RU2687434C1 - Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции - Google Patents
Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2687434C1 RU2687434C1 RU2018124838A RU2018124838A RU2687434C1 RU 2687434 C1 RU2687434 C1 RU 2687434C1 RU 2018124838 A RU2018124838 A RU 2018124838A RU 2018124838 A RU2018124838 A RU 2018124838A RU 2687434 C1 RU2687434 C1 RU 2687434C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- turbine
- active filter
- active
- possibility
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 30
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 32
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
- B01D29/31—Self-supporting filtering elements
- B01D29/33—Self-supporting filtering elements arranged for inward flow filtration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/44—Edge filtering elements, i.e. using contiguous impervious surfaces
- B01D29/48—Edge filtering elements, i.e. using contiguous impervious surfaces of spirally or helically wound bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/50—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition
- B01D29/52—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in parallel connection
- B01D29/54—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with multiple filtering elements, characterised by their mutual disposition in parallel connection arranged concentrically or coaxially
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter
- B01D29/66—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps
- B01D29/68—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps with backwash arms, shoes or nozzles
- B01D29/682—Regenerating the filter material in the filter by flushing, e.g. counter-current air-bumps with backwash arms, shoes or nozzles with a rotary movement with respect to the filtering element
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/307—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
- B01D2201/04—Supports for the filtering elements
- B01D2201/043—Filter tubes connected to plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
- B01D2201/08—Regeneration of the filter
- B01D2201/081—Regeneration of the filter using nozzles or suction devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
- B01D2201/58—Power supply means for regenerating the filter
- B01D2201/583—Power supply means for regenerating the filter using the kinetic energy of the fluid circulating in the filtering device
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции (АЭС) относится к области атомной энергетики, а именно к обеспечению безопасности работы АЭС при аварии за счет бесперебойной подачи охлаждающей жидкости в активную зону ядерного реактора. Активный фильтр содержит корпус с крышкой, основанием и боковыми поверхностями, выполненными в виде фильтрующих элементов, трубы с каналами, закрепленные одним концом у центральной вертикальной оси фильтра и выполненные с возможностью подачи очищенной жидкости из центральной части фильтра на фильтрующие элементы из другого конца трубы через каналы. Корпус фильтра выполнен из двух частей, верхней и нижней. Каждая часть снабжена по меньшей мере одним фильтрующим элементом. Между верхней и нижней частью установлена турбина, выполненная с возможностью вращения при прохождении через нее потока жидкости. Турбина соединена валом с трубами, которые выполнены с возможностью забора очищенной жидкости из корпуса фильтра при вращении турбины. Технический результат: повышение безопасности АЭС в аварийных режимах. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к обеспечению безопасности работы атомной электростанции (АЭС) в аварийном режиме за счет бесперебойной подачи охлаждающей жидкости в активную зону реакторной установки.
Предшествующий уровень техники
Одной из наиболее опасных аварий при эксплуатации АЭС является разрыв трубопровода первого контура.
В результате этой аварии происходит двустороннее истечение теплоносителя в защитную оболочку. Этот процесс сопровождается значительным выбросом массы и энергии в защитную оболочку в виде перегретой паровоздушной смеси. Это приводит к обезвоживанию реактора, из-за чего активная зона разогревается за счет тепла остаточных тепловыделений. Одновременно происходит рост давления и температуры под защитной оболочкой.
В результате выброса массы и энергии происходит разрушение оборудования, антикоррозионных покрытий в защитной оболочке и насыщение теплоносителя мусором (дебрисом).
Для защиты реактора от перегрева и расплавления активной зоны предназначена система аварийного охлаждения зоны, включающая в себя пассивную и активную части. Снижение давления и отвод тепла из защитной оболочки осуществляется спринклерной системой.
Для функционирования активных систем безопасности используются запасы борного раствора из баков, расположенных в защитной оболочке. Раствор из баков поступает в систему аварийного охлаждения зоны, далее в реактор и затем из разрыва трубопровода возвращается в баки защитной оболочки.
При этом раствор содержит значительное количество дебриса, который может привести к выходу элементов контура систем безопасности и прекращения охлаждения активной зоны.
