Устройство для тушения проливов жидкометаллических теплоносителей

 

Использование: в противопожарной защите некоторых объектов атомной энерге- , в частности к устройствам для ликвидации аварийных проливов жидкометаллических теплоносителей (ЖМТ) путем сбора их в емкости и самотушения. Сущность изобретения: устройство состоит из емкости с крышкой - приемником, сливным L-образным каналом и горизонтальными перегородками внутри, которые делят емкость на отсеки и имеют проемы, образующие сквозной извилистый канал лабиринтного типа. Около проемов сделаны вниз отбортовки с отверстиями в перегородках около них для ограничения и направления движения газовой среды при заполнении емкости снизу горящим ЖМТ. Приведено соотношение для определения оптимального отношения размеров отсеков и проемов при расчетном аварийном режиме слива ЖТМ. 1 з.п. ф-лы, ф-яы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 62 С 3/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4897293/12 (22) 28.12.90 (46) 28.02.93, Бюл, М 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт противопожарной обороны (72) А.А. Родэ (56) Авторское свидетельство СССР

М 1676639, кл. А 62 В 3/06, 31.12.87. (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПРОЛИВОВ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕПЛО.НОСИТЕЛЕЙ (57) Использование . в противопожарной защите некоторых объектов атомной энерге тики, в частности к устройствам для ликвидации аварийных проливов жидкометаллических теплоносителей (ЖМТ) путем

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано првимущественно для противопожарной за. щиты энергетических установок с жидкоме. таллическим теплоносителем, особенно с .эвтектикой натрий — калий. Устройство предназначено для подавления горения жидкометаллических теплоносителей при их аварийных проливах, особенно в тех случаях, когда при небольших проливах не представляется возможным применять стационарные средства защиты.

Целью изобретения является повышение эффективности тушения и уменьшение металлоемкости устройства.

На фиг.1 представлена принципиальная конструктивная схема устройства; на фиг.2 — схема движения газа и жидкости при сливе ее в устройство, на фиг,3 представлена для сравнения схема движения газа и жидкости при сливе ее в устройство-прототип.

„„533„„1797917 А1 сбора их в емкости и самотушения. Сущность изобретения: устройство состоит из емкости с крышкой — приемником, сливным

L-образным каналом и горизонтальными перегородками внутри, которые делят емкость на отсеки и имеют проемы, образующие. сквозной извилистый канал лабиринтного типа. Около проемов сделаны вниз отбортовки с отверстиями в перегородках около йих для ограничения и направления движения газовой среды при заполнении емкости снизу .горящим ЖМТ. Приведено соотношение для определения оптимального отношения размеров отсеков и проемов при расчетном аварийном режиме слива ЖТМ. 1 з.п. ф-лы, ф-лы, 3 ил.

Устройство (фиг.1) имеет емкость 1 с приемником 2, выполйенным в виде наклонной крышки для слива жидкости (сверху может быть установлена дополнительная крышка 3). С крышкой соединен вертикальный сливной канал 4,между стенками 5, 6 который соединен с горизонтальным каналом 7 между дном 8 и нижним перекрытием

9, которое сообщено с отсекам 10 небольшими отверстиями 11 и проемом 12, Пере.крытие 9 имеет на конце откос 13, Отсек 10 ограничен сверху перегородкой 14 с отверстием Т5 и проемом 16. ограниченным от-бортовкой 17, около которой находится отверстие. Отсек 18 является зеркальным отражением отсека 10 по расположени:о отверстия, проема и отбортовки и одинаков с ним по длине и высоте, Вышерасположенные отсеки 19 идентичны отсекам 10 (нечет-. ные, правые на фиг,1) и 18 (четные, левые на фиг.1); Верхний отсек t9 имеет сбросный

1797917 патрубок 20, закрытый пластинчатым клапаном 21 на шарнире (условно не показан), На стенке 22 закреплена поворотная откидная скоба 23 с затяжным винтом (на фиг,1 винт условно не показан),. Емкость может быть снабжена ребрами жесткости 24, выполняющими также функцию радиаторов, Крышка 2 ограждена бортиком 25 небольшой высоты и имеет продольные направляющие для предупреждения растекания жидкости "0 по крышке, которые одновременно служат радиаторