ФИЛЬТР ОЧИСТКИ ТЯЖЕЛОГО ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК G21C19/31 

Решение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках и в экспериментальных контурах с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем (ТЖМТ).

Известна холодная ловушка проточного типа, содержащая корпус, рекуперативную часть (змеевики холодильника), набивной фильтр, выполняемый из нержавеющей проволоки, и отстойник (см. Ганчев Б.Г., Калишевский Л.Л. и др. Ядерные энергетические установки. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с.540) - прототип.

Недостатком данного технического решения применительно к ядерным энергетическим установкам с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ) является необходимость вырезать ее из контура и захоранивать после накопления и забивания фильтра и затем устанавливать новый фильтр, что неэкономично и увеличивает количество радиоактивных отходов.

Решаемая задача - совершенствование конструкции фильтра очистки ТЖМТ, повышение радиационной безопасности и повышение экономичности ядерной энергетической установки или экспериментального контура с ТЖМТ на основе свинца или его сплавов.

Технический результат - повышение эффективности и увеличение срока службы фильтра очистки ТЖМТ без демонтажа его или фильтрующего элемента, уменьшение количества радиоактивных отходов от энергоблоков АЭС.

Технический результат достигается тем, что фильтр для очистки ТЖМТ, содержащий корпус с фильтрующим элементом, снабжен в верхней части корпуса патрубками, подключенными к газовым баллонам с восстановительной смесью и к конденсаторам водяного пара.

На фиг.1 представлена часть контура ядерной энергетической установки или экспериментального стенда, реализующего предлагаемое техническое решение; на фиг.2 - фильтр очистки ТЖМТ.

В состав контура входит подпиточная емкость 1 с ЖМТ на основе свинца или его сплавов, фильтр очистки ТЖМТ в виде корпуса 2 с фильтрующим элементом 3. Система восстановительного газа включает баллон 4 с водородом, баллон 5 с аргоном и баллон 6 с восстановительной газовой смесью, предназначена для очистки от оксидов тяжелого жидкометаллического теплоносителя и контура и одновременно используется для очистки фильтра. Фильтр снабжен в верхней части корпуса 2, например в крышке, патрубком 7 для подачи восстановительной газовой смеси и патрубком 8 для отвода водяного пара к конденсатору.

Работа фильтра очистки ТЖМТ в технологическом режиме очистки от оксидов теплоносителя поверхностей ядерного реактора осуществляется следующим образом.

Основанием для проведения очистки фильтра является либо недопустимое увеличение содержания оксидов, либо регламентная очистка (по установленным срокам очистки), либо очистка после разуплотнения контура на период ремонта или вследствие аварии, либо очистка ТЖМТ перед заполнением контура.

В баллоне 6 приготавливают восстановительную газовую смесь путем подачи газа из баллонов 5 и 4 и подают ее дискретно или постоянно в фильтр, разогретый до температуры 350-450°С со сбросом продуктов реакции в емкость 1 или в контур.

Таким образом, примеси - оксиды свинца, находящиеся в фильтре и “забившие” фильтрующий элемент, восстанавливаются водородом с образованием “чистого” свинца и водяного пара. Водяной пар и, частично, восстановительная газовая смесь отводятся из фильтра дискретно или постоянно. Водяной пар конденсируется в конденсаторе.

Продолжительность очистки определяется либо ее регламентом 4-6 часов при температуре 400°С, либо по контролируемому неуменьшающемуся содержанию водорода в газовой смеси на выходе из фильтра.

Таким образом, обеспечение эффективной очистки свинцового теплоносителя и увеличение срока службы фильтра 2 очистки ТЖМТ достигается не применением малоэффективных фильтров, требующих периодической вырезки и замены, а расположенным в верхней части фильтра патрубком, подключенным трубопроводом с арматурой к линии подачи восстановительной газовой смеси, которая соединена с газовыми баллонами, содержащими водород и аргон.

Применение предлагаемого технического решения позволит:

повысить эффективность очистки жидкометаллического теплоносителя на основе свинца или его сплавов от примесей - оксидов теплоносителя, исключить забивание фильтрующего элемента в фильтре;

- исключить применение малоэффективных для очистки свинцового и свинцово-висмутового теплоносителей “холодных” ловушек, гидродинамических и механических фильтров, имеющих значительную массу и требующих после выработки их емкости вырезки, захоронения и замены на новые;

- упростить и повысить эффективность средств и мероприятий очистки жидкометаллического теплоносителя на основе свинца или его сплавов от примесей - оксидов теплоносителя;

- уменьшить количество радиоактивных отходов от энергоблока АЭС.

Изобретение относится к области очистки жидкометаллических теплоносителей. Сущность изобретения: фильтр очистки тяжелого жидкометаллического теплоносителя содержит корпус с фильтрующим элементом, в верхней части корпуса он снабжен патрубками, подключенными к газовым баллонам с восстановительной смесью и к конденсаторам водяного пара. Преимущества изобретения заключаются в повышении эффективности и увеличении срока службы фильтра и уменьшении количества радиоактивных отходов от энергоблоков АЭС. 2 ил.

Фильтр очистки тяжелого жидкометаллического теплоносителя, содержащий корпус с фильтрующим элементом, отличающийся тем, что он снабжен в верхней части корпуса патрубками, подключенными к газовым баллонам с восстановительной смесью и к конденсаторам водяного пара.