Для предотвращения этого события заборные отверстия для подачи раствора из баков в системы безопасности должны быть снабжены фильтрами.
При протекании через фильтрующий элемент растворов с большим количеством посторонних примесей и дебриса возможно засорение фильтрующих элементов, что приводит к недостаточной подаче жидкости в активную зону. Для борьбы с этим явлением использовались различные технические решения.
Известны самоочищающиеся фильтры (US 2006/0219645 А1, опубл. 05 октября 2006, «Self-cleaning strainer» и US 5688402, выдан 18.11.1997, «Self-cleaning strainer»), в которых фильтр расположен в баке с жидкостью, на на входном отверстии самоочищающегося фильтра установлена сетка, задерживающая посторонние примеси, корпус фильтра имеет переменное сечение: сужающееся от входа к выходу, в узкой части корпуса фильтра установлена турбина с лопатками, вращаемая потоком жидкости, создаваемым насосом, установленным на выходе фильтра, фильтр снабжен валом, проходящим по оси фильтра от турбины к сетке, и соединяющим турбину со щетками (в источнике US 2006/0219645 - дополнительно с импеллером, создающим центробежный поток жидкости, очищающий поверхность сетки), установленной с внешней стороны сетки с возможностью вращения вокруг оси вала.
При работе таких фильтров турбина вращает щетки которые обеспечивают очистку поверхности сетки с внешней ее стороны, что препятствует снижению потока охлаждающей жидкости и тем самым повышает безопасность АЭС в аварийном режиме. Недостатком таких решений, однако, является недостаточная эффективность очистки фильтрующей сетки, связанная с тем, что внешняя щетка при очистке в значительной степени вдавливает частицы посторонних примесей в отверстия сетки, что приводит к их застреванию в отверстиях и забиванию их этими частицами. Применение импеллера вместо одной из щеток позволяет в некоторой степени исправить этот недостаток, однако, не в достаточной мере. Кроме того, применение турбины, через который постоянно идет поток жидкости, столь же постоянно замедляет поток жидкости, отнимая часть его энергии даже в том случае, если посторонних примесей на сетку не поступает или они поступают в незначительном количестве. Это замедляет поток жидкости через фильтр, что негативным образом сказывается на безопасности АЭС.
Известен также самоочищающийся фильтр (US 5815544, выдан 29.09.1998, «Self-cleaning strainer»), в котором фильтрующими элементами являются также и боковые поверхности цилиндрического корпуса фильтра, а в дополнение к щеткам внешние фильтрующие поверхности очищаются потоком жидкости из специально установленных свнешней стороны корпуса трубок с соплами, трубки присоединены к насосу, нагнетающему в них давления жидкости, уже прошедшей очистку в фильтре. Такой фильтр позволяет проводить более качественную очистку, однако, его недостатком по-прежнему остается недостаточная эффективность очистки фильтрующих поверхностей, связанная с применением щеток, вдавливающих частицы примесей в отверстия фильтрующих элементов и размазывающих их по поверхности, поток жидкости, очищающий фильтрующие поверхности, направлен снаружи фильтра и в основном по касательной, что также снижает эффективность очистки, а также зависимость процесса очистки от внешнего насоса, что снижает надежность работы фильтра.
Известно также устройство для забора воды из бассейнов и водоемов (RU 2473736. опубл. 27.01.2013), включающее перфорированную цилиндрическую трубу, обтекаемый оголовок, очистное устройство в виде двух щеток, соединенных с турбиной, причем одна из щеток установлена снаружи перфорированной трубы, а другая - внутри с возможностью перекатывания по ней, снабженное мусорозащитным устройством в виде куполообразного корпуса с отбойными вертикальными пластинами, радиально установленными по образующей его поверхности от вершины с уменьшающей высотой, при этом турбина выполнена винтолопастной, установлена в дополнительном цилиндрическом патрубке с возможностью вращения относительно своей оси и прикреплена к куполообразному корпусу с возможностью вращения вертикально оси отводящего трубопровода.
