Установка концентрирования

Полезная модель относится к области атомной энергетики, и может быть использована для получения концентрированных растворов, в частности радиоактивных, образующихся во время эксплуатации атомных электростанций. Задача полезной модели - получение различной производительности установки, расширение ее функциональных возможностей, получение определенной концентрации раствора, а также повышение надежности работы установки. Поставленная задача решается тем, что в установке концентрирования, содержащей канал подвода высокого давления, блок получения концентрированного солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара и блок греющего пара с каналами подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара, блок получения концентрированного солевого раствора включает в себя определенное количество, например четыре прямоточных испарителя с камерами обогрева, причем испарители непосредственно связаны с блоком отделения концентрированного солевого раствора от пара и через блок распределения и клапан управления исходным солевым раствором с каналом подвода высокого давления, а камера обогрева подключена через каналы подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара с блоком греющего пара, при этом блок распределения и блок отделения концентрированного солевого раствора от пара непосредственно соединены с блоком промывки, камеры обогрева выполнены U-образной формы, внутри которых установлены испарительные трубки, причем каждая камера имеет патрубки, связанные с каналами подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара, а концы трубок соединены с блоком отделения концентрированного солевого раствора от пара и с блоком распределения исходного солевого раствора. 1 н.п. ф-лы, 1 зав. п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области атомной энергетики и может быть использована для концентрирования солевых растворов, в частности радиоактивных, образующихся во время эксплуатации атомных электростанций.

Известна установка концентрирования, содержащая канал подвода высокого давления, блок получения концентрированного солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара, блок греющего пара с каналами подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара. (см. патент Германии №3045628, МПК B01D 1/04, 1981).

В известной установке исходный солевой раствор подводится к шестеренному насосу, который под высоким давлением направляет его в блок концентрирования, выполненный в виде корпуса, внутри которого установлена испарительная трубка. Последняя с одной стороны связана с каналом подвода высокого давления от шестеренного насоса, а с другой - с блоком отделения концентрированного солевого раствора от пара. Корпус блока концентрирования связан с блоком греющего пара через каналы подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара. Из исходного солевого раствора, проходящего по испарительной трубке, под действием греющего пара выделяется пар, который вместе с раствором направляется в блок отделения концентрированного солевого раствора от пара. В этот блок входит сепаратор, лопасти которого отбрасывают раствор в одну сторону, а пар - в другую сторону. Раствор скапливается в нижней части сепаратора, а пар поднимается в верхнюю его часть, откуда он поступает в теплообменник для конденсации. Образовавшийся раствор получается более концентрированным по сравнению с исходным раствором. При помощи шнека концентрированный раствор удаляется из блока для дальнейшей его переработки.

В результате анализа работы известной установки необходимо отметить то, что, во-первых, она рассчитана на получения ограниченного количества продукта, которое зависит от пропускной способности испарительной трубки, во-вторых, с помощью известной установки получаем раствор неопределенной концентрации, в-третьих, в известной установке не предусмотрен блок промывки, который необходим для некоторых видов солевых растворов, в частности радиоактивных, в четвертых, использование шестеренного насоса усложняет конструкцию данной установки и снижает надежность ее работы.

Задачей настоящей полезной модели является повышение надежности устройства, получение в ней определенного количества концентрированного раствора и с заданной концентрацией, использование установки для различных видов солевых растворов, в том числе радиоактивных.

Поставленная задача обеспечивается тем, что в установке концентрирования, содержащей канал подвода высокого давления, блок получения концентрированного солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара, блок греющего пара с каналами подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара, блок получения концентрированного солевого раствора включает в себя определенное количество, например четыре, прямоточных испарителя с камерами обогрева, причем испарители непосредственно связаны с блоком отделения концентрированного солевого раствора от пара и через блок распределения и клапан управления исходным солевым раствором с каналом подвода высокого давления, а камеры обогрева подключены к каналам подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара, при этом блок распределения и блок отделения концентрированного солевого раствора от пара непосредственно соединены с блоком промывки, камеры обогрева прямоточных испарителей выполнены U-образной формы, внутри которых установлены испарительные трубки, причем каждая камера имеет патрубки, связанные с каналом подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара, а концы испарительных трубок соединены с блоком отделения концентрированного солевого раствора от пара и с блоком распределения.

При проведении патентных исследований не были обнаружены технические решения, идентичные заявленному, а, следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна».

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточны для практического осуществления полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, на котором представлена структурная схема установки концентрирования.

