ОЧИСТКА ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ В УСТАНОВКАХ ДЛЯ СПЕКАНИЯ СМЕШАННЫХ ОКСИДОВ С ВСТРОЕННЫМ ЦИКЛОНОМ Российский патент 2024 года по МПК B04C5/04 

Область техники

Изобретение относится к усовершенствованиям в области очистки отходящих газов применительно к спеканию смешанных оксидов (MOX). В частности, изобретение относится к очистке отходящих газов в установках для спекания смешанных оксидов с встроенным циклонным сепаратором.

Первый аспект относится к циклонному сепаратору для отделения твердых частей от отходящих газов, причем циклонный сепаратор, в частности, выполнен с возможностью установки в перчаточном боксе для отходящих газов. Другой аспект относится к соответствующей циклонной сепараторной конструкции. Еще один аспект относится к соответствующему перчаточному боксу для отходящих газов для печи спекания таблеток смешанных оксидов. Еще один аспект относится к способу отделения твердых частей, таких как частицы смешанных оксидов, от отходящих газов. Еще один аспект относится к охлаждению отходящих газов. Этот аспект относится к конденсации органических веществ в потоке отходящих газов. Этот аспект относится к удалению конденсируемого органического вещества из потока отходящих газов. Другие аспекты относятся к перчаточному боксу для отходящих газов для печи спекания таблеток смешанных оксидов, причем указанный перчаточный бокс для отходящих газов имеет улучшенную общую конфигурацию и/или конструкцию применительно к техническому обслуживанию и/или очищаемости перчаточного бокса для отходящих газов. Еще один аспект относится к перчаточному боксу для отходящих газов для печи спекания таблеток смешанных оксидов, причем перчаточный бокс для отходящих газов имеет улучшенную конструкцию линий охлаждения.

Предшествующий уровень техники

В процессе получения элементов ядерного топлива обработка отходящих газов ниже по технологическому потоку играет важную роль. Общий процесс получения элементов ядерного топлива является процессом спекания таблеток смешанных оксидов из UO₂ и PuO₂. Во время производства таблеток технологический газ в печи спекания загрязняется радиоактивными частицами, например, частицами смешанных оксидов, и/или другими вредными веществами, например, стеаратом цинка. По этой причине загрязненный технологический газ направляется в качестве отходящих газов в систему очистки, соединенную с печью спекания (т.е. с зоной предварительного спекания установки для спекания смешанных оксидов). Система очистки выполнена с возможностью фильтрации и охлаждения отходящих газов, прежде чем фильтрованные и охлажденные отходящие газы будут выпускаться в систему вентиляции конечного потребителя.

Системы очистки, известные из практики, часто проектируются в виде перчаточных боксов для отходящих газов и содержат ряд теплообменников, HEPA-фильтров (воздушных фильтров высокой эффективности) и фильтров с жидкостным охлаждением.

Существует необходимость в дополнительном усовершенствовании таких систем очистки для достижения улучшенной очистки и охлаждения отходящих газов.

Указанная задача решается с помощью объекта изобретения по независимым пунктам формулы изобретения.

Раскрытие изобретения

Аспект изобретения относится к циклонному сепаратору для отделения твердых частей от отходящих газов (выходящих газов), в частности, для установки в перчаточный бокс для отходящих газов, предпочтительно для печи спекания таблеток смешанных оксидов. Понятие «твердые части», используемое в настоящем документе, может включать в себя твердое вещество, твердые частицы, твердые макрочастицы и/или жидкие компоненты. Твердые элементы, твердые частицы или жидкие компоненты (органические компоненты, конденсируемые в результате падения температуры), описанные в настоящем документе, могут быть радиоактивными веществами, такими как частицы смешанных оксидов, и/или другими вредными веществами, например, стеаратом цинка.

Циклонный сепаратор может содержать продолговатый полый корпус, имеющий продольную ось, первый конец, второй конец с противоположной стороны от первого конца и окружную стенку, проходящую от первого конца до второго конца. Продолговатый полый корпус может иметь форму цилиндра, по меньшей мере частично, и/или может иметь форму усеченного конуса, по меньшей мере частично. Циклонный сепаратор может иметь первое отверстие на первом конце и второе отверстие на втором конце. Первое отверстие и второе отверстие могут быть расположены напротив друг друга. Первое отверстие и второе отверстие могут быть соосными и/или концентрическими.

Во время использования в установленном состоянии в системе очистки, например, в перчаточном боксе для отходящих газов, продолговатый полый корпус циклонного сепаратора может быть ориентирован вертикально. В этом случае первый конец может быть верхним концом, а второй конец может быть нижним концом.

Циклонный сепаратор может содержать первый боковой вход для газа для подачи отходящих газов внутрь продолговатого полого корпуса, причем первый боковой вход для газа расположен в окружной стенке продолговатого полого корпуса. Боковой вход для газа обеспечивает поступление отходящих газов по касательной внутрь продолговатого полого корпуса. Благодаря поступлению отходящих газов внутрь продолговатого полого корпуса через первый боковой вход для газа отходящие газы сталкиваются с внутренней поверхностью окружной стенки и направляются по ней, в результате чего твердые части (частицы, макрочастицы) отделяются от отходящих газов за счет эффектов вращения и силы тяжести (срыв вихря). Эффекты и функции такого отделения известны из систем и способов циклонного отделения.

Циклонный сепаратор может содержать второй боковой вход для газа для подачи добавочного газа (разбавляющего или продувочного газа) внутрь продолговатого полого корпуса, причем второй боковой впуск для газа расположен в окружной стенке продолговатого полого корпуса, и второй боковой вход для газа расположен на расстоянии от первого бокового входа газа и вблизи него, предпочтительно, по меньшей мере на расстоянии 1 мм, более предпочтительно по меньшей мере на расстоянии 5 мм, еще более предпочтительно по меньшей мере на расстоянии 10 мм. Второй боковой вход для газа обеспечивает поступление добавочного/продувочного/разбавляющего газа по касательной внутрь продолговатого полого корпуса. Добавочный/продувочный/разбавляющий газ может быть, например, азотом.

Благодаря поступлению добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса через второй боковой вход для газа, который расположен на расстоянии от первого бокового входа для газа и вблизи него, отходящие газы дополнительно ускоряются, и увеличивается общее течение газа, что улучшает эффекты срыва вихря и, таким образом, улучшает отделение твердых частей и жидких или твердых органических компонентов, конденсируемых из потока отходящих газов, от отходящих газов. Таким образом, по меньшей мере 75% твердых элементов из отходящих газов будут отделены циклонным сепаратором, предпочтительно по меньшей мере 85%, более предпочтительно по меньшей мере 95%. Дополнительное отделение может быть достигнуто с помощью одного или более фильтров, расположенных ниже по технологическому потоку, таких как HEPA-фильтры.

Кроме того, благодаря поступлению добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса помимо отходящих газов, т.е. посредством смешивания отходящих газов и добавочного газа, горячие отходящие газы могут резко охлаждаться по меньшей мере на ΔT = 100°C, предпочтительно по меньшей мере на ΔT = 150°C, более предпочтительно по меньшей мере на ΔT = 200°C. Например, отходящие газы могут таким образом охлаждаться от температуры на входе приблизительно 400°C до температуры на выходе приблизительно 200°C. Таким образом, достигается быстрое и улучшенное охлаждение отходящих газов. Разница температур ΔT, на которую резко охлаждаются отходящие газы, может быть приведена в соответствие с помощью соотношения составляющих смеси (объемного расхода) отходящих газов и добавочного газа.