Недостатком такого устройства также является недостаточная эффективность очистки фильтрующей поверхности, связанная с тем, что очистное устройство, выполненное в виде щеток, недостаточно очищает дебрис с внешней стороны Перфорированной трубы, вдавливает его в отверстия сетчатого цилиндра, что приводит к их забиванию. Кроме того, применение турбины, через который постоянно идет поток жидкости, столь же постоянно замедляет поток жидкости, отнимая часть его энергии даже в том случае, если посторонних примесей на сетку не поступает или они поступают в незначительном количестве.
Ближайшим аналогом настоящего изобретения является вращающийся самоочищающийся фильтр, одновременно вращаемый и очищаемый сопловой структурой (US 5108592, опубл. 28.04.1992), содержащий основную цилиндрическую трубу; имеющую впускное и выпускное отверстия в расположенных на расстояний друг от друга участках вдоль ее длины, причем указанное выпускное отверстие служит для сообщения трубы с насосом, а указанное впускное отверстие служит для сообщения трубы сжидкостью, цилиндрический экран для фильтрации жидкости от мусора, средство для крепления экрана, выполненное с возможностью коаксиального вращения экрана вокруг указанной основной трубы таким образом, чтобы поддерживать экран в наружном положении по отношению к основной трубе и по отношению к указанному впускному отверстию для того, чтобы жидкость, поступающая во впускное отверстие, была отфильтрована экраном, подводящую трубу, проходящую коаксиально внутри основной трубы и выступающую за ее конец, при этом в боковой стенке основной трубы выполнены одно или более отверстий, через проходят одна или более труб, снабженных на внешних концах соплами, служащими как для очистки, так и для вращения экрана жидкостью, которая подается через подводящую трубу.
Недостатком вращающегося самоочищающегося фильтра является недостаточная эффективность очистки фильтрующей поверхности, связанная с потерей энергии потока, расходуемой на вращение экрана фильтра, а также необходимость использования внешнего насоса для создания постоянного потока жидкости для очистки экрана и вращения фильтра, что снижает безопасность использования фильтра при применении в атомной энергетике.
Задачей настоящего изобретения является создание активного фильтра бака-приямка АЭС, позволяющего повысить ее безопасность в аварийных режимах.,
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение безопасности АЭС в аварийных режимах за счет повышения эффективности очистки фильтра бака-приямка, а также за счет использования энергии потока жидкости протекающей через фильтр для включения механизма очистки, используемого только при загрязнении фильтрующих поверхностей.
Технический результат достигается тем, что в известном активном фильтре, содержащем корпус с крышкой, основанием и боковыми поверхностями, выполненными в виде фильтрующих элементов, трубы с каналами, закрепленные одним концом у центральной вертикальной оси фильтра и выполненные с возможностью подачи очищенной жидкости из центральной части фильтра на фильтрующие элементы из другого конца трубы через каналы, корпус фильтра выполнен из двух частей, верхней и нижней, каждая часть снабжена, по меньшей мере, одним фильтрующим элементом, между верхней и нижней частью установлена турбина, выполненная с возможностью вращения при прохождении через нее потока жидкости, турбина соединена валом с трубами, которые выполнены с возможностью забора очищенной жидкости из корпуса фильтра при вращении турбины.
Предпочтительно выполнить боковые поверхности в форме цилиндра.
Рационально снабдить концы труб, подающие очищенную жидкость на фильтрующие элементы, форсунками, выполненными с возможностью подачи очищенной жидкости в широком диапазоне углов.
Рекомендуется выполнить фильтрующие элементы в виде обрамления и размещенной в нем секторной щелевой решетки, составленной из горизонтальных и вертикальных проволок треугольного сечения.
Предпочтительно снабдить трубы отверстиями для забора жидкости при вращении турбины.
Рационально выполнить основание в виде фланца с возможностью крепления к основанию бака-приямка.
Краткое описание фигур чертежей
На фиг. 1 показан общий вид активного фильтра бака-приямка АЭС сбоку и в разрезах А-А, В-В, D-D, и в выносном фрагменте С.
На фиг. 2 показан общий вид фильтрующего элемента и его деталей.
На фиг. 3 показано устройство трубы очистителя активного фильтра.
На фиг. 4 схематично изображено взаимодействие струй из форсунки очистителя и поверхности фильтрующего элемента.
