Устройство для удаления слабофиксированных твердых отложений

Полезная модель относится к области ядерной энергетики, в частности к техническим средствам по удалению радиоактивных отложений из оборудования и систем контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) и может быть использована при очистке КМПЦ и других систем атомных станций. Задачей, решаемой предложенной полезной моделью является повышение производительности и полноты удаления слабофиксированных радиоактивных отложений. Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в устройстве для удаления слабофиксированных твердых отложений, включающем корпус, узлы ввода рабочей и откачиваемой среды, диффузор, сопло, обращенное в сторону диффузора, камеру смешения, предложено, сопло выполнить коническим, расходящимся, у которого диаметры входного и выходного отверстия связаны соотношением 1:6÷8, причем входное отверстие имеет цилиндрический участок, длина которого соотносится с диаметром входного отверстия как 1:1÷1,5. Испытания устройства показали его надежность, эффективность и безотказность в работе. Важной характеристикой устройства явилась его способность к самоочистке (дезактивации) во время работы, что снижает уровень ионизирующего воздействия на персонал. В сочетании с малогабаритным аппаратом высокого давления устройство позволило создать мобильную установку, по комплексной дезактивации оборудования от различных видов радиоактивных отложений.

Полезная модель относится к области ядерной энергетики, в частности к техническим средствам по удалению радиоактивных отложений из оборудования и систем контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) и может быть использована при очистке КМПЦ и других систем атомных станций.

После опорожнения систем КМПЦ для проведения ремонтных работ, одной из проблем является улучшение радиационной (дозовой) обстановки на рабочих местах, а именно, удаление из застойных зон, из отглушенных патрубков и с горизонтальных поверхностей тяжелого влажного шлама, который представляет собой высокоактивную смесь двуокиси циркония и кремниевой кислоты. Необходимость решения данной задачи возникла в связи с тем, что обычной практикой снижения дозовых нагрузок является многократное перемещение шлама с рабочего места в другую часть контурного оборудования, например, из барабан-сепараторов отложения с помощью струйных устройств высокого давления смываются в опускные трубопроводы, из них в коллектор и т. д. Кардинально решить проблему возможно лишь при условии выведения радиоактивных отложений из оборудования.

Известны устройства для откачки и перемещения дисперсных систем: центробежные насосы, вакуумирующие установки, пылесосы [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников "Дезактивация в ядерной энергетике", М. Энергоиздат, 1982]. Эти устройства по своей

конструкции, назначению, специфике обслуживания или габаритам мало пригодны для вывода шлама из оборудования атомной станции (АС).

Ближайшим аналогом заявляемого устройства является водоструйный насос [Е.З.Рабинович "Гидравлика", М. Недра, 1974] использующий кинетическую энергию движущейся среды. Струйный насос состоит из корпуса, штуцеров подвода рабочей среды и откачиваемой жидкости (дисперсной среды), сопла, камеры смешения и диффузора. Струйный насос прост в изготовлении и обслуживании, не имеет движущихся механических частей, не подвержен кавитации, способен откачивать жидкость из оборудования досуха и, что очень важно - мало загрязняется радиоактивными отложениями.

Недостатком ближайшего аналога являются его невысокая производительность по откачиваемой жидкости (˜10÷12 л/мин), большие расходы рабочей среды по отношению к откачиваемой (1:0,5). Данная конструкция не обеспечивает создания высокого вакуума (˜35÷40%) мало эффективна для отсоса тяжелого шлама.

Задачей, решаемой предложенной полезной моделью является повышение производительности и полноты удаления слабофиксированных радиоактивных отложений.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что в устройстве для удаления слабофиксированных твердых отложений, включающем корпус, узлы ввода рабочей и откачиваемой среды, диффузор, сопло, обращенное в сторону диффузора, камеру смешения, предложено, сопло выполнить коническим, расходящимся, у которого диаметры входного и выходного отверстия связаны соотношением 1:6÷8, причем входное отверстие имеет цилиндрический участок, длина которого соотносится с диаметром входного отверстия как 1:1÷1,5.

Наличие в сопле 6 входного отверстия с соотношением диаметра входного отверстия к его длине 1;1÷1,5 позволяет: во первых - уменьшить расход рабочей среды, во вторых - создать высокоскоростную диспергированную струю отдельных капель с сильно развитой поверхностью. Выполнение сопла в виде расходящегося конуса с соотношением диаметров входа и выхода 1:6÷8, формирует струю таким образом, что она заполняет все сечение камеры смешения. Кроме того, известно, что при истечении жидкости из конически расходящейся насадки в ней образуются зоны пониженного давления (вакуум). Таким образом, вакуум в корпусе устройства создается за счет: скоростного протекания струи, поглощения воздуха сильно развитой поверхностью жидкости, эффекта вакуумирования в конической насадке. Достигнутый вакуум составляет менее. 20 мм.рт.ст., что и позволяет с большей производительностью отсасывать гидросмесь. Существующее устройство, использующее только динамическую энергию струи, имеет Р_остат.>300 мм.рт.ст. и следовательно имеет более низкую производительностью отсасывания гидросмеси.

Заявленное устройство представлено на фиг.1 - общий вид в сечении. Устройство состоит из корпуса 1 со штуцером 2 подвода рабочей среды и патрубком 3 для откачки гидросмеси соединенным с очищенной поверхностью гибким элементом (на фиг.1 не показан). С корпусом 1 соединена камера смешения 4, оканчивающаяся диффузором 5, В корпус 1 со стороны штуцера 2 вставляется съемное сопло 6, выполненное в виде расходящегося конуса в сторону диффузора 5. Соотношение диаметров входного и выходного отверстий сопла 6 составляет 1:6÷8. Входное отверстие сопла б имеет цилиндрический участок с соотношением диаметра к длине 1:1÷1,5. Сопло 6 фиксируется прижимной гайкой 7.

Устройство работает следующим образом. Рабочая среда-вода от аппарата высокого давления через штуцер 2 и сопло 6 подается в корпус 1 устройства. При прохождении струи внутри корпуса 1 создается область пониженного давления. Это вызывает засасывание гидросмеси через патрубок 3. Отсасываемая гидросмесь попадает во внутрь корпуса 1, смешивается с рабочей средой в камере смешения 4 и выводится через диффузор 5 в штатную систему удаления радиоактивных отходов.

Испытания устройства показали его надежность, эффективность и безотказность в работе. Важной характеристикой устройства явилась его способность к самоочистке (дезактивации) во время работы, что снижает уровень ионизирующего воздействия на персонал. В сочетании с малогабаритным аппаратом высокого давления устройство позволило создать мобильную установку по комплексной дезактивации оборудования от различных видов радиоактивных отложений.

Устройство для удаления слабофиксированных твердых отложений, включающее корпус, узлы ввода рабочей и откачиваемой среды, диффузор, сопло, обращенное в сторону диффузора, камеру смешения, отличающееся тем, что сопло выполнено коническим, расходящимся, у которого диаметры входного и выходного отверстия связаны соотношением 1:6÷8, причем входное отверстие имеет цилиндрический участок, длина которого соотносится с диаметром входного отверстия как 1:1÷1,5.