Кроме того, посредством введения добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса помимо отходящих газов, т.е. смешивания отходящих газов и добавочного газа, может быть уменьшена концентрация водорода в отходящих газах. Например, в отходящих газах, которые являются аргон-водородной смесью (например, 6%), концентрация водорода может быть значительно уменьшена (например, меньше 4%) посредством введения добавочного газа, как описано выше. Как упомянуто выше, добавочный газ может быть газообразным азотом.

Циклонный сепаратор может содержать выход для газа для выпуска отходящих газов и добавочного газа. В частности, выход для газа может быть выполнен с возможностью выпуска смеси отходящих газов и добавочного газа, от которой уже была отделена значительная процентная доля твердых частей, как описано выше.

Циклонный сепаратор может содержать или может быть соединен с контейнером для сбора твердых частей, отделенных от отходящих газов. Точнее говоря, продолговатый полый корпус выполнен с возможностью соединения или соединен с контейнером для сбора твердых или жидких частей, таких как частицы смешанных оксидов и/или стеарат цинка, которые были отсоединены от отходящих газов.

Первый боковой вход для газа может быть расположен на участке окружной стенки вблизи первого конца. Второй боковой вход для газа может быть расположен на участке окружной стенки вблизи первого конца.

Первый боковой вход для газа может содержать по меньшей мере один участок, такой как первый трубчатый соединитель, который проходит поперек продольной оси продолговатого полого корпуса. В варианте осуществления, в котором продолговатый полый корпус ориентирован вертикально, по меньшей мере один участок первого бокового входа для газа может быть ориентирован горизонтально. Второй боковой вход для газа может содержать по меньшей мере один участок, такой как второй трубчатый соединитель, который проходит поперек, предпочтительно перпендикулярно, продольной оси продолговатого полого корпуса. В варианте осуществления, в котором продолговатый полый корпус ориентирован вертикально, по меньшей мере один участок второго бокового входа для газа может быть ориентирован горизонтально.

Выход для газа циклонного сепаратора может быть расположен на первом конце продолговатого полого корпуса, т.е. на верхнем конце в вертикально ориентированном продолговатом полом корпусе. Предпочтительно, выход для газа может быть первым отверстием продолговатого полого корпуса или может быть частью первого отверстия, предпочтительно расположенной в центре первого отверстия. В последнем случае первое отверстие может быть частично закрыто крышкой, имеющей выход для газа. В частности, выход для газа может быть концентрическим с первым отверстие.

Контейнер для сбора отделенных твердых частей выполнен с возможностью соединения или соединен со вторым концом продолговатого полого корпуса. Контейнер, первое отверстие, второе отверстие и, при необходимости, выход для газа могут быть выровнены по оси. Контейнер предпочтительно выполнен с возможностью соединения или соединен со вторым концом продолговатого полого корпуса с помощью соединительного фланца контейнера.

Контейнер для сбора отделенных твердых частей и/или жидких компонентов может быть баком для сбора.

Контейнер для сбора отделенных твердых частей выполнен с возможностью разъемного соединения или разъемно соединен с продолговатым полым корпусом. Таким образом, контейнер может быть вручную или автоматически удален для опорожнения, очистки и/или замены контейнера.

Циклонный сепаратор может содержать охлаждающую конструкцию для охлаждения отходящих газов внутри продолговатого полого корпуса. Более конкретно, охлаждающая конструкция может быть выполнена с возможностью охлаждения продолговатого полого корпуса циклонного сепаратора, который соответственно охлаждает отходящие газы внутри продолговатого полого корпуса. Охлаждающая конструкция может быть выполнена с возможностью распределения охлаждающей среды, такой как охлаждающая вода, и может быть соединена с контуром охлаждения. Охлаждающая конструкция может быть в форме по меньшей мере одной трубы или множества соединенных друг с другом труб, проходящих спиралеобразно вдоль наружной поверхности окружной стенки продолговатого полого корпуса. По меньшей мере одна труба или множество труб могут быть прикреплены, например, приварены, к окружной стенке. С помощью охлаждающей конструкции отходящие газы могут дополнительно охлаждаться перед выходом из продолговатого полого корпуса через выход газа.

Минимальная площадь поперечного сечения первого бокового входа для газа для подачи отходящих газов внутрь продолговатого полого корпуса может быть больше минимальной площади поперечного сечения второго бокового входа для газа для подачи добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса. Отношение минимальной площади поперечного сечения первого бокового входа для газа к минимальной площади поперечного сечения второго бокового входа для газа может быть по меньшей мере 10:1, предпочтительно по меньшей мере 20:1, более предпочтительно по меньшей мере 30:1, еще более предпочтительно по меньшей мере 40:1, в частности, 44:1. Благодаря указанному отношению предпочтительно может быть получена смесь отходящих газов и добавочного газа для оптимального отделения и охлаждения отходящих газов. Отношение диаметра первого бокового входа для газа к диаметру второго бокового входа для газа может быть по меньшей мере 3:1, предпочтительно по меньшей мере 4:1, более предпочтительно по меньшей мере 5:1, еще более предпочтительно по меньшей мере 6:1. Например, диаметр первого бокового входа для газа может быть 100 мм. Например, диаметр второго бокового входа для газа может быть 15 мм.

Другой аспект относится к циклонной сепараторной конструкции, в частности, для перчаточного бокса для отходящих газов. Циклонная сепараторная конструкция содержит циклонный сепаратор описанного выше типа, т.е. содержащий один или более вышеописанных компонентов, и фильтрующее устройство, соединенное с выходом для газа циклонного сепаратора. Фильтрующее устройство может содержать продолговатый корпус фильтра и фильтр, расположенный внутри корпуса фильтра. Циклонная сепараторная конструкция также может иметь одну или более описанных далее особенностей.

По аспекту изобретения циклонная сепараторная конструкция содержит циклонный сепаратор для отделения твердых частей от отходящих газов, в частности, для установки в перчаточный бокс для отходящих газов, причем циклонный сепаратор имеет продолговатый полый корпус с продольной осью, первый конец, второй конец и окружную стенку. Циклонный сепаратор также имеет первый боковой вход для газа для подачи отходящих газов внутрь продолговатого полого корпуса, причем первый боковой вход для газа расположен в окружной стенке продолговатого полого корпуса, и второй боковой вход для газа для подачи добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса, причем второй боковой вход для газа расположен в окружной стенке продолговатого полого корпуса и находится на расстоянии от первого бокового входа для газа. Циклонный сепаратор также имеет выход для газа для выпуска отходящих газов и добавочного газа. Продолговатый полый корпус выполнен с возможностью соединения или соединен с контейнером для сбора твердых частей, отделенных от отходящих газов. Другими словами, контейнер выполнен с возможностью прикрепления или прикреплен к продолговатому полому корпусу. Циклонная сепараторная конструкция также содержит фильтрующее устройство, соединенное с выходом для газа циклонного сепаратора, т.е. прикрепленное к нему, причем фильтрующее устройство содержит продолговатый корпус фильтра и фильтр, расположенный внутри корпуса фильтра.

Продолговатый корпус фильтра, фильтр и продолговатый полый корпус циклонного сепаратора могут быть выровнены по оси. Предпочтительно, продолговатый корпус фильтра, фильтр, продолговатый полый корпус и контейнер могут быть выровнены по оси. Благодаря этому выравниванию твердые части и загрязнения, отделяемые с помощью фильтрующего устройства и циклонного сепаратора, могут собираться вместе в участке для сбора, предпочтительно в контейнере.