На фиг. 5 показан активный фильтр бака-приямка АЭС в нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии в жидкости посторонних примесей.
На фиг.6 показан активный фильтр бака-приямка АЭС при образовании слоя дебриса на нижних фильтрующих элементах в аварийном режиме, вызывающем протекание жидкости через верхний фильтрующий элемент.
На фиг. 7 показан активный фильтр бака-приямка АЭС в режиме очистки от посторонних примесей и дебриса.
Активный фильтр бака-приямка АЭС в предпочтительном варианте содержит корпус с крышкой 15, нижним фланцем 1 и вертикальными стойками 2, к которым прикреплены нижний фильтрующий элемент 3 и верхний фильтрующий элемент 14, расположенные соответственно в нижней и верхней частях корпуса. Фланец 1 предназначен для установки и соединения активного фильтра с основанием бака-приямка. С фланцем 1 соединены вертикальные стойки 2. Между стойками 2 установлены нижниефильтрующие элементы 3 и верхние фильтрующие элементы 14, изготовленные в виде секторной щелевой решетки, соединенной с обрамлением 16 фильтрующего элемента и составленной из горизонтальных проволок 17 и вертикальных проволок 18, выполненных из проволочных элементов треугольного сечения. Цилиндрическая поверхность активного фильтра образована из четырех секторов фильтрующих элементов 3, 14.
Камера 4 турбины установлена между верхней и нижней частью активного фильтра таким образом, чтобы весь поток жидкости, попадающей в верхнюю часть активного фильтра, проходил через нее. Камера турбины 4 состоит из корпуса камеры, стоек вала 5, вала 6, подшипника 7, втулки турбины 8 и лопастей турбины 9. В камере 4 турбины осуществляется преобразование поступательного потока жидкости во вращательное движение втулки 8 и лопастей 9 турбины.
С втулкой турбины 8 связан вал нижнего очистителя 10 и вал верхнего очистителя 11. К валам очистителей крепятся трубы 12 очистителей. Трубы 12 очистителя выполнены в виде профильной трубы. На конце трубы, удаленном от центральной оси активного фильтра, установлена форсунка 13, которая обеспечивает распределение выходных струй в пределах зоны обслуживания очистителя, С противоположной стороны трубы очистителя предусмотрено отверстие 19 для забора жидкости, выполненное в виде сквозного выреза, при вращении очистителя в направлении 21 (фиг. 3) обеспечивающего поступление потока жидкости 20 внутрь трубы очистителя 12 и далее к отверстия 22 форсунки 13, которые могут быть выполнены с возможностью распыления очищенной жидкости в широком диапазоне углов в направлении фильтрующих элементов 3, 14 и в общем направлении, противоположном потоку 23 фильтруемой жидкости (фиг. 4).
Таким образом, конструкция активного фильтра предусматривает самоочистку фильтрующих поверхностей обратным потоком очищенной жидкости, выходящим из форсунок 13. При этом в качестве источника энергии для создания обратного потока используется поток жидкости через активный фильтр, что повышает безопасность работы АЭС в аварийных режимах, так как не требует применения внешних источников энергии, например, насосов, работа которых в аварийных режимах не гарантирована. Кроме того, расход энергии потока жидкости на работу турбины и очистку фильтрующих элементов 3, 14 происходит только при засорении нижних фильтрующих элементов 3, что снижает общие потери энергии потока жидкости через активный фильтр и повышает тем самым безопасность АЭС в аварийных режимах.
В предпочтительном варианте активный фильтр может быть установлен на дне бака-приямка и герметично прикреплен с помощью фланца 1 к основанию, установленному над вертикальным водозаборным каналом, отводящим жидкость из бака-приямка в активную зону реактора, таким образом, чтобы дебрис и примеси, отброшенные от активного фильтра в процессе его очистки, оседали на дне бака-приямка и в дальнейшем не попадали ни на фильтрующие элементы 3, 14, ни в систему охлаждения активной зоны реактора.
Осуществление изобретения
В режиме нормальной эксплуатации АЭС в ней не происходит утечек теплоносителя, поэтому поток жидкости через активный фильтр не проходит.
