Атомная энергетика

Данное изобретение относится к фильтрам для очистки воды по меньшей мере в одной системе аварийного охлаждения атомной электростанции, содержащей реактор под защитной оболочкой, донная часть которой образует бассейн для сбора воды, полученной путем конденсации из пара, присутствующего под защитной оболочкой. Фильтр установлен в конденсационном бассейне и служит для очистки воды, откачиваемой из него и при необходимости подаваемой в форсунки системы аварийного охлаждения для охлаждения стержня реактора при недопустимом подъеме его температуры. Фильтр выполнен в виде корпуса, имеющего по меньшей мере одну стенку соответствующей цилиндрической формы с отверстиями, через которые вода может поступать снаружи внутрь корпуса. Кроме того, фильтр посредством трубопровода соединен с всасывающим насосом, расположенным за пределами защитной оболочки реактора, а также присоединен к второму трубопроводу для подачи промывающей воды внутрь корпуса для промывки при необходимости стенки фильтра путем пропускания воды сквозь стенку изнутри наружу для удаления отложений фильтрата с наружной стороны стенки фильтра.

На практике указанные системы аварийного охлаждения имеют систему разбрызгивания, содержащую форсунки или разбрызгиватели, установленные в верхней части реактора и выполненные с возможностью подачи большого количества распыленной воды на топливные стержни для их охлаждения при аварии. Станция также имеет вторую систему разбрызгивания, состоящую из форсунок или разбрызгивателей, которые подобно форсункам первой системы получают воду из расположенного под защитной оболочкой конденсационного бассейна, но установлены за пределами реакторного отделения и выполнены с возможностью разбрызгивания воды в виде газообразной фазы под защитной оболочкой в целях снижения там остаточного избыточного давления и охлаждения трубопроводов и другого оборудования, расположенного под защитной оболочкой, но за пределами собственно реактора. В обоих случаях имеет большое значение отсутствие каких-либо включений, наподобие волокон, зерен и частиц, способных засорить форсунки, в подаваемой воде. Естественно, что это особенно важно в аварийных системах охлаждения, которые должны быть абсолютно надежными. Значительная часть оборудования, установленного под защитной оболочкой, например трубопроводов, имеет полную или частичную теплоизоляцию. На большинстве существующих в настоящее время атомных электростанций эта изоляция выполнена из волокон или минеральной ваты, что создает опасность для этих двух систем разбрызгивания из-за возможности засорения их форсунок случайно отделившимися волокнами. По этой причине атомные электростанции оснащают фильтрами указанного типа.

На практике промывка обычного фильтра, который загрязнен пластом из волокон, забивающих отверстия фильтра, занимает 5 - 10 минут. Ранее считалось, что фильтр способен действовать без промывки в течение 10 часов. Однако практика показала, что этот расчетный минимальный срок действия завышен. В ходе испытаний выходящий пар увлекал за собой изоляцию из минеральной ваты, которая, падая в конденсационный бассейн, забивала отверстия фильтра уже примерно через 30 минут. Промывка продолжительностью 5 - 10 минут вполне допустима спустя 10 часов после отключения реактора, поскольку энергия реакторного стержня, как и необходимость его охлаждения, будет за это время значительно снижена. Однако, если промывка требуется менее чем через час, когда потребность в охлаждении стержня все еще значительна, прекращение подачи воды в систему аварийного охлаждения на 5 - 10 минут неприемлемо по причинам безопасности.

Сравнительно долгое время, необходимое для промывки фильтра, объясняется тем, что волокна, собирающиеся на наружной стенке фильтра, тесно переплетаются между собой и образуют сплошной кольцевой пласт или брикет. Промывающая вода, подаваемая изнутри наружу через отверстия в стенке фильтра, не способна обеспечить немедленное удаление всего пласта целиком, но поначалу лишь несколько растягивает его, нарушая структуру волокон, так что отдельные волокна последовательно отстают от него и удаляются. Только после значительного гидромеханического воздействия пласт ослабевает и разделяется на куски, которые отваливаются от стенки фильтра. Другая причина состоит в том, что протекание промывающей воды в фильтре осуществляется по существу в осевом направлении, что приводит к значительной локальной неравномерности и интенсивности потоков, протекающих через различные отверстия в стенке фильтра. Точнее говоря, поток сосредоточен в верхнем конце корпуса, напротив входного конца. Это означает, что процесс разделения на части волокнистого пласта, начавшись в верхней части, будет распространяться вниз. На этом последнем этапе значительное количество промывающей воды будет вытекать через верхние уже открытые отверстия, не воздействуя на нижние отверстия, все еще закрытые волокнами.

Данное изобретение направлено на устранение вышеописанных недостатков известных фильтров и создание фильтра с предусмотренной возможностью его быстрой, эффективной и надежной промывки в любое время. Таким образом, основной целью изобретения является создание промываемого фильтра, не требующего продолжительной гидромеханической обработки для удаления накопившихся волокон. Другой целью изобретения является улучшение гидродинамических свойств фильтра для эффективного использования потока поступающей воды и снижения неравномерности потока в разных отверстиях.

И наконец, основной целью изобретения является создание фильтра, обладающего свойствами, перечисленными в отличительной части п. 1 прилагаемой формулы изобретения.