Продолговатый корпус фильтра может иметь первый конец корпуса фильтра и противоположный второй конец корпуса фильтра. Первый конец корпуса фильтра может быть выполнен в форме четырехстороннего соединителя, и второй конец корпуса фильтра моет иметь отверстие, которое соединяется с выходом для газа циклонного сепаратора.

В частности, фильтрующее устройство может быть прикреплено к циклонному сепаратору, точнее продолговатый корпус фильтра может быть прикреплен к продолговатому полому корпусу. Предпочтительно второй конец корпуса фильтра может быть прикреплен к первому концу продолговатого полого корпуса циклонного сепаратора, так чтобы отверстие второго конца корпуса фильтра было выровнено по оси и/или соединено с выходом для газа. В частности, фильтрующее устройство может быть прикреплено к циклонному сепаратору, точнее продолговатый корпус фильтра может быть прикреплен к продолговатому полому корпусу, предпочтительно второй конец корпуса фильтра может быть прикреплен к первому концу продолговатого полого корпуса циклонного сепаратора, так чтобы отверстие второго конца корпуса фильтра, отверстие первого конца корпуса фильтра (например, верхнее отверстие четырехстороннего соединителя) и выход для газа были выровнены по оси.

Предпочтительно, отверстие второго конца корпуса фильтра может быть соединено с выходом газа с помощью соединительного фланца фильтра. Фильтрующее устройство может быть прикреплено к циклонному сепаратору, более предпочтительно второй конец корпуса фильтра может быть прикреплен к первому концу продолговатого полого корпуса циклонного сепаратора с помощью соединительного фланца фильтра.

Выход для газа может быть соединен с фильтрующим устройством с помощью соединительного участка. Соединительный участок может быть образован в качестве компенсатора для компенсации тепловых расширений.

Четырехсторонний соединитель может иметь по меньшей мере одно отверстие, причем по меньшей мере одно отверстие может быть выровнено по оси с фильтром и корпусом фильтра и может быть закрыто крышкой с возможностью ее удаления, так чтобы фильтр можно было удалять из корпуса фильтра, по меньшей мере через указанное одно отверстие. Кроме того, после удаления фильтра фильтрующее устройство и продолговатый полый корпус могут быть очищены через указанное по меньшей мере одно отверстие. Крышка может быть глухим фланцем. В вертикально ориентированных циклонном сепараторе и фильтрующем устройстве по меньшей мере одно отверстие может быть верхним отверстием. Четырехсторонний соединитель может иметь больше одного отверстия.

По аспекту изобретения циклонная сепараторная конструкция содержит циклонный сепаратор для отделения твердых частей от отходящих газов и фильтрующее устройство для дальнейшей (последующей) фильтрации отходящих газов. Циклонный сепаратор и фильтрующее устройство могут быть соединены друг с другом и могут быть выровнены по оси. Это может улучшить очищаемость циклонной сепараторной конструкции, поскольку выравнивание по оси позволяет совместно очищать щеткой продолговатый корпус фильтра и продолговатый полый корпус циклонного сепаратора предпочтительно через одно отверстие и/или и/или предпочтительно за один этап. Циклонный сепаратор и фильтрующее устройство могут быть расположены, по существу, вертикально, когда они установлены в системе очистке, такой как перчаточный бокс для отходящих газов.

Циклонный сепаратор может иметь продолговатый полый корпус с продольной осью, первым концом, вторым концом с противоположной стороны от первого конца и окружной стенкой. Первый конец может иметь первое отверстие, а второй конец может иметь второе отверстие. Во время использования, т.е. когда он установлен в системе очистки, такой как перчаточный бокс для отходящих газов, продолговатый полый корпус циклонного сепаратора может быть ориентирован вертикально. В этом случае первый конец может быть верхним концом, а второй конец может быть нижним концом. Циклонный сепаратор также может иметь первый боковой вход для газа для подачи отходящих газов внутрь продолговатого полого корпуса. Первый боковой вход для газа может быть расположен в окружной стенке продолговатого полого корпуса предпочтительно вблизи первого конца. Циклонный сепаратор также может иметь выход для газа для выпуска отходящих газов и добавочного газа. Продолговатый полый корпус выполнен с возможностью соединения или соединен с контейнером для сбора твердых частей, отделенных от отходящих газов. Фильтрующее устройство может быть соединено с выходом для газа циклонного сепаратора. Фильтрующее устройство может содержать продолговатый корпус фильтра и фильтр, расположенный внутри корпуса фильтра. Продолговатый корпус фильтра и продолговатый полый корпус циклонного сепаратора могут быть выровнены по оси.

Кроме того, контейнер может быть выровнен по оси с продолговатым корпусом фильтра и продолговатым полым корпусом циклонного сепаратора. Это осевое выравнивание также может улучшить очищаемость циклонной сепараторной конструкции, поскольку оно обеспечивает сбор твердых элементов, отделяемых от отходящих газов с помощью циклонного сепаратора и фильтрующего устройства, в один общий контейнер.

Предпочтительно, выход для газа может быть выровнен по оси с контейнером, продолговатым корпусом фильтра и продолговатым полым корпусом циклонного сепаратора. Выход для газа может быть расположен на первом конце (верхнем конце), а контейнер может быть расположен на втором конце (нижем конце).

Циклонная сепараторная конструкция, точнее, циклонный сепаратор, может содержать второй боковой вход для газа для подачи добавочного/разбавляющего/продувочного газа внутрь продолговатого полого корпуса. Второй боковой вход для газа может быть расположен в окружной стенке продолговатого полого корпуса вблизи первого бокового входа для газа и на расстоянии от него.

Циклонная сепараторная конструкция может содержать другие особенности или комбинации особенностей, описанные выше.

Другой аспект относится к перчаточному боксу для отходящих газов, в частности, для печи спекания таблеток смешанных оксидов. Перчаточный бокс для отходящих газов содержит циклонный сепаратор вышеописанного типа, т.е. имеющий одну или более из вышеописанных особенностей, или перчаточный бокс для отходящих газов содержит циклонную сепараторную конструкцию вышеописанного типа, т.е. содержащую одну или более из вышеописанных особенностей.

Перчаточный бокс для отходящих газов выполнен с возможностью соединения или соединен с зоной предварительного нагрева блока печи спекания и с системой вентиляции отходящего газа конечного пользователя, причем перчаточный бокс для отходящих газов расположен между зоной предварительного спекания и системой вентиляции, так что отходящие газы из зоны предварительного спекания могут направляться через перчаточный бокс для отходящих газов, в котором отходящие газы отделяются, фильтруются и охлаждаются, в систему вентиляции.

Еще один аспект относится к способу отделения твердых частей от отходящих газов, в частности, используя циклонный сепаратор вышеописанного типа или циклонную сепараторную конструкцию вышеописанного типа. Способ включает в себя следующие этапы, на которых:

– подают отходящие газов в циклонный сепаратор через первый боковой вход для газа циклонного сепаратора;

– разбавляют отходящие газы внутри циклонного сепаратора посредством подачи добавочного газа в циклонный сепаратор через второй боковой вход для газа циклонного сепаратора, причем добавочный газ предпочтительно является азотом;

– охлаждают отходящие газы внутри циклонного сепаратора по меньшей мере на 100°C (разница температур ΔT) посредством разбавления отходящих газов добавочным газом. Таким образом, отходящие газы предпочтительно могут резко охлаждаться по меньшей мере на 100°C, например от T1 (исходная температура отходящих газов, поступающих в циклонный сепаратор), до T2 (температура отходящих газов, охлаждаемых добавочным газом), причем T2 = T1 – 100°C или менее.