При аварии, вызвавшей потерю жидкого теплоносителя в активной зоне АЭС, этот теплоноситель начинает накапливаться в баке-приямке и при достижении уровня нижних фильтрующих элементов 3 активного фильтра поступает через них систему водозабора и, в дальнейшем, с помощью насосов, - обратно в активную зону. При этом первоначально засорения нижних фильтрующих элементов 3 посторонними примесями и дебрисом не происходит, поэтому практически весь поток жидкости проходит через нижние фильтрующие элементы 3, минуя лопасти 9 турбины, вследствие чего расход через турбину отсутствует (фиг. 5). При этом очистители не вращаются и очистка поверхности фильтрующих элементов (3, 14) не производится, что позволяет исключить расход энергии потока жидкости на вращение турбины 9.
В дальнейшем при поступлении жидкости с посторонними примесями и дебриса происходит засорение нижних фильтрующих элементов 3 слоем дебриса, как показано на фиг.6, в направлении снизу вверх. Этот процесс определяется распределением расхода жидкости по поверхности фильтрующих элементов 3, в котором примерно 80% общего объема жидкости поступает через нижние 20% площади нижних фильтрующих элементов 3. Этот процесс продолжается до полного покрытия поверхности нижних фильтрующих элементов 3 слоем дебриса.
В течение этого процесса потери давления на нижних фильтрующих элементах 3 остаются практически постоянными и определяются потерями на фильтрующих поверхностях нижних фильтрующих элементов 3. Образующийся слой дебриса имеет малую толщину и рыхлую структуру.
При полном покрытии нижних фильтрующих элементов 3 слоем дебриса, основной поток жидкости начинает поступать через верхние фильтрующие элементы 14 и соответственно через камеру 4 турбины. Турбина начинает вращаться и приводит во вращение трубы 12 очистителей, что приводит к поступлению жидкости в отверстие длязабора жидкости 19 (фиг. 3). Далее поступившая жидкость разгоняется под действием центробежной силы и с избыточным давлением выбрасывается в отверстия форсунки 13. Расстояние от форсунки 13 до поверхности фильтрующею элемента 3, 14 может быть выбрано таким, чтобы струи из форсунки 13 очищали все пространство между соседними очистителями (фиг. 4).
Таким образом, создается локальный поток, направленный наружу активного фильтра через его фильтрующие элементы 3, 14. Слой дебриса разрушается, а его частицы отбрасываются на дно бака-приямка; Очистка фильтрующих элементов 3, 14 при поступлении жидкости через верхние фильтрующие элементы 14 показана на фиг. 7.
За время нахождения дебриса на фильтрующих элементах 3, 14 происходит коагуляция его составляющих, поэтому разрушенные струями частицы дебриса имеют значительный размер и большую плотность. Это приводит к их осаждению с большей скоростью и фрагменты разрушения либо снова достигают фильтрующих поверхностей 3, 14, но гораздо ниже, либо оседают на дно бака-приямка.
После очистки нижних фильтрующих элементов 3 жидкость снова поступает в нижнюю часть активного фильтра, вследствие чего обороты турбины падают.
В дальнейшем цикл фильтрование-очистка периодически повторяется. Расположение турбины между верхней и нижней частями активного фильтра позволяет обеспечивать очистку периодически после засорения нижнего фильтрующего устройства 3. В результате снижаются потери на вращение турбины в ситуации, когда очистка фильтрующих устройств 3, 14 не требуется, кроме того, снижается нагрузка на подшипники вала 6, что позволяет продлить ресурс его работы. Как было сказано выше, оба этих фактора непосредственно влияют на безопасность АЭС в аварийном режиме.
В предпочтительном варианте в качестве опоры вала 6 может быть использован графитовый подшипник скольжения. Графитовые подшипники имеют следующие преимущества: работают в жидкой среде; имеют низкий коэффициент трения; устойчивы воздействию агрессивных сред; применяются при температурах до 500°С. При этом, поскольку конструкция активного фильтра предусматривает вращение вала 6 только при наличии дебриса в растворе, т.е. только в момент аварии. Таким образом, ресурс работы подшипника ограничен периодом максимум 30 суток.
Полное сканирование фильтрующих поверхностей форсунками 13 осуществляется за один оборот вала очистителя 10, 11. При этом единовременно одновременно очищается менее 0.5% общей площади фильтрующих элементов 3, 14.
Промышленная применимость
Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции позволяет повысить ее безопасность в аварийных режимах и может быть применен на атомных электростанциях различных типов.
Claims (6)
1. Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции, содержащий корпус с крышкой, основанием и боковыми поверхностями, выполненными в виде фильтрующих элементов, трубы с каналами, закрепленные одним концом у центральной вертикальной оси фильтра и выполненные с возможностью подачи очищенной жидкости из центральной части фильтра на фильтрующие элементы из другого конца трубы через каналы, отличающийся тем, что корпус фильтра выполнен из двух частей, верхней и нижней, каждая часть снабжена, по меньшей мере, одним фильтрующим элементом, между верхней и нижней частью установлена турбина, выполненная с возможностью вращения при прохождении через нее потока жидкости, турбина соединена валом с трубами, которые выполнены с возможностью забора очищенной жидкости из корпуса фильтра при вращении турбины.
2. Активный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что боковые поверхности имеют цилиндрическую форму.
3. Активный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что концы труб, подающие очищенную жидкость на фильтрующие элементы, снабжены форсунками, выполненными с возможностью подачи очищенной жидкости в широком диапазоне углов.
4. Активный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующие элементы выполнены в виде обрамления и размещенной в нем секторной щелевой решетки, составленной из горизонтальных и вертикальных проволок треугольного сечения.
5. Активный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что трубы снабжены отверстиями для забора жидкости при вращении турбины.
6. Активный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что основание выполнено в виде фланца с возможностью крепления к основанию бака-приямка.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/RU2017/001007 WO2019132702A1 (ru) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2687434C1 true RU2687434C1 (ru) | 2019-05-13 |
Family
ID=66578948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018124838A RU2687434C1 (ru) | 2017-12-29 | 2017-12-29 | Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210151211A1 (ru) |
EP (1) | EP3733257A4 (ru) |
JP (1) | JP6996037B2 (ru) |
KR (1) | KR102419868B1 (ru) |
CN (1) | CN111032181B (ru) |
CA (1) | CA3068570C (ru) |
EA (1) | EA038937B1 (ru) |
RU (1) | RU2687434C1 (ru) |
UA (1) | UA124560C2 (ru) |
WO (1) | WO2019132702A1 (ru) |
ZA (1) | ZA202000718B (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761441C1 (ru) * | 2020-12-30 | 2021-12-08 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы аварийного охлаждения активной зоны |
WO2023128811A1 (ru) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Бак фильтрации и сбора мусора |
RU219299U1 (ru) * | 2023-05-15 | 2023-07-11 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Бак-приямок аварийной системы охлаждения аэс |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BR112023001317A2 (pt) * | 2020-08-03 | 2023-02-14 | Netafim Ltd | Arranjo de filtro |
CN112892034B (zh) * | 2021-01-18 | 2022-11-01 | 陕西平野形益智能科技有限公司 | 一种自带清洁***的多级过滤器 |
CN117563320B (zh) * | 2024-01-17 | 2024-03-26 | 山西兴新安全生产技术服务有限公司 | 一种油水杂质分离处理设备 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1424178A1 (ru) * | 1985-07-10 | 1990-09-15 | Всесоюзный Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского | Фильтр |
US5108592A (en) * | 1990-04-09 | 1992-04-28 | Perfection Sprinkler Co. | Rotary self-cleaning strainer simultaneously cleaned and rotated by nozzle structure |
RU59999U1 (ru) * | 2006-08-25 | 2007-01-10 | Андрей Владимирович Перков | Самоочищающийся фильтр |
WO2012073247A1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | Amiad Water Systems Ltd. | Self cleaning filter system |
US9211489B2 (en) * | 2010-03-08 | 2015-12-15 | Gea Westfalia Separator Group Gmbh | Self-cleaning filter module |
EA025156B1 (ru) * | 2011-06-01 | 2016-11-30 | Транско Продактс Инк. | Всасывающий фильтр большой емкости для системы аварийного охлаждения реактора в ядерной энергоустановке |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL7111032A (en) * | 1971-08-11 | 1973-02-13 | Filter - for removal of foreign matter from river or seawater - before industrial use | |
FR2521446B1 (fr) * | 1982-02-15 | 1987-06-05 | Beaudrey & Cie | Filtre a crepine fixe en particulier pour eaux industrielles |
DE3808343A1 (de) * | 1988-03-12 | 1989-09-21 | Kernforschungsz Karlsruhe | Filtereinsatz fuer kesselfiltergehaeuse |
CN2068858U (zh) * | 1989-12-06 | 1991-01-09 | 杭州塑料厂 | 自清式旋流过滤器 |
CN2080562U (zh) * | 1990-01-15 | 1991-07-10 | 吴伯南 | 透平油净化装置 |
JPH04297898A (ja) * | 1991-03-27 | 1992-10-21 | Toshiba Corp | 高温ガス炉用制御素子回収装置 |
US5688402A (en) | 1995-12-15 | 1997-11-18 | General Electric Company | Self-cleaning strainer |
US5815544A (en) | 1997-02-20 | 1998-09-29 | Lefter; Jan D. | Self-cleaning strainer |
US5835549A (en) * | 1997-03-06 | 1998-11-10 | Combustion Engineering, Inc. | BWR emergency core cooling system strainer |
GB0306022D0 (en) * | 2003-03-17 | 2003-04-23 | Hosford James P | Filter assembly |
JP2007501943A (ja) | 2003-05-15 | 2007-02-01 | コンティニューム ダイナミックス,インコーポレイテッド | 改良された自己洗浄式ストレーナ |
KR100519680B1 (ko) * | 2003-07-04 | 2005-10-11 | 지철권 | 역세척형 여과조를 갖는 수처리설비 |
US9672947B2 (en) * | 2004-11-15 | 2017-06-06 | Atomic Energy Of Canada Limited | Finned strainer |
US20070084782A1 (en) * | 2005-10-05 | 2007-04-19 | Enercon Services, Inc. | Filter medium for strainers used in nuclear reactor emergency core cooling systems |
CN101979121B (zh) * | 2010-09-16 | 2012-10-10 | 清华大学 | 一种自旋转清洁收集装置 |
KR101517985B1 (ko) * | 2012-11-06 | 2015-05-06 | 주식회사 시그너스파워 | 이물질 제거가 용이한 수처리 여과장치 |
CA2938030A1 (en) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | Dow Global Technologies Llc | Hydroclone with improved cleaning assembly |
JP5597314B1 (ja) * | 2014-03-12 | 2014-10-01 | ヤマテック株式会社 | 処理装置 |
KR101580978B1 (ko) * | 2014-03-21 | 2015-12-31 | 삼성중공업 주식회사 | 머드 재생용 고형물 제거장치 |
CN105056612A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-11-18 | 江苏神通阀门股份有限公司 | 一种地坑过滤器 |
CN205886373U (zh) * | 2016-07-29 | 2017-01-18 | 南昌绿捷日化有限公司 | 自清洁管道过滤器 |
-
2017
- 2017-12-29 WO PCT/RU2017/001007 patent/WO2019132702A1/ru active Application Filing
- 2017-12-29 US US16/627,735 patent/US20210151211A1/en not_active Abandoned
- 2017-12-29 CA CA3068570A patent/CA3068570C/en active Active
- 2017-12-29 EA EA201992606A patent/EA038937B1/ru unknown
- 2017-12-29 CN CN201780092623.8A patent/CN111032181B/zh active Active
- 2017-12-29 EP EP17936660.4A patent/EP3733257A4/en active Pending
- 2017-12-29 KR KR1020197038631A patent/KR102419868B1/ko active IP Right Grant
- 2017-12-29 UA UAA201912067A patent/UA124560C2/ru unknown
- 2017-12-29 JP JP2019572431A patent/JP6996037B2/ja active Active
- 2017-12-29 RU RU2018124838A patent/RU2687434C1/ru active
-
2020
- 2020-02-04 ZA ZA2020/00718A patent/ZA202000718B/en unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1424178A1 (ru) * | 1985-07-10 | 1990-09-15 | Всесоюзный Теплотехнический Научно-Исследовательский Институт Им.Ф.Э.Дзержинского | Фильтр |
US5108592A (en) * | 1990-04-09 | 1992-04-28 | Perfection Sprinkler Co. | Rotary self-cleaning strainer simultaneously cleaned and rotated by nozzle structure |
RU59999U1 (ru) * | 2006-08-25 | 2007-01-10 | Андрей Владимирович Перков | Самоочищающийся фильтр |
US9211489B2 (en) * | 2010-03-08 | 2015-12-15 | Gea Westfalia Separator Group Gmbh | Self-cleaning filter module |
WO2012073247A1 (en) * | 2010-12-02 | 2012-06-07 | Amiad Water Systems Ltd. | Self cleaning filter system |
EA025156B1 (ru) * | 2011-06-01 | 2016-11-30 | Транско Продактс Инк. | Всасывающий фильтр большой емкости для системы аварийного охлаждения реактора в ядерной энергоустановке |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2761441C1 (ru) * | 2020-12-30 | 2021-12-08 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Система фильтрации потока теплоносителя бака-приямка системы аварийного охлаждения активной зоны |
WO2023128811A1 (ru) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Бак фильтрации и сбора мусора |
RU219299U1 (ru) * | 2023-05-15 | 2023-07-11 | Акционерное Общество "Атомэнергопроект" | Бак-приямок аварийной системы охлаждения аэс |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6996037B2 (ja) | 2022-01-17 |
CN111032181A (zh) | 2020-04-17 |
EA201992606A1 (ru) | 2020-12-01 |
CN111032181B (zh) | 2021-12-03 |
US20210151211A1 (en) | 2021-05-20 |
WO2019132702A1 (ru) | 2019-07-04 |
JP2020531798A (ja) | 2020-11-05 |
UA124560C2 (ru) | 2021-10-05 |
KR102419868B1 (ko) | 2022-07-12 |
KR20200102916A (ko) | 2020-09-01 |
EP3733257A1 (en) | 2020-11-04 |
CA3068570C (en) | 2022-05-31 |
EP3733257A4 (en) | 2021-08-18 |
EA038937B1 (ru) | 2021-11-11 |
CA3068570A1 (en) | 2019-07-04 |
ZA202000718B (en) | 2021-04-28 |
BR112019028195A2 (pt) | 2020-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2687434C1 (ru) | Активный фильтр бака-приямка атомной электростанции | |
CN102407045B (zh) | 一种过滤器 | |
AU2017336616B2 (en) | Frame-type disc filter with bypass water control for preventing bypass water from being used in backwashing | |
RU2122885C1 (ru) | Фильтр грубой очистки для фильтрования воды в системе аварийного охлаждения атомной электростанции | |
US20070084782A1 (en) | Filter medium for strainers used in nuclear reactor emergency core cooling systems | |
CN209523884U (zh) | 一种带有自我清洁装置的新型水泵 | |
RU2720116C1 (ru) | Самоочищающаяся система очистки жидкости | |
CN202778092U (zh) | 自旋截砂器 | |
BR112019028195B1 (pt) | Filtro ativo de um tanque de uma central nuclear | |
RU2778712C1 (ru) | Бак для фильтрации и сбора мусора | |
CN219209206U (zh) | 一种防堵塞液压阀 | |
CN212974364U (zh) | 全自动反冲洗滤水器 | |
CN215462501U (zh) | 一种回转式精密过滤器 | |
CN213192806U (zh) | 一种防垢除垢水处理器 | |
CN219841845U (zh) | 一种用于冷却塔的除沙装置以及冷却塔结构 | |
CN211712769U (zh) | 一种自清洁滴灌*** | |
JP2010230681A (ja) | 流体吸込み装置および非常用炉心冷却装置 | |
CN205659446U (zh) | 一种连续砂过滤器 | |
WO2023128811A1 (ru) | Бак фильтрации и сбора мусора | |
JP2007218625A (ja) | 流体吸込み装置および非常用炉心冷却装置 | |
CN102886175A (zh) | 自旋截砂器 | |
CN111102845A (zh) | 一种基于水循环冷却的冶金装置 | |
RU1791693C (ru) | Система очистки теплообменников |