ФИЛЬТРОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ СОДЕРЖАЩЕГО АЭРОЗОЛИ И/ИЛИ ГАЗООБРАЗНЫЙ ЙОД ГАЗОВОГО ПОТОКА Российский патент 2017 года по МПК G21F9/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к фильтровальному устройству для фильтрации содержащего радиоактивные аэрозоли и/или газообразный радиоактивный йод газового потока, содержащему закрытый непроницаемо для текучей среды корпус по меньшей мере с одним входом для неочищенного газа, одним выходом для очищенного газа и по меньшей мере одним содержащим фильтрующую среду фильтрующим элементом, который расположен в корпусе так, что подлежащий фильтрации газовый поток попадает по меньшей мере от одного входа для неочищенного газа в выход для очищенного газа только через фильтрующий элемент.

Уровень техники

Фильтровальные устройства указанного выше вида широко известны и используются в многочисленных областях применения в ядерной технике, при этом фильтровальные устройства должны отвечать соответствующим областям применения требованиям.

При аварии с оплавлением активной зоны образуются за счет испарения охлаждающей воды из первичного контура охлаждения и за счет разрушения бетона в фундаменте реакто ра большие количества пара и не конденсируемых газов, которые приводят к повышению давления в защитной оболочке, которая окружает реактор и компоненты первого контура.

Согласно современному уровню знаний в охлаждаемом водой под давлением реакторе немецкой конструкции, составляюще м 9 бар , давление выхода из строя защитной оболочки достигается при аварии с оплавлением а ктивной зоны примерно после 4 - 5 дней. В этом случае в атмосфере защитной оболочки, вследствие естественных, проходящих без дополнительных внешних мер процессов выделения, присутствуют лишь доли образованного при оплавлении активной зоны количества радиоактивных аэрозолей.

Как следствие аварии в Чернобыле, для предотвращения неконтролируемого высвобождения этой радиоактивности за счет внезапного выхода из строя защитной оболочки и для дополнительного уменьшения высвобождае мого количества радиоактивности все атомные электростанции в Германии снабжены фильтровальными установками сброса давления для защитной оболочки.

Специально для преобладающих при авариях с оплавлением активной зоны экстремальных условий в защитной обол очке, а именно температурах газа до 160ºС и давлениях до 9 бар, в тогдашнем центре ядерных исследований в Карлсруэ разработана фильтровальная система, так называемый способ сухой фильтрации, с помощью которого может быть уменьшено на несколько порядков загрязнение окружения радиоактивными аэрозолями и радиоактивным газообразным йодом.

Метод сухой фильтрации является полностью пассивной системой, обычно состоящей из:

- фильтров из металлической ваты для задерживания переносимых воздухом радиоактивных аэрозолей,

- специально легированных, образующих молекулярное сито цеолитов для хемосорбции газообразного радиоактивного йода и его органических соединений.

При аварии с оплавлением активной зоны находящаяся под давлением смесь газа и пара защитной оболочки направляется через высокоэффективный аварийный фильтр в отводящую воздух трубу.

Снятие давления предотвращает выход из строя защитной оболочки вследствие избыточного давления, фильтровальная система защищает окружение от несущего радиоактивные аэрозоли и соединения йода воздуха.

Для задерживания пылевых и газообразных радиоактивных вредных вещества в аварийном фильтре существует необходимость отвода остаточного тепла радиоактивного распада, при этом в фильтровальной системе не должна превышаться предельная температура 550ºС.

В немецких реакторах с охлаждением водой под давлением мощность остаточного тепловыделения составляет для

- аэрозолей 2 кВт,

- газообразного йода 5 кВт.

В кипящих реакторах, в реакторах с охлаждением водой под давлением иностранного производства, а также в других типах реактора подлежащая отводу мощность остаточного тепловыделения из аварийного фильтра может составлять 200 кВт и больше. Для удовлетворения этим требованиям требуются модификации существующих фильтровальных систем.

Задача изобретения

Таким образом, задачей данного изобретения является такое дальнейшее совершенствование фильтровального устройства указанного в начале вида, что оно отличается повышенным отводом тепла.