Ясно, что когда отходящие газы подаются в циклонный сепаратор, в частности, в продолговатый полый корпус циклонного сепаратора, отходящие газы сталкиваются с внутренней поверхностью окружной стенки и направляются по ней, в результате чего твердые и/или жидкие части (частицы, макрочастицы) отделяются от отходящих газов за счет эффектов вращения и силы тяжести (срыв вихря). Эффекты и функции такого отделения известны из систем и способов циклонного отделения. В настоящем способе эффекты срыва вихря и исходные эффекты дополнительно усиливаются дополнительным поступлением добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса, в результате чего отходящий газ дополнительно ускоряется, и увеличивается общий поток газа. Таким, образом по меньшей мере 80% всех твердых частей отходящего газа могут быть отделены с помощью способа отделения, предпочтительно по меньшей мере 90%, более предпочтительно по меньшей мере 95%. Последующее отделение может быть обеспечено с помощью дополнительной последующей фильтрации с помощью одного или более фильтров, установленных ниже по технологическому потоку, таких как HEPA-фильтры.

Способ может содержать этап сбора отделенных твердых частей в контейнер.

Способ может содержать этап последующего охлаждения отходящих газов внутри циклонного сепаратора с помощью охлаждающей конструкции, причем охлаждающая конструкция предпочтительно имеет форму по меньшей мере одной трубы, проходящей спиралеобразно вдоль наружной поверхности окружной стенки продолговатого полого корпуса.

Еще один аспект относится к способу отделения твердых частей от отходящих газов, используя циклонный сепаратор вышеописанного типа или циклонную сепараторную конструкцию вышеописанного типа.

Еще один аспект относится к перчаточному боксу для отходящих газов, в частности для печи спекания таблеток смешанных оксидов, причем указанный перчаточный бокс для отходящих газов имеет усовершенствованную общую конструкцию применительно к техническому обслуживанию перчаточного бокса для отходящих газов и компонентов.

Перчаточный бокс для отходящих газов содержит корпус, имеющий конструкцию оболочкового типа, предпочтительно содержащую нержавеющую сталь. Конструкция оболочкового типа может иметь толщину стенки, по меньшей мере, 6 мм. Корпус, точнее конструкция оболочкового типа, может содержать множество окон, которые предпочтительно выполнены из поликарбоната или любого другого пригодного материала. Корпус, например, может иметь одно или более окон на боковых сторонах перчаточного бокса для отходящих газов, причем каждое окно имеет, по существу, прямоугольную форму. Например, с каждой из двух противоположных сторон могут быть выполнены четыре окна, причем эти стороны могут быть стороной, которая обращена к блоку печи в смонтированном положении в установке, и стороной, которая обращена в сторону от блока печи. На других сторонах корпуса могут иметься одно или более других окон.

Перчаточный бокс для отходящих газов может иметь конструкцию с по меньшей мере двумя, предпочтительно с тремя различными уровнями, причем указанные уровни расположены на разных высотах от опорной поверхности перчаточного бокса для отходящих газов относительно друг друга. Такая конструкция перчаточного бокса для отходящих газов обеспечивает улучшенный доступ к перчаточному боксу для отходящих газов для улучшения очищаемости и повышения удобства обслуживания перчаточного бокса для отходящих газов и его компонентов.

Перчаточный бокс для отходящих газов может иметь уровень очистки, на котором пользователь может очищать перчаточный бокс для отходящих газов.

Перчаточный бокс для отходящих газов, точнее, корпус, может содержать множество мест сопряжения между наружной и внутренней сторонами перчаточного бокса для отходящих газов, причем перчаточный бокс для отходящих газов может очищаться вручную через эти места сопряжения, например, посредством замены контейнеров, в которых были собраны отделенные частицы из отходящего газа, и/или очистки труб щетками. Каждое из множества мест сопряжения может иметь, по существу, круглую форму. Каждое из множества мест сопряжения может быть расположено в одном из окон, причем окно может содержать больше одного места сопряжения. Каждое из мест сопряжения может быть проемом, образующим отверстие для перчатки и/или мешка. Каждая сторона корпуса, например, может содержать больше 10, предпочтительно больше 14, более предпочтительно больше 18, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мест сопряжения. В зависимости от соответствующего применения могут иметься другие количества мест сопряжения. Другие места сопряжения могут иметься на боковых сторонах корпуса, которые не являются сторонами, обращенными к блоку печи или от него. Отверстия для мешков могут иметь диаметры больше диаметров отверстий для перчаток. Например, отверстие для мешков может иметь диаметр 300 мм.

Перчаточный бокс для отходящих газов, точнее корпус, в частности, боковая сторона корпуса, обращенная к блоку печи, также может иметь проем для отходящих газов для поступления отходящих газов из зоны предварительного спекания в перчаточный бокс для отходящих газов.

Перчаточный бокс для отходящих газов может содержать уровень технического обслуживания, на котором перчаточный бокс для отходящих газов может обслуживаться специалистами по техническому обслуживанию. Точнее, уровень технического обслуживания может быть платформой, расположенной над корпусом или образованной его верхней поверхностью. Уровень технического обслуживания может содержать открытые и, таким образом, доступные компоненты, которые могут обслуживаться, заменяться и т.д. Такие компоненты могут быть источником подачи газообразного азота для циклонного сепаратора, оборудованием для выпуска азота, наружными HEPA-фильтрами, подкосами и другим оборудованием. Указанные компоненты могут быть расположены наверху перчаточного бокса для отходящих газов. Уровень технического обслуживания может быть расположен на большем расстоянии от опорной поверхности, чем уровень очистки. Уровень технического обслуживания может содержать платформу для технического обслуживания, которая расположена на расстоянии больше 2000 мм, предпочтительно больше 2250 мм, более предпочтительно больше 2500 мм, еще более предпочтительно приблизительно 2580 мм от опорной поверхности. Максимальная высота перчаточного бокса для отходящих газов, т.е. его подкосов и оборудования, открытого на уровне технического обслуживания, может составлять приблизительно 4000 мм. Уровень очистки может быть расположен на расстоянии от опорной поверхности. Уровень очистки может содержать платформу для очистки, которая расположена на расстоянии больше 1200 мм, предпочтительно больше 1450 мм, более предпочтительно больше 1600 мм, еще более предпочтительно приблизительно 1617 мм от опорной поверхности.

Пользователь/специалисты по техническому обслуживанию могут иметь доступ к уровню очистки с опорной поверхности посредством первого набора ступеней, соединяющего опорную поверхность с уровнем очистки. Пользователь/специалисты по техническому обслуживанию могут иметь доступ к уровню технического обслуживания с помощью второго набора ступеней, соединяющего уровень очистки с уровнем технического обслуживания. Один или оба набора ступеней могут быть выдвижными.

Перчаточный бокс для отходящих газов может содержать уровень опорной поверхности, предпочтительно содержащий множество ножек, которые поддерживают корпус перчаточного бокса для отходящих газов на опорной поверхности. Перчаточный бокс для отходящих газов может содержать шесть ножек, каждая из которых может быть регулируемой.

Верхняя поверхность корпуса может иметь одно или более окон, каждое из которых оснащено источником света над окном для освещения внутреннего пространства перчаточного бокса для отходящих газов.