Установка концентрирования содержит канал 1 подвода высокого давления, блок 2 получения концентрированного солевого раствора, блок 3 отделения концентрированного солевого раствора от пара, блок 4 греющего пара с каналом 5 подвода греющего пара и каналом 6 отвода отработанного греющего пара, при этом блок 2 включает в себя определенное количество, например четыре, прямоточных испарителей 7 с камерами 8 обогрева, выполненными U-образной формы и имеющими внутри испарительные трубки 9, причем каждая камера имеет патрубки 10 и 11, связанные соответственно с каналом 5 и каналом 6, а концы

трубок 9 соединены с блоком 3 и блоком 12 распределения исходного солевого раствора, который вместе с блоком 3 непосредственно подключены к блоку 13 промывки. Канал 1 подвода высокого давления через клапан 14 управления исходного солевого раствора связан с блоком 12. К блоку 4 подведен канал 15 подвода греющего пара, а к блоку 13 - канал 16 подвода промывочного раствора.

Установка концентрирования работает следующим образом.

Исходный солевой раствор из системы промежуточного хранения этого раствора через монжус по каналу 1 подвода высокого давления и через открытый клапан 14 подводится к блоку 12 распределения, который равномерно распределяет исходный солевой раствор по прямоточным испарителям 7. В испарительных трубках 9 испарителей 7 под действием определенного давления исходный солевой раствор движется с определенной скоростью. При движении солевого раствора по трубке, последний нагревается за счет высокой температуры греющего пара, поступающего от блока 4. Данный блок обеспечивает скорости движения греющего пара по каналу 5 и отвода отработанного греющего пара по каналу 6. За счет температуры греющего пара из солевого раствора начинает выделяться пар, который увеличивает давление внутри трубок 9. Это способствует увеличению давления внутри трубок, что приводит к увеличению скорости перемещения солевого раствора в сторону блока 3.

В блок 3 входит циклон-сепаратор, в котором происходит отделение поступающей смеси из трубок 9 блока 2 на пар и концентрированный солевой раствор. Пар поднимается в верхнюю часть циклона-сепаратора, откуда он поступает в трубчатые теплообменники, имеющие каналы подвода охлаждающей воды, под действием которой пар конденсируется. В нижней части циклона-сепаратора происходит накапливание концентрированного солевого раствора, который затем удаляется через один из патрубков стола циклона-сепаратора в специальную емкость для дальнейшей его переработки.

После получения определенного количества концентрированного солевого раствора, поступление исходного солевого раствора в блок 12 прекращается. В работу подключают блок 13, с помощью которого осуществляют промывку и дезактивацию всех узлов, участвующих в получении этого раствора. Блок 13 обеспечивает поступление промывочного раствора непосредственно к блокам 3 и 12, при этом трубки 9 блока 2 промывают раствором, проходящим через узел 12. В конечном результате, промывочный раствор после промывки указанных выше блоков скапливается в нижней части циклона-сепараторе блока 3, имеющего второй патрубок, через который удаляется весь раствор, участвующий в промывке.

После завершения промывки установки, последняя готова к приему очередной порции

исходного солевого раствора, который поступает через канал 1 к клапану 14 управления исходным солевым раствором. При открытии этого клапана начинается очередной этап получения концентрированного солевого раствора.

Подключение клапана 14 через канал 1 к монжусу позволяет повысить надежность установки, так как не требуется вводить дополнительный узел, обеспечивающий получение высокого давления, а использовать сжатый воздух, имеющийся в комплексе, в котором работает данная система концентрирования. В этом случае сжатый воздух используется для работы данного монжуса, через который под давлением исходный солевой раствор подводится в канал 1 и далее к клапану 14 управления.

Таким образом, при работе предлагаемой установки концентрации возможно использовать определенное количество прямоточных испарителей, получить раствор требуемой концентрации, использовать в этой установке солевые растворы различного назначения и, кроме того, повысить надежность работы установки.

1. Установка концентрирования, содержащая канал подвода высокого давления, блок получения концентрированного солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара, блок греющего пара с каналами подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара, отличающаяся тем, что блок получения концентрированного солевого раствора включает в себя определенное количество, например четыре, прямоточных испарителей с камерами обогрева, причем испарители непосредственно связаны с блоком отделения концентрированного солевого раствора от пара и через блок распределения и клапан управления исходным солевым раствором с каналом подвода высокого давления, а камеры обогрева подключены через каналы подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара к блоку греющего пара, при этом блок распределения и блок отделения концентрированного солевого раствора от пара непосредственно соединены с блоком промывки.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что камеры обогрева прямоточных испарителей выполнены U-образной формы, внутри которых установлены испарительные трубки, причем каждая камера имеет патрубки, связанные с каналам подвода греющего пара и отвода отработанного греющего пара, а концы трубок соединены с блоком отделения концентрированного солевого раствора от пара и с блоком распределения.