Сущность изобретения

Эта задача решена с помощью по меньшей мере одного трубного элемента, который проходит через корпус таким образом от первого проточного поперечного сечения ко второму проточному поперечному сечению, которое, при рассматривании в вертикальном направлении, лежит над первым проточным поперечным сечением, что вс е внутреннее пространство трубного элемента находится в контакте исключительно с окружающим фильтровальное устройство окружающим воздухом. Места стыка, в которых трубный элемент проходит через корпус, закрыты герметично для текучей среды, так что внутреннее пространство фильтровального устройства и внутреннее пространство по меньшей мере одного трубного элемента являются двумя полностью отдельными пространствами. При этом по меньшей мере один трубный элемент может заканчиваться заподлицо с корпусом или же выступать за корпус.

Согласно данному изобретению значительно более холодная окружающая текучая среда фильтровального устройства, которая может быть окружающим воздухом или газовой смесью, но в принципе также жидкостью, направляется через фильтровальное устройство в действующем в качестве охлаждающего канала трубном элементе, при этом находящийся в трубном элементе окружающий воздух нагревается у корпуса фильтровального устройства и поднимается в направлении второго, лежащего выше проточного поперечного сечения, за счет чего возникает естественная конвекция и вс е более холодный окружающий воздух проходит через трубный элемент. При этом ориентация по меньшей мере одного трубного элемента не имеет значения, единственным требованием является то, что относящийся ко второму проточному поперечному сечению конец трубного элемента расположен геодезически выше, чем относящийся к первому проточному поперечному сечению конец трубного элемента, так что нагреваемый воздух может подниматься.

Таким образом, через действующий в качестве вытяжной трубы трубный элемент непрерывно проходит поток холодного окружающего воздуха, при этом корпус и находящиеся в нем фильтрующие элементы непрерывно охлаждаются.

За счет расположения по меньшей мере одного трубного элемента увеличивается используемая для охлаждения поверхность фильтровального устройства, за счет чего увеличивается соотношение поверхности и объема и значительно улучшается отвод тепла.

Фильтровальное устройство согласно изобретению отличается, в частности, защищ е нностью от отказов, поскольку принцип приведения в действие охлаждения основывается на естественной силе тяжести.

Оптимальный контур охлаждения образуется, когда по меньшей мере один трубный элемент ориентирован вертикально, при этом нижняя входная поверхность трубного элемента находится на расстоянии от установочной поверхности фильтровального устройства. Расстояние от нижней входной поверхности до установочной поверхности обязател ь н о для требуемой циркуляции воздуха.

Предпочтительно, вдоль фильтрующего элемента расположено множество находящихся на расстоянии друг от друга трубных элементов. За счет множества трубных элементов значительно увеличивается используемая для охлаждения поверхность фильтровального устройства, при этом трубные элементы предусмотрены там, где возникновение тепла в фильтровальном устройстве является максимальным, а именно в зоне фильтрующего элемента.

Кроме того, фильтровальное устройство согласно изобретению является особенно предпочтительным, когда расположенные вдоль фильтрующего элемента трубные элементы смещены каждый на величину смещения относительно соседних трубных элементов, при рассматривании в продольном направлении фильтровального устройства, при этом величина смещения предпочтительно выбрана так, что центры поперечного сечения соседних трубных элементов расположены друг от друга на расстоянии по меньшей мере одной четверти, предпочтительно по меньшей мере одной трети, более предпочтительно по меньшей мере половины диаметра трубного элемента. За счет величины смещения можно располагать трубные элементы плотнее друг к другу и тем самым, с одной стороны, увеличивать их количество. Это обусловлено тем, что трубные стенки отдельных трубных элементов за счет смещения относительно друг друга не блокируют друг друга и, кроме того, не блокируют прохождение подлежащего фильтрации газового потока. За счет величины смещения образованная из множества трубных элементов система остается проницаемой для воздуха между фильтровальными ступенями, без вызывания значительного дроссельного действия.

С другой стороны, плотно упакованное расположение трубных элементов, которое обеспечивается за счет смещения относительно друг друга, способствует отводу теплового излучения из фильтровального устройства. Это обусловлено тем, что система смещенных трубных элементов между отдельными фильтровальными ступенями является по существу «плотной при рассматривании», т.е. излучаемое фильтрующими элементами в направлении соседнего фильтрующего тепловое излучение обязательно попадает на трубный элемент, который может отводить эту тепловую энергию. Таким образом, может максимально предотвращаться непосредственное взаимное нагревание фильтрующих элементов за счет теплового излучения.

Особенно простое и стойкое соединение по меньшей мере одного трубного элемента с корпусом возможно с помощью сварных соединений.

По меньшей мере один трубный элемент может иметь круглое, треугольное или четырехугольное поперечное сечение, при этом возможна также любая другая форма поперечного сечения.

Кроме того, предпочтительно, когда трубная стенка по меньшей мере одного трубного элемента имеет, при рассматривании вдоль е е длины, волнистую форму. Такой вид выполнения трубных элементов придает им, с одной стороны, более высокую гибкость по сравнению с гладкостенными трубными элементами, за счет чего на стенках корпуса, на которых закреплены трубные элементы, возникают меньшие силы вследствие обусловленного температурой расширения. С другой стороны, увеличивается боковая поверхность трубных элементов. Это особенно предпочтительно относительно передачи тепла соответствующего трубного элемента и в соответствии с этим положительно сказывается на эффективной мощности охлаждения, которую может обеспечивать фильтровальное устройство согласно изобретению.

В другом предпочтительн ом варианте выполнения наружная боковая поверхность по меньшей мере одного трубного элемента имеет черное покрытие. Это увеличивает поглощающую способность трубных элементов относительно теплового излучения, что приводит в конечном итоге к тому, что трубные элементы принимают больше теплового излучения, а затем отводят. Таким образом, такие трубные элементы особенно пригодны для отвода возможно большей тепловой энергии из фильтровального устройства.

Для дальнейшего увеличения используемой для охлаждения поверхности фильтровального устройства особенно предпочтительно, когда по меньшей мере один трубный элемент по меньшей мере на части своей длины имеет проходящие от внутренней боковой поверхности во внутреннее пространство трубного элемента ребра или отогнутые кромки.

Согласно одному предпочтительному варианту выполнения фильтровального устройства согласно изобретению, при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами. Таким образом, трубные элементы выполняют двойную функцию, которая, с одной стороны, состоит в улучшении охлаждения фильтровального устройства и, с другой стороны, в противодействии вызываемому входящим газовым потоком прогибанию фильтрующего элемента. Опасность прогибания фильтрующего элемента существует, в частности, за счет того, что входящий газовый поток оказывает на трубный элемент вс е большее давление, поскольку его свободные пространства при работе фильтровального устройства вс е больше закупориваются отфильтрованными частицами.

Если фильтрующая среда образована металлической ватой, то фильтровальное устройство пригодно для задерживания больших количеств переносимых воздухом аэрозолей при больших разницах давления и высоких температурах.

Если необходимо задерживать газообразный радиоактивный йод и его органические соединения, то фильтрующая среда образована специально легированными цеолитами молекулярного сита для хемосорбции.

Фильтровальное устройство с металлической ватой может быть установлено последовательно с фильтровальным устройством с молекулярным ситом, при этом оба устройства могут быть установлены по выбору непосредственно друг за другом или же на расстоянии друг за другом.

В одной модификации фильтровального устройства согласно изобретению предусмотрено, что два или три фильтрующих элемента, каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов, установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока. При этом может быть целесообразным снабжать первый, при рассматривании в направлении газового потока, фильтрующий элемент более грубым фильтрующим материалом, чем следующие за ним фильтрующие элементы.

Наконец, предпочтительно, когда по меньшей мере один трубный элемент выступает за верхнюю сторону корпуса для увеличения вытяжного действия и тем самым объемного потока охлаждающего воздуха. Таким образом, геодезическая высота выходной поверхности трубного элемента лежит выше верхней стороны корпуса. При этом трубный элемент может быть выполнен из одной части и своей полной длиной встроен в фильтровальное устройство. Однако для упрощения транспортировки и монтажа фильтровального устройства может быть целесообразным устанавливать на заканчивающийся примерно заподлицо с корпусом трубный элемент дополнительную трубчатую часть, так что трубный элемент может быть составлен в конечном итоге из двух или более трубчатых частей.

Краткое описание чертежей

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основе примеров выполнения фильтровального устройства, согласно изобретению, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг.1 - горизонтальный разрез фильтровального устройства согласно изобретению, соответственно, на виде сверху;

фиг.2 - вертикальный разрез фильтровального устройства, согласно фиг.1;

фиг.3 - горизонтальный разрез альтернативного фильтровального устройства согласно изобретению, соответственно, на виде сверху;

фиг.4 - вертикальный разрез другого фильтровального устройства;

фиг.5 - другое фильтровальное устройство согласно изобретению, на виде сверху.

Описание примеров выполнения

На фиг.1 показано фильтровальное устройство 1 согласно изобретению на одной половине на виде сверху и на другой половине в горизонтальном разрезе. Фильтровальное устройство 1 содержит имеющий примерно форму прямоугольного параллелепипеда корпус 2 с прямоугольным поперечным сечением, в котором расположены шесть фильтрующих элементов 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f с образованным из металлической ваты фильтрующим материалом параллельно и на расстоянии друг от друга, которые герметично опираются каждый на также установленные по окружности консоли 4 корпуса 2 и тем самым закрывают поперечное сечение корпуса. Опора фильтрующих элементов 3 на консоли 4 может осуществляться обычным образом и для упрощения не показана на фигурах. Фильтрующие элементы 3 имеют в поперечном сечении форму серпа, так что они вдоль консолей 4 имею т небольшую толщину, в то время как в середине они выполнены с большей толщиной.

В середине корпуса 2, т.е. между третьим фильтрующим элементом 3с и четвертым фильтрующим элементом 3d , находится пространство 5 очищенного газа, которое проходит примерно с шириной В и высотой Н и на одной стороне снабжено выходом 6 для очищенного газа. Фильтрующие элементы 3c, 3d проходят не по всей высоте Н пространства 5 очищенного газа. В частности, нижний конец 35 обоих фильтрую щих элементов 3c, 3d расположен на расстоянии 36 от поверхности 37 дна пространства очищенного газа. Получающаяся за счет этого расстояния 36 ступенька между стороной неочищенного газа и стороной очищенного газа обоих фильтрующих элементов 3с, 3d должна в случае конденсации неочищенного газа на фильтрующих элементах 3с, 3d защищать от попадания зараженного конденсата в пространство 5 очищенного газа.

Исходя из двух ориентированных параллельно фильтрующим элементам 3 и лежащих противоположно боковых поверхностей 7 корпуса 2, которые выполнены в качестве входов 8 для неочищенного газа и имеют распределенные по боковым поверхностям 7 отверстия, оси которых обозначены короткими штрихами 9 на фиг.1, подлежащий фильтрации газовый поток (стрелка 10) проходит с обеих сторон в направлении пространства 5 очищенного газа и проходит тем самым через три из шести фильтрующих элементов, т.е. либо через фильтрующие элементы 3a, 3b, 3c, либо через фильтрующие элемент ы 3d, 3e, 3f, при этом оба обращенных к наружной зоне А фильтрующих элемента 3а, 3f выполнены в качестве пред-предварительных фильтров, оба средних фильтрующих элемента 3b, 3е в качестве предварительных фильтров и оба обращенных к пространству 5 очищенного газа фильтрующих элемента 3с, 3d в качестве чистовых фильтров. В соответствии с этим конструкция фильтровального устройства 1 является зеркально симметричной относительно средней линии 11 выхода 6 для очищенного газа. В качестве альтернативного решения этому расположению пред-предварительных фильтров, предварительных фильтров и чистовых фильтров возможно также предусмотреть меньше или больше ступеней предварительных фильтров, и/или удаление в пространстве одной ступени предварительного фильтра, например, пред-предварительного фильтра, т.е. разделение в показанных в данном примере выполнения пред-предварительных фильтров на две установленные друг за другом в направлении газового потока фильтровальные ступени.

Для предотвращения попадания возможно открытого пламени из наружной зоны А фильтровального устройства 1 в фильтровальное устройство 1 на наружной стороне каждого входа 8 для неочищенного газа расположена предварительная камера 12, в которую подлежащий фильтрации газовый поток может попадать лишь с открытой верхней стороны или открытой нижней стороны. На внутренней стороне каждого входа 8 для неочищенного газа перед отверстиями расположены проходящие по высоте 34 корпуса 2 направляющие элементы 13 в виде С-образных профилей, из которых подлежащий фильтрации газовый поток может лишь на их открытых верхних сторонах и нижних сторонах, а также не распознаваемых на фигуре боковых зазорах, которые имеются между С-образными профилями и корпусом, попадать в фильтровальное устройство 1. В соответствии с этим газовый поток из наружной зоны А проходит сначала в предварительные камеры 12, затем через отверстия в направляющие элементы 13 и в конечном итоге в фильтровальное устройство 1.

При рассматривани и в направлении газового потока позади каждого фильтрующего элемента 3 находится ряд из семи трубных элементов 14, которые имеют прямоугольную форму поперечного сечения. Согласно показанному на фиг . 1 примеру выполнения трубные элементы 14 проходят вертикально и проходят через корпус 2 фильтровального устройства 1 в верхней и нижней боковой поверхности, как показано на фиг.2.

Непосредственно после трубных элементов 3, т.е. между фильтрующими элементами 3 и трубными элементами 14, проходят опорные элементы 15, которые обеспечивают опору для фильтрующих элементов 3 относительно нагрузки подлежащим фильтрации газовым потоком.

На фиг.2 показан вертикальный разрез фильтровального устройства 1 согласно изобретению из фиг.1, которое с помощью образованной плечами двух U-образных профилей 17 нижней поверхности 18 корпуса, которая образует опорную поверхность 19 фильтровального устройства 1, позиционировано на не изображенной на фигуре установочной поверхности, такой как грунт или цоколь.

Как показано на фиг.2, трубные элементы 14 проходят от первого, нижнего проточного поперечного сечения 20 вертикально ко второму, верхнему проточному поперечному сечению 21 в корпусе 2 фильтровального устройства, при этом все внутреннее пространство каждого трубного элемента 14 находится в контакте исключительно с окружающей текучей средой, соответственно, окружающим воздухом. Трубные элементы 14 заканчиваются как на верхней стенке 22 корпуса, так и на нижней стенке 23 корпуса заподлицо с корпусом 2, при этом нижняя стенка 23 корпуса имеет в зоне опорной поверхности 19 ступеньку 24.

В трубных элементах 14 находится окружающий фильтровальное устройство 1 воздух, при этом он в случае работы фильтровального устройства 1 также нагревается возникающим в фильтровальном устройстве теплом и возникает естественная конвекция, при этом окружающий воздух непрерывно входит через входную поверхность 25 трубных элементов 14 и покидает трубные элементы 14 через выходную поверхность 26 трубного элемента 14. Между входной поверхностью 25 трубных элементов 14 и установочной поверхностью фильтровального устройства 1 имеется расстояние а, которое обеспечивает вход без помех окружающего воздуха. С помощью не изображенной на фигуре переходной конструкции для соединения фильтровального устройства 1 со зданием создаются для вхождения потока в трубные элементы 14 значительно более благоприятные условия. Поток окружающего воздуха обозначен стрелками 27.

Кроме того, на фиг.2 показана конструкция входа 8 для неочищенного газа с его предварительной камерой 12, отверстиями в стенке корпуса и направляющими элементами 13, при этом предварительная камера 12, которая как вверху, так и внизу выступает за корпус 2, имеет верхнюю и нижнюю входную поверхность 28. Подлежащий фильтрации газовый поток обозначен стрелками 29. Для обеспечения вхождения без помех подлежа щего фильтрации газового потока нижняя входная поверхность 28 предварительной камеры 12 должна иметь достаточное расстояние до находящегося под ней дна, при этом это обеспечивается, например, когда фильтровальное устройство 1 лишь в своей средней зоне позиционирован о на цоколе. Направляющие элементы 13 проходят по высоте 34 корпуса 2, при этом они имеют расстояние до корпуса 2 и от входа 8 неочищенного газа в виде зазора, так что подлежащий фильтрации газовый поток может входить в фильтровальное устройство 1.

Также в показанном на фиг.2 вертикальном разрезе фильтрующие элементы имеют поперечное сечение в форме серпа.

На фиг.3 показано второе фильтровальное устройство 1 ' , которое отличается от фильтровального устройства 1 альтернативно выполненными трубными элементами 14 ' , при этом на фиг.3 фильтровальное устройство 1 ' показано в горизонтальном разрезе, а также на виде сверху.

Трубные элементы 14 ' имеют ромбовидное поперечное сечение и проходят одной из своих кромок вдоль фильтрующих элементов 3, за счет чего обеспечивается опора фильтрующих элементов и можно отказаться от отдельных опорных элементов. Следовательно, трубные элементы 14 ' выполняют, наряду с функцией охлаждения, дополнительно функцию опоры фильтрующих элементов 3. Остальная конструкция фильтровального устройства 1 ' соответствует по существу конструкции фильтровального устройства 1, согласно фиг.1.

В другом варианте выполнения, который показан на фиг.4, показан ное фильтровальное устройство 1 ʺ имеет трубные элементы 14 ʺ . Они отличаются от указанных выше трубных элементов 1, 1 ' выполнением трубных стенок 30 трубных элементов 14 ʺ . Они имеют вдоль продольного н аправления трубных элементов 14 ʺ волнистую форму. Такие трубные элементы называются также иногда волнистыми трубами. Они обеспечивает, с одной стороны, преимущество обусловленной волнистой формой более высокой гибкости. С другой стороны, боковая поверхность волнистого трубного элемента 14 ʺ имеет значительно большую поверхность, чем указанные выше трубные элементы 14, 14 ' по существу с гладкими стенками трубы. Это особенно предпочтительно относительно переноса тепла, поскольку на основании большей поверхности значительно улучшается теплообмен посредством конвекции.

Для улучшения п ереноса тепла за счет излучения трубные элементы 14 ʺ предпочтительно снабжены дополнительно черным покрытием, так что трубный элемент 14 ʺ максимально поглощает падающее на него тепловое излучение и поэтому лучше пригоден для дальнейшей передачи тепловой энергии и, следовательно, для отвода из фильтровального устройства 1 ʺ .

Кроме того, относительно лучшего переноса тепла за счет теплового излучения, предпочтительным является показанный на фиг.5 вариант выполнения фильтровального устройства 1 ʺ ' , согласно изобретению. Оно имеет несколько трубных элементов 14 ' ʺ , которые имеют каждый круглое поперечное сечение диаметром D примерно 6 см. По сравнению с указанными выше фильтровальными устройствами 1, 1 ' , 1 ʺ в данном случае особенно предпочтительным является как количество, так и вид расположения трубных элементов 14 ʺ ' . А именно, они расположены со смещением друг относительно друга, при этом центры 32 поперечного сечения трубных элементов 14 ' ʺ , при рассматривании перпендикулярно направлению 31 ширины, имеют величину 33 смещения относительно друг друга, которая соответствует половине диаметра D, т.е. равна примерно 3 см. За счет расположения со с мещением трубных элементов 14 ʺ ' возможно размещение, при рассматривании по ширине В фильтровального устройства 1 ' ʺ , большего количества трубных элементов 14 ' ʺ перед каждой фильтровальной ступенью. В частности, за счет расположения со смещением образуется своего рода непроницаемая для взгляда стена из трубных элементов 14 ʺ ' между фильтрующими элементами 3, что приводит к тому, что исходящее от фильтрующих элементов 3 тепловое излучение в особенно большой мере попадает на трубные элементы 14 ' ʺ , которые эту тепловую энергию затем могут выводить из фильтровального устройства 1 ʺ ' . Таким образом, в конечном итоге за счет смещенного и за счет этого уплотненного расположения трубных элементов 14 ' ʺ , согласно изобретению, дополнительно повышается охлаждающая способность фильтровального устройства 1 ʺ ' .

Перечень позиций

1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ʺ ' Фильтровальное устройство

2 Корпус

3 Фильтрующий элемент

4 Консоль

5 Пространство очищенного газа

6 Выход для очищенного газа

7 Боковая поверхность

8 Вход для неочищенного газа

9 Штрих

10 Стрелка

11 Средняя линия

12 Предварительная камера

13 Направляющий элемент

14, 14 ' , 14 ʺ , 14 ʺ ' Трубный элемент

15 Опорный элемент

16 Плечо

17 U-образный профиль

18 Нижняя поверхность корпуса

19 Опорная поверхность

20 Нижнее проточное поперечное сечение

21 Верхнее проточное поперечное сечение

22 Верхняя стенка корпуса

23 Нижняя стенка корпуса

24 Ступенька

25 Входная поверхность

26 Выходная поверхность

27 Стрелка

28 Входная поверхность

29 Стрелка

30 Стенка трубы

31 Направление ширины

32 Центр поперечного сечения

33 Величина смещения

34 Высота (корпуса 2)

35 Нижний конец

36 Расстояние

37 Поверхность дна

а Расстояние

А Наружная зона

В Ширина

D Диаметр

Н Высота (пространства 5 очищенного газа)