Перчаточный бокс для отходящих газов, в частности, верхняя поверхность корпуса, может содержать множество мест сопряжения линии охлаждения для соединения линий охлаждения перчаточного бокса для отходящих газов с соответствующими контурами охлаждения устройств распределения охлаждающей жидкости.

Еще один аспект относится к перчаточному боксу для отходящих газов, в частности, печи спекания таблеток смешанных оксидов, причем перчаточный бокс для отходящих газов имеет усовершенствованную общую конструкцию применительно к очищаемости перчаточного бокса для отходящих газов и его компонентов, в частности, труб.

Перчаточный бокс для отходящих газов содержит множество трубных соединений, которые образованы в виде четырехсторонних соединителей. Каждый четырехсторонний соединитель может содержать по меньшей мере одно отверстие, которое не соединено с блоками или конструкциями путей прохождения линий обработки, расположенными выше или ниже по технологическому потоку. По меньшей мере одно отверстие может быть закрыто крышкой, например глухим фланцем, с возможностью ее удаления. Четырехсторонний соединитель может иметь больше одного такого отверстия. Во время использования, т.е. в смонтированном состоянии перчаточного бокса для отходящих газов, каждый из четырехсторонних соединителей может быть ориентирован так, что два из четырех отверстий четырехстороннего соединителя лежат в горизонтальной плоскости, в то время как два других из четырех отверстий четырехстороннего соединителя лежат в вертикальной плоскости. Все линии/трубы, соединенные с отверстиями каждого четырехстороннего соединителя предпочтительно могут быть выровнены с соответствующим отверстием. Это обеспечивает более легкую очистку контуров линий обработки перчаточного бокса для отходящих газов через отверстия, которые не соединены с блоками или конструкциями путей прохождения линий обработки, расположенными выше или ниже по технологическому потоку. По меньшей мере одного отверстие какого-либо из четырехсторонних соединителей может быть соединено с контейнером для сбора твердых остатков, отделенных от отходящих газов.

Еще один аспект относится к перчаточному боксу для отходящих газов, в частности, для печи спекания таблеток смешанных оксидов, причем перчаточный бокс для отходящих газов имеет усовершенствованную общую конструкцию компактного размера.

Перчаточный бокс для отходящих газов содержит дублирующие пути прохождения линий обработки, в частности, два дублирующих пути прохождения линий обработки. Таким образом, один путь прохождения линии обработки может обслуживаться и/или очищаться, в то время как другой путь прохождения линии обработки может использоваться для охлаждения, отделения и фильтрации отходящего газа. Таким образом, может быть обеспечена непрерывная эксплуатация печи спекания. Дублирующие пути прохождения линий обработки могут быть выполнены симметрично относительно друг друга.

Перчаточный бокс для отходящих газов может содержать по меньшей мере один блок охлаждения с множеством линий охлаждения (охлаждающих труб) для охлаждения отходящих газов, которые направляются через перчаточный бокс для отходящих газов. Каждый путь прохождения линии обработки может содержать по меньшей мере один блок охлаждения.

Каждый блок охлаждения может содержать шесть линий охлаждения. Линии охлаждения могут быть расположены гексагонально, т.е. в гексагональной раме, на виде в (горизонтальном) поперечном разрезе линий охлаждения/конструкции линий охлаждения. Это уменьшает площадь основания перчаточного бокса для отходящих газов и, таким образом, имеет преимущество в отношении необходимого установочного пространства в установке для спекания смешанных оксидов.

Линии охлаждения могут быть соединены последовательно. Линии охлаждения могут быть соединены друг с другом по извилистой схеме, так что отходящие газы направляются по извилистой траектории по линиям охлаждения. Одна из линий охлаждения может содержать вход для отходящих газов в блок охлаждения для поступления отходящих газов в блок охлаждения. Еще одна из линий охлаждения может содержать выход для отходящих газов из блока охлаждения для выпуска отходящих газов из блока охлаждения. Некоторые из линий охлаждения, предпочтительно четыре линии охлаждения, в частности, линии охлаждения, которые не содержат вход для отходящих газов в блок охлаждения или выход для отходящих газов из блока охлаждения, могут быть, соответственно, присоединены на первом конце (например, верхнем конце) с помощью первой дугообразной трубы к примыкающей линии охлаждения и на втором конце (например, нижнем конце) с помощью второй дугообразной трубы к другой примыкающей линии охлаждения. Дугообразные трубы могут быть дугами 180°.

Другими словами, каждая линия охлаждения (охлаждающая труба) может содержать отверстие для очистки на верхней стороне линии (трубы) и контейнер (бак для сбора) на нижней стороне линии (трубы), причем по меньшей мере некоторые из контейнеров относятся к двум примыкающим трубам, c которыми используется этот контейнер. В отличие от перчаточных боксов для отходящих газов по существующему уровню техники, в которых с целью очистки необходимо заменять нижние участки труб, в настоящем изобретении можно заменять только контейнеры для очистки устройства охлаждения, т.е. для удаления отделенных частиц.

Каждая дугообразная труба на верхних концах примыкающих линий может иметь отверстия для технического обслуживания в целях выполнения технического обслуживания. Отверстие для технического обслуживания может быть расположено в центре, т.е. на сáмом верхнем участке дугообразной трубы. Отверстие для технического обслуживания может быть закрыто с возможностью удаления глухим фланцем или другой съемной крышкой.

Каждая дугообразная труба на нижних концах смежных линий может быть оснащена устройством для сбора, например, баком для сбора твердых остатков. Устройство для сбора может быть съемным. Устройство для сбора может быть расположено в центре дуги и, таким, образом, может собирать остатки из обеих линий. Устройство для сбора может быть заменено во время технического обслуживания.

Каждая линия охлаждения может быть оснащена устройством охлаждения в форме по меньшей мере одной трубы или множества связанных друг с другом труб, проходящих спиралеобразно вдоль наружной поверхности линии охлаждения для охлаждения отходящих газов внутри линии охлаждения. Устройство охлаждения может быть соединено с внешним контуром охлаждения.

Перчаточный бокс для отходящих газов может содержать конструкцию подачи отходящих газов для подачи отходящих газов из зоны предварительного спекания/блока печи в перчаточный бокс для отходящих газов, клапаны выбора пути прохождения линии обработки отходящих газов для выбора пути прохождения линии обработки, по которому направляются отходящие газы, множество охлаждаемых водой фильтров, теплообменники и/или системы HEPA-фильтров.

Для отделения и охлаждения отходящих газов каждый из путей прохождения линий обработки может содержать циклонный сепаратор, по меньшей мере одно фильтрующее устройство, по меньшей мере один блок охлаждения с множеством линий охлаждения для охлаждения отходящих газов, которые направляются через перчаточный бокс для отходящих газов, HEPA-фильтры внутри корпуса и/или HEPA-фильтры снаружи корпуса.

Соединение между перчаточным боксом для отходящих газов и зоной предварительного спекания блока печи, т.е. конструкция для подачи отходящих газов, может содержать компенсатор для обеспечения компенсации теплового расширения. Соединение между перчаточным боксом для отходящих газов и зоной предварительного спекания блока печи, т.е. конструкция для подачи отходящих газов, может быть закрыта защитной крышкой, предпочтительно выполненной из перфорированной нержавеющей стали, для защиты оператора от контакта с горячей трубой подачи отходящих газов.

