растворения оборотов ядерного горючего осуществлять фильтрацию его водного раствора, например, уранилнитрата.

Выполнение завихрителя в виде винтовой ленты, размещенной вокруг фильтра, позволит смывать осадок с фильтра возвратно- поступательным центробежным потоком водного раствора, например, уранилнитрата, и тем самым увеличить производительность фильтрации за счет предотвращения его преждевременной забивки мелкодисперсной твердой фазой.

Выполнение рабочей камеры в виде плоской емкости, примыкающей к трубной пульсационной камере, сообщающейся в нижней части с рабочей камерой, позволит значительно расширить объем аппарата путем его увеличения как в длину, так и в высоту при ограниченном размере толщины и, соответственно, увеличить его производительность.

Непрерывный вывод жидкой фильтрованной фазы позволит осуществить непрерывный процесс загрузки и растворения оборотов ядерного горючего, что соответственно увеличит производительность аппарата.

На чертеже представлен пульсационный аппарат.

Пульсационный аппарат в ядернобезопасном исполнении, т.е. с ограниченными размерами по толщине и диаметру, содержит трубную пульсационную камеру 1, соединенную патрубком 2 с источником подачи пневмоимпульсов (не показан), и сообщающуюся с ней рабочую камеру 3 и завихритель 4 потока. В трубную пульсационную камеру 1 соосно ей установлен металлокерамический фильтр 5, завихритель 4 потока выполнен в виде винтовой ленты, размещенной вокруг фильтра 5, а рабочая камера 3 - в виде плоской емкости, примыкающей к трубной пульсационной камере 1.

Рабочая камера 3 снабжена люком 6 загрузки оборотов ядерного горючего, вытяжной вентиляционной системой (не показана) и усеченным дном 7 с патрубком 8 и патрубками 9 и 10 подачи реагентов. Фильтр 5 снабжен патрубком 11 вывода фильтрата и сообщен с вакуумной системой (не показана). Патрубок 11 снабжен линией 12 подачи импульсов сжатого воздуха и клапанами 13, 14 и 15.

Аппарат работает следующим образом.

Через патрубки 9 и 10 в рабочую камеру 3 заливаются реагенты, например, азотная кислота и вода, для поддержания определенной кислотности. В люк 6 загружаются обороты ядерного горючего.

Через патрубок 2 в пульсационную камеру 1 подаются импульсы сжатого воздуха, которые, воздействуя на уровень раствора в пульсационной камере 1, либо понижают его уровень, либо - при обратном такте источника импульсов - возвращают уровень раствора в исходное состояние. Включается вакуумная система, и через патрубок 11 раствор, например, уранилнитрат, из пульсационной камеры 1 через фильтр 5 удаляется из аппарата. Уровень раствора в аппарате постоянно поддерживается путем регулированной подачи реагентов через патрубки 9 и 10.

При подаче импульса давления раствор в пульсационной камере 1 приобретает вращательное движение сверху вниз на винтовой ленте 4 (завихрителе) и смывает слой мелкодисперсной твердой фазы с поверхности фильтра 5 вниз.

При обратном такте источника импульсов раствор по винтовой ленте 4 поднимается вверх и за счет его центробежного вращения вокруг фильтра 5 смывает твердые взвеси с фильтра 5. Происходит постоянный смыв твердых взвесей с фильтра, увеличивая тем самым его длительную работу.

При регенерации фильтра 5 закрывают клапан 13, открывают клапан 14, закрывают клапан 15 и по линии 12 импульсы сжатого воздуха подают внутрь фильтра 5.

После регенерации открывают клапан 13, закрывают клапан 14, открывают клапан 15 и процесс повторяют.

Изобретение относится к аппаратам для переработки радиоактивных отходов. Пульсационный аппарат в ядернобезопасном исполнении содержит трубную пульсационную камеру, сообщающуюся с ней рабочую камеру, выполненную в виде плоской емкости, металлокерамический фильтр, установленный соосно в пульсационной камере, и завихритель потока, выполненный в виде винтовой ленты, размещенной вокруг фильтра. В данном пульсационном аппарате возможно совмещение процессов растворения и очистки раствора и повышение производительности при этом. 1 ил.

Пульсационный аппарат, содержащий трубную пульсационную камеру, соединенную с источником подачи пневмоимпульсов, и сообщающуюся с ней рабочую камеру, отличающийся тем, что он снабжен металлокерамическим фильтром, установленным соосно в пульсационной камере, и завихрителем потока, выполненным в виде винтовой ленты, размещенной вокруг фильтра, при этом рабочая камера имеет вид плоской емкости, примыкающей к трубной пульсационной камере.