Изобретение относится к фильтровальному устройству для фильтрации содержащего радиоактивные аэрозоли и газообразный радиоактивный йод газового потока. Фильтровальное устройство для фильтрации газового потока содержит закрытый герметично для текучей среды корпус, по меньшей мере, с одним входом для неочищенного газа, одним выходом для очищенного газа и одним содержащим фильтрующую среду фильтрующим элементом, который расположен в корпусе так, что подлежащий фильтрации газовый поток попадает от одного входа для неочищенного газа в выход для очищенного газа только через фильтрующий элемент. В устройстве предусмотрен, по меньшей мере, один трубный элемент, который проходит через корпус, таким образом от первого проточного поперечного сечения ко второму проточному поперечному сечению, которое, при рассматривании в вертикальном направлении, лежит над первым проточным поперечным сечением, что все внутреннее пространство трубного элемента находится в контакте исключительно с текучей средой, окружающий фильтровальное устройство. Изобретение позволяет повысить о твод тепла. 68 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) для фильтрации газового потока, содержащего радиоактивные аэрозоли и/или газообразный радиоактивный йод, содержащее закрытый герметично для текучей среды корпус (2) по меньшей мере с одним входом (8) для неочищенного газа, одним выходом (6) для очищенного газа и по меньшей мере одним содержащим фильтрующую среду фильтрующим элементом (3), который расположен в корпусе (2) так, что подлежащий фильтрации газовый поток попадает по меньшей мере от одного входа (8) для неочищенного газа в выход (6) для очищенного газа только через фильтрующий элемент (3), отличающееся тем, что в нем предусмотрен по меньшей мере один трубный элемент (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), который проходит через корпус (2) таким образом от первого проточного поперечного сечения (20) ко второму проточному поперечному сечению (21), которое, при рассматривании в вертикальном направлении, лежит над первым проточным поперечным сечением ( 20 ), что вс е внутреннее пространство трубного элемента (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) находится в контакте исключительно с текучей средой, окружающий фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ).

2. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) ориентирован вертикально, при этом нижняя входная поверхность (25) трубного элемента (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) находится на расстоянии ( a ) от установочной поверхности фильтровального устройства (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ).

3. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п. 1 или 2, отличающееся тем, что вдоль фильтрующего элемента (3) расположено множество находящихся на расстоянии друг от друга трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ).

4. Фильтровальное устройство ( 1 ' ʺ ) по п. 2, отличающееся тем, что расположенные вдоль фильтрующего элемента (3) трубные элементы ( 1 4 ' ʺ ) смещены, при рассматривании в продольном направлении фильтровального устройства ( 1 ' ʺ ), каждый относительно соседних с ним трубных элементов ( 1 4 ' ʺ ) на величину (33) смещения, при этом величина (33) смещения предпочтительно выбрана так, что центры (32) поперечного сечения соседних трубных элементов ( 1 4 ' ʺ ) расположены друг от друга на расстоянии по меньшей мере одной четверти, предпочтительно по меньшей мере одной трети, более предпочтительно по меньшей мере половины диаметра (D) трубного элемента ( 1 4 ' ʺ ).

5. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1 , 2 или 4 , отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) соединен с корпусом (2) с помощью сварных соединений.

6. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) соединен с корпусом (2) с помощью сварных соединений.

7 . Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1 , 2, 4 или 6 , отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет круглое, треугольное или четырехугольное поперечное сечение.

8. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет круглое, треугольное или четырехугольное поперечное сечение.

9. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет круглое, треугольное или четырехугольное поперечное сечение.

10 . Фильтровальное устройство ( 1 ʺ ) по любому из п п. 1 , 2, 4, 6, 8 или 9 , отличающееся тем, что трубная стенка (30) по меньшей мере одного трубного элемента ( 1 4 ʺ ) имеет, при рассматривании вдоль е е длины, волнистую форму.

11. Фильтровальное устройство ( 1 ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что трубная стенка (30) по меньшей мере одного трубного элемента ( 1 4 ʺ ) имеет, при рассматривании вдоль ее длины, волнистую форму.

12. Фильтровальное устройство ( 1 ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что трубная стенка (30) по меньшей мере одного трубного элемента ( 1 4 ʺ ) имеет, при рассматривании вдоль ее длины, волнистую форму.

13. Фильтровальное устройство ( 1 ʺ ) по п.7, отличающееся тем, что трубная стенка (30) по меньшей мере одного трубного элемента ( 1 4 ʺ ) имеет, при рассматривании вдоль ее длины, волнистую форму.

14 . Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1, 2, 4, 6, 8, 9 или 11 - 13, отличающееся тем, что наружная боковая поверхность по меньшей мере одного трубного элемента (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет черное покрытие.

15. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что наружная боковая поверхность по меньшей мере одного трубного элемента (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет черное покрытие.

16. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что наружная боковая поверхность по меньшей мере одного трубного элемента (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет черное покрытие.

17. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.7, отличающееся тем, что наружная боковая поверхность по меньшей мере одного трубного элемента (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет черное покрытие.

18. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.10, отличающееся тем, что наружная боковая поверхность по меньшей мере одного трубного элемента (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ) имеет черное покрытие.

19 . Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1 , 2, 4, 6, 8, 9, 11 - 13 или 15 - 18, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент по меньшей мере на части своей длины имеет проходящие от внутренней боковой поверхности во внутреннее пространство трубного элемента ребра или отогнутые кромки.

20. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент по меньшей мере на части своей длины имеет проходящие от внутренней боковой поверхности во внутреннее пространство трубного элемента ребра или отогнутые кромки.

21. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент по меньшей мере на части своей длины имеет проходящие от внутренней боковой поверхности во внутреннее пространство трубного элемента ребра или отогнутые кромки.

22. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.7, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент по меньшей мере на части своей длины имеет проходящие от внутренней боковой поверхности во внутреннее пространство трубного элемента ребра или отогнутые кромки.

23. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.10, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент по меньшей мере на части своей длины имеет проходящие от внутренней боковой поверхности во внутреннее пространство трубного элемента ребра или отогнутые кромки.

24. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.14, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент по меньшей мере на части своей длины имеет проходящие от внутренней боковой поверхности во внутреннее пространство трубного элемента ребра или отогнутые кромки.

25 . Фильтровальное устройство ( 1 ' ) по любому из п п. 1 , 2, 4, 6, 8, 9, 11-13, 15-18 или 20 - 24, отличающееся тем, что , при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом (3) расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами (14 ' ).

26. Фильтровальное устройство ( 1 ' ) по п.3, отличающееся тем, что, при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом (3) расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами (14 ' ).

27. Фильтровальное устройство ( 1 ' ) по п.5, отличающееся тем, что, при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом (3) расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами (14 ' ).

28. Фильтровальное устройство ( 1 ' ) по п.7, отличающееся тем, что, при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом (3) расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами (14 ' ).

29. Фильтровальное устройство ( 1 ' ) по п.10, отличающееся тем, что, при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом (3) расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами (14 ' ).

30. Фильтровальное устройство ( 1 ' ) по п.14, отличающееся тем, что, при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом (3) расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами (14 ' ).

31. Фильтровальное устройство ( 1 ' ) по п.19, отличающееся тем, что, при рассматривании в направлении прохождения газового потока, за фильтрующим элементом (3) расположены опорные элементы, которые образованы трубными элементами (14 ' ).

32 . Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1, 2, 4, 6, 8, 9, 11-13, 15-18, 20-24 или 26 - 31, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

33. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

34. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

35. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.7, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

36. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.10, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

37. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.14, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

38. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.19, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

39. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.25, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована металлической ватой.

40 . Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1, 2, 4, 6, 8, 9, 11-13, 15-18, 20-24, 26-31 или 33 - 39, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

41. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

42. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

43. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.7, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

44. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.10, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

45. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.14, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

46. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.19, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

47. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.25, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

48. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.32, отличающееся тем, что фильтрующая среда образована цеолитом молекулярного сита.

49 . Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1, 2, 4, 6, 8, 9, 11-13, 15-18, 20-24, 26-31, 33-39 или 41- 48, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

50. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

51. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

52. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.7, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

53. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.10, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

54. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.14, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

55. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.19, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

56. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.25, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

57. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.32, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

58. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.40, отличающееся тем, что два или три фильтрующих элемента (3), каждый с рядом расположенных вдоль него трубных элементов (14, 1 4 ' , 1 4 ʺ , 1 4 ' ʺ ), установлены друг за другом, при рассматривании в направлении прохождения газового потока.

59 . Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по любому из п п. 1, 2, 4, 6, 8, 9, 11 - 13, 15-18, 20 - 24, 26 - 31, 33 - 39, 41 - 48 или 50-58 , отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

60. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.3, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

61. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.5, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

62. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.7, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

63. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.10, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

64. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.14, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

65. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.19, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

66. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.25, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

67. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.32, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

68. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.40, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.

69. Фильтровальное устройство (1, 1 ' , 1 ʺ , 1 ' ʺ ) по п.49, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубный элемент, при рассматривании изнутри корпуса, выступает за верхнюю сторону и/или нижнюю сторону корпуса.