Несмотря на то, что некоторые особенности, функции, варианты осуществления, технические эффекты и/или преимущества были описаны применительно к циклонному сепаратору, циклонной сепараторной конструкции, перчаточному боксу для отходящих газов и/или способу отделения твердых частей от отходящих газов, следует понимать, что эти особенности, функции, варианты осуществления, технические эффекты и преимущества также могут применяться по отдельности или в комбинации соответственно к циклонному сепаратору, циклонной сепараторной конструкции, перчаточному боксу для отходящих газов и/или способу отделения твердых частей от отходящих газов. Кроме того, несмотря на то, что некоторые особенности, функции, варианты выполнения, технические эффекты и/или преимущества были описаны применительно к конкретным аспектам циклонного сепаратора, циклонной сепараторной конструкции, перчаточного бокса для отходящих газов и/или способа отделения твердых частей от отходящих газов, следует понимать, что эти особенности, функции, варианты выполнения, технические эффекты и преимущества также могут применяться по отдельности или в комбинации соответственно к другим аспектам циклонного сепаратора, циклонной сепараторной конструкции, перчаточного бокса для отходящих газов и/или способа отделения твердых частей от отходящих газов, описанным выше.

Краткое описание чертежей

Для того чтобы лучше понять варианты осуществления изобретения и показать, как они могут быть внедрены на практике, только в качестве примера дается ссылка на чертежи, на которых сходные номера позиций обозначают соответствующие элементы или участки.

На фиг. 1 схематично показан циклонный сепаратор;

на фиг. 2 – циклонная сепараторная конструкция, содержащая циклонный сепаратор на фиг. 1;

на фиг. 3 – перчаточный бокс для отходящих газов;

на фиг. 4 – пути прохождения линий обработки внутри перчаточного бокса для отходящих газов на фиг. 3;

на фиг. 5 – линии охлаждения одного пути прохождения линии обработки на фиг. 4.

Варианты осуществления изобретения

Далее приведено подробное описание ряда примеров вариантов осуществления изобретения со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показан циклонный сепаратор для отделения твердых частей, макрочастиц или веществ от отходящих газов. Циклонный сепаратор 10, в частности, может быть установлен в перчаточном боксе отходящих газов или другой системе очистки (не показано на фиг. 1).

Циклонный сепаратор 10 содержит продолговатый полый корпус 12, который имеет продольную ось, первый конец 14 (верхний конец), второй конец 16 (нижний конец) и окружную стенку 18, проходящую между первым концом 14 и вторым концом 16. Продолговатый полый корпус 12 имеет форму конуса, сужающегося от первого конца 14 ко второму концу 16. На фиг. 1 циклонный сепаратор 10 показан в положении использования, т.е. в установленном состоянии циклонного сепаратора 10. В этом состоянии циклонный сепаратор 10, точнее продольная ось продолговатого полого корпуса 12, ориентирована в вертикальном направлении.

Охлаждающая конструкция 20 в форме множества соединенных друг с другом труб проходит спиралеобразно вокруг продолговатого полого корпуса 12 вдоль продольной оси циклонного сепаратора. Охлаждающая конструкция 20 выполнена с возможностью соединения с контуром охлаждения (не показан) для распределения охлаждающей воды с целью охлаждения отходящих газов внутри продолговатого полого корпуса 12. Охлаждающая конструкция 20 соединена прихваточными сварными швами с продолговатым полым корпусом 12.

Циклонный сепаратор 10 также содержит первый боковой вход 22 для газа для подачи отходящего газа, аргоно-водородной смеси в варианте осуществления, внутрь продолговатого полого корпуса 12. Первый боковой вход для газа расположен в окружной стенке 18 продолговатого полого корпуса 12 в области рядом с первым концом 14 продолговатого полого корпуса 12. Первый боковой вход 22 для газа обеспечивает поступление отходящих газов по касательной внутрь продолговатого полого корпуса 12, так что отходящие газы сталкиваются с внутренней поверхностью окружной стенки 18 и направляются по ней, в результате чего твердые части (частицы, макрочастицы, вещества) отделяются от отходящих газов за счет эффектов вращения и силы тяжести (срыв вихря).

Для поступления отходящих газов в продолговатый полый корпус 12 первый боковой вход 22 для газа выполнен с возможностью функционального соединения через фланец 24 с зоной предварительного спекания блока печи для спекания смешанных оксидов, в частности с линией отходящих газов зоны предварительного спекания блока печи для спекания смешанных оксидов. Первый боковой вход 22 для газа также содержит первый трубчатый соединитель 26, который проходит перпендикулярно продольной оси продолговатого полого корпуса 12, т.е. ориентирован горизонтально в показанном варианте осуществления. Первый трубчатый соединитель 26 соединяет фланец 24 с окружной стенкой 18.

Циклонный сепаратор 10 также содержит второй боковой вход 28 для газа для подачи добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса 12. В настоящем варианте осуществления добавочный (или разбавляющий или продувочный) газ является азотом. Второй боковой вход 28 для газа расположен в окружной стенке 18 продолговатого полого корпуса 12 вблизи, но на расстоянии от первого бокового входа 22 для газа. Таким образом, второй боковой вход 28 для газа также расположен в окружной стенке 18 продолговатого полого корпуса 12 в области рядом с первым концом 14 продолговатого полого корпуса 12.

Второй боковой вход 28 для газа обеспечивает поступление азота по касательной внутрь продолговатого полого корпуса 12, что дополнительно ускоряет отходящие газы и увеличивает общее течение газа. Это улучшает эффекты срыва вихря и, таким образом, улучшает отделение твердых частей от отходящих газов. Кроме того, поступление добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса 12 помимо отходящих газов смешивает отходящие газы и добавочный газ и, таким образом, охлаждает горячие отходящие газы, которые резко охлаждаются, по меньшей мере, на ΔT = 100°C. Кроме того, смешивание отходящих газов и добавочного газа снижает концентрацию водорода в отходящих газах до половины исходной концентрации водорода в отходящих газах, поступающих в циклонный сепаратор 10.

Для поступления добавочного газа в продолговатый полый корпус 12 второй боковой вход 28 для газа функционально соединен с помощью соединителя 30 с системой подачи добавочного газа, точнее, с линией подачи азота системы подачи азота. Второй боковой вход 28 для газа также содержит второй трубчатый соединительный участок 32, который проходит перпендикулярно продольной оси продолговатого полого корпуса 12, т.е. ориентирован горизонтально в показанном варианте осуществления. Второй трубчатый соединительный участок 32 соединяет соединитель 30 с окружной стенкой 18.

Циклонный сепаратор 10 также содержит выход 34 для газа для выпуска смеси отходящих газов и добавочного газа, которая предварительно была очищена от твердых и жидких частей в циклонном сепараторе 10, т.е. без отделенного количества твердых частей. Как можно видеть на фиг. 1, выход 34 для газа расположен на первом конце 14 продолговатого полого корпуса 12, причем первый конец 14 имеет отверстие, частично закрытое крышкой 36, имеющей проем, образующий выход 34 для газа. Выход 34 для газа выполнен с возможностью соединения с расположенным ниже по технологическому потоку фильтрующим устройством (см. фиг. 2) с помощью соединительного участка 36. Соединительный участок 36 образован в качестве компенсатора для компенсации тепловых расширений.

На втором конце 16 продолговатый полый корпус 12 соединен со съемным контейнером (см. фиг. 2) для сбора твердых элементов, отделенных от отходящих газов.

На фиг. 2 показана циклонная сепараторная конструкция 40 для перчаточного бокса отходящих газов или другой системы очистки (не показано на фиг. 2). Циклонная сепараторная конструкция содержит циклонный сепаратор на фиг. 1. Для улучшения общего представления большинство номеров позиций элементов циклонного сепаратора 10, показанного на фиг. 1, были опущены на фиг. 2.

В варианте осуществления на фиг. 2 нижний второй конец 16 продолговатого полого корпуса 12 циклонного сепаратора 10 соединен со съемный контейнером 38 для сбора твердых частей, отделенных от отходящих газов. Контейнер 38 выполнен в виде бака для сбора. Бак для сбора может быть удален для опорожнения, очистки и/или замены сборной бака для сбора.

Циклонная сепараторная конструкция 40 содержит фильтрующе устройство 50, которое соединено с верхним первым концом 14 продолговатого полого корпуса 12 циклонного сепаратора 10. Более точно, нижний конец 52 фильтрующего устройства 50 соединен с выходом 34 для газа циклонного сепаратора 10. Таким образом, фильтрующее устройство 50 расположено ниже циклонного сепаратора 10 по технологическому потоку, исходя из траектории потока отходящих газов из зоны предварительного спекания в систему вентиляции конечного потребителя. Фильтрующее устройство 50 предназначено для последующей фильтрации отходящих газов по окончании отделения с помощью циклонного сепаратора.

Фильтрующе устройство 50 содержит продолговатый корпус 54 фильтра, и внутри корпуса 54 фильтра расположен фильтр (не показан). Корпус 54 фильтра и помещенный в него фильтр ориентированы вертикально. Продолговатый корпус 54 фильтра, фильтр, продолговатый полый корпус 12 циклонного сепаратора 10 и контейнер 38 выровнены по оси. Благодаря такому выравниванию твердые части и загрязнения, отделяемые фильтрующим устройством 50 и циклонным сепаратором 10, могут совместно собираться в контейнер 38.

Продолговатый корпус 54 фильтра содержит охлаждающую конструкцию 56 для фильтра в форме множества соединенных друг с другом труб. Охлаждающее устройство 56 для фильтра проходит спиралеобразно вокруг продолговатого корпуса 54 фильтра вдоль продольной оси фильтрующего устройства 50. Охлаждающая конструкция 56 соединен с контуром охлаждения (не показан) для распределения охлаждающей воды с целью охлаждения отходящих газов внутри продолговатого корпуса 54 фильтра. Охлаждающая конструкция 56 соединена прихваточными сварными швами с продолговатым корпусом 54 фильтра.

Фильтрующее устройство 50 имеет верхний конец 58 с противоположной стороны от нижнего конца 52 фильтрующего устройства 50, и этот верхний конец 58 образован в виде четырехстороннего соединителя 60. Верхний участок 62 четырехстороннего соединителя 60 имеет отверстие, закрытое съемным глухим фланцем 64. Нижний участок 66 четырехстороннего соединителя 60 соединен с продолговатым корпусом 54 фильтра. Левый участок 68 четырехстороннего соединителя 60 имеет отверстие, закрытое другим съемным глухим фланцем 71. Правый участок 70 четырехстороннего соединителя 60 соединен с соединительной трубой 72 для соединения фильтрующего устройства 50 с другими системами, расположенными ниже по технологическому потоку. Отверстие верхнего участка 62 четырехстороннего соединителя 60 выровнено по оси с фильтром и корпусом 54 фильтра, так что фильтр может быть удален из корпуса 54 фильтра через соответствующее отверстие, когда глухой фланец 64 удален. Кроме того, после удаления фильтра фильтрующее устройство 50 может быть очищено через отверстие. Отверстие верхнего участка 62 четырехстороннего соединителя 60 (и корпуса 54 фильтра) также выровнено по оси с продолговатым полым корпусом 12 циклонного сепаратора, выходом 34 для газа и контейнером 38. Таким образом, эти компоненты могут быть очищены за один этап вместе с отверстием верхнего участка 62, когда глухой фланец 64 удален. Кроме того, твердые частицы отходящих газов, отделяющиеся в циклонном сепараторе 10 и фильтруемые в фильтрующем устройстве 50, могут быть собраны вместе в контейнер 38. Глухой фланец 71 может быть удален для упрощения чистки (например, с помощью щетки) примыкающих горизонтальных труб (левого участка 68, правого участка 70 и соединительной трубы 72).

Как показано на фиг. 2, соединительная труба 80 между клапаном (не показан) для переключения между контурами линий обработки и циклонным сепаратором 10 оснащена манометром 82, который защищен фильтром. Соединительная труба 72 оснащена термопарой 74 и другим манометром 76, который защищен фильтром.

На фиг. 3 показан перчаточный бокс 100 для отходящих газов, который может быть смонтирован в установке для спекания смешанных оксидов между зоной предварительного спекания блока печи для спекания и системой вентиляции конечного потребителя (обе не показаны). Перчаточный бокс 100 для отходящих газов содержит два дублирующих пути прохождения линий обработки внутри перчаточного бокса для отходящих газов. Каждый прохождения линий обработки содержит циклонную сепараторную конструкцию 40 на фиг. 2.

Как можно видеть на фиг. 3, перчаточный бокс 100 для отходящих газов состоит из трех различных уровней, имеющих разные высоты, если смотреть от опорной поверхности, на которой стоит перчаточный бокс для отходящих газов. Самый нижний уровень является уровнем 102 опорной поверхности. Самый верхний уровень является уровнем 106 технического обслуживания. Средний уровень между уровнем 102 опорной поверхности и уровнем 106 технического облуживания является уровнем 104 очистки. Конструкция с различными уровнями улучшает очищаемость и повышает удобство обслуживания перчаточного бокса 100 для отходящих газов.

На фиг. 4 показаны два дублирующих пути прохождения линий обработки для направления отходящих газов внутри перчаточного бокса для отходящих газов на фиг. 3. Каждый путь прохождения линии обработки содержит циклонную сепараторную конструкцию 40 на фиг. 2 и по меньшей мере один блок 110 охлаждения с множеством линий охлаждения (охлаждающих труб) 112 для охлаждения отходящих газов, направляемых через перчаточный бокс для отходящих газов. В показанном варианте осуществления каждый блок 110 охлаждения содержит шесть линий 112 охлаждения, которые расположены гексагонально. Гексагональное расположение линий 112 охлаждения показано в увеличенном детальном виде на фиг. 5. Гексагональное расположение линий 112 охлаждения позволяет уменьшить площадь основания бокса 100 для отходящих газов и, таким образом, имеет преимущество в отношении необходимого установочного пространства для бокса для отходящих газов в установке для спекания смешанных оксидов.

Список ссылочных обозначений

10 – циклонный сепаратор

12 – продолговатый полый корпус

14 – первый конец

16 – второй конец

18 – окружная стенка

20 – охлаждающая конструкция

22 – первый боковой вход для газа

24 – фланец

26 – первый трубчатый соединитель

28 – второй боковой вход для газа

30 – соединитель

32 – второй трубчатый соединительный участок

34 – выход для газа

36 – крышка

38 – контейнер

40 – циклонная сепараторная конструкция

50 – фильтрующее устройство

52 – нижний конец

54 – продолговатый корпус фильтра

56 – охлаждающая конструкция фильтра

58 – верхний конец

60 – четырехсторонний соединитель

62 – верхний участок

64 – глухой фланец

66 – нижний участок

68 – левый участок

70 – правый участок

71 – глухой фланец

72 – соединительная труба

74 – термопара

76 – манометр

80 – соединительная труба

82 – манометр

100 – перчаточный бокс для отходящих газов

102 – уровень опорной поверхности

104 – уровень очистки

106 – уровень технического обслуживания

110 – блок охлаждения

112 – линии охлаждения

Группа изобретений относится к циклонной сепараторной конструкции для перчаточного бокса для отходящих газов, перчаточному боксу для отходящих газов для печи спекания таблеток смешанных оксидов, а также к способу отделения твердых и/или жидких частей от отходящих газов. Циклонная сепараторная конструкция содержит: циклонный сепаратор с продолговатым полым корпусом, первым концом, вторым концом и окружной стенкой; первый боковой вход для газа для подачи отходящих газов внутрь продолговатого полого корпуса; второй боковой вход для газа для подачи добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса; выход для газа для выпуска отходящих газов и добавочного газа; фильтрующее устройство, соединенное с выходом для газа; контейнер, соединенный с продолговатым полым корпусом, для сбора частей, отделенных от отходящих газов. Продолговатый корпус фильтра, продолговатый полый корпус и контейнер выровнены по оси. Группа изобретений обеспечивает улучшение очистки и охлаждения отходящих газов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Циклонная сепараторная конструкция (40) для перчаточного бокса (100) для отходящих газов, содержащая:

продолговатый полый корпус (12), имеющий продольную ось, первый конец (14), второй конец (16) и окружную стенку (18);

первый боковой вход (22) для газа для подачи отходящих газов внутрь продолговатого полого корпуса (12), причем первый боковой вход (22) для газа расположен в окружной стенке (18) продолговатого полого корпуса (12);

второй боковой вход (28) для газа для подачи добавочного газа внутрь продолговатого полого корпуса (12), причем второй боковой вход (28) для газа расположен в окружной стенке (18) продолговатого полого корпуса (12) на расстоянии от первого бокового входа (22) для газа;

и

выход (34) для газа для выпуска отходящих газов и добавочного газа;

причем циклонная сепараторная конструкция (40) также содержит:

фильтрующее устройство (50), соединенное с выходом (34) для газа циклонного сепаратора (10), при этом фильтрующее устройство (50) содержит продолговатый корпус (54) фильтра и фильтр, помещенный внутри корпуса (54) фильтра; и

контейнер (38), соединенный с продолговатым полым корпусом (12), для сбора твердых и/или жидких частей, отделенных от отходящих газов,

причем продолговатый корпус (54) фильтра, продолговатый полый корпус (12) циклонного сепаратора (10) и контейнер (38) выровнены по оси.

2. Циклонная сепараторная конструкция (40) по п. 1, в которой первый боковой вход (22) для газа расположен на участке окружной стенки (18) вблизи первого конца (14) и/или в которой второй боковой вход (28) для газа расположен на участке окружной стенки (18) вблизи первого конца (14).

3. Циклонная сепараторная конструкция (40) по п. 1 или 2, в которой первый боковой вход (22) для газа содержит первый трубчатый соединитель (26), который проходит поперек продольной оси продолговатого полого корпуса (12), и/или в которой второй боковой вход (28) для газа содержит второй трубчатый соединитель (32), который проходит поперек, предпочтительно перпендикулярно, продольной оси продолговатого полого корпуса (12).

4. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 1–3, в которой выход (34) для газа расположен на первом конце (14) продолговатого полого корпуса (12).

5. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 1–4, в которой контейнер (38) для сбора отделенных твердых и/или жидких частей выполнен с возможностью соединения или соединен со вторым концом (16) продолговатого полого корпуса (12), предпочтительно с помощью соединительного фланца контейнера.

6. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 1–5, в которой контейнер (38) для сбора отделенных твердых и/или жидких частей является баком для сбора и/или в которой контейнер (38) для сбора отделенных твердых и/или жидких частей выполнен с возможностью разъемного соединения или разъемно соединен с продолговатым полым корпусом (12).

7. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 1–6, также содержащая охлаждающую конструкцию (20), выполненную с возможностью соединения с контуром охлаждения для охлаждения отходящих газов внутри продолговатого полого корпуса (12), причем охлаждающая конструкция (20) предпочтительно имеет форму по меньшей мере одной трубы, проходящей спиралеобразно по наружной поверхности окружной стенки (18) продолговатого полого корпуса (12).

8. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 1–7, в которой минимальная площадь поперечного сечения первого бокового входа (22) для газа больше минимальной площади поперечного сечения второго бокового входа (28) для газа, причем, в частности, отношение минимальной площади поперечного сечения первого бокового входа (22) для газа к минимальной площади поперечного сечения второго бокового входа (28) для газа составляет по меньшей мере 10:1, предпочтительно по меньшей мере 20:1, более предпочтительно по меньшей мере 30:1, еще более предпочтительно по меньшей мере 40:1, в частности 44:1.

9. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 1–8, в которой продолговатый корпус (54) фильтра имеет первый конец (58) корпуса фильтра и противоположный второй конец (52) корпуса фильтра, причем второй конец (52) корпуса фильтра имеет отверстие, которое соединено с выходом (34) для газа циклонного сепаратора (10).

10. Циклонная сепараторная конструкция (40) по п. 9, в которой фильтрующее устройство (50) прикреплено к циклонному сепаратору (10), точнее, второй конец (52) корпуса фильтра прикреплен к первому концу (14) продолговатого полого корпуса (12) циклонного сепаратора (10) с помощью соединительного фланца фильтра.

11. Циклонная сепараторная конструкция (40) по п. 9 или 10, в которой фильтрующее устройство (50) прикреплено к циклонному сепаратору (10) так, что отверстие второго конца (52) корпуса фильтра выровнено и/или соединено с выходом (34) для газа.

12. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 9–11, в которой первый конец (58) корпуса фильтра выполнен в виде четырехстороннего соединителя (60), причем четырехсторонний соединитель (60) предпочтительно содержит по меньшей мере одно отверстие, по меньшей мере одно отверстие выровнено по оси с фильтром и корпусом (54) фильтра и закрыто крышкой (64) с возможностью ее удаления, предпочтительно глухим фланцем, так, что фильтр выполнен с возможностью быть удаленным из корпуса (54) фильтра через указанное по меньшей мере одно отверстие.

13. Циклонная сепараторная конструкция (40) по любому из пп. 1–12, в которой выход (34) для газа соединен с фильтрующим устройством (50) с помощью соединительного участка (36), причем соединительный участок (36) предпочтительно выполнен в виде компенсатора для компенсации тепловых расширений.

14. Перчаточный бокс (100) для отходящих газов для печи спекания таблеток смешанных оксидов, причем перчаточный бокс для отходящих газов содержит циклонную сепараторную конструкцию (40) по любому из пп. 1–13.

15. Способ отделения твердых и/или жидких частей от отходящих газов, в частности, используя циклонную сепараторную конструкцию (40) по любому из пп. 10–13, причем способ включает в себя следующие этапы, на которых:

– подают отходящие газы в циклонный сепаратор (10) через первый боковой вход (22) для газа циклонного сепаратора (10);

– разбавляют отходящие газы внутри циклонного сепаратора (10) посредством подачи добавочного газа в циклонный сепаратор (10) через второй боковой вход (28) для газа циклонного сепаратора (10), причем добавочный газ предпочтительно является азотом;

– охлаждают отходящие газы внутри циклонного сепаратора (10) по меньшей мере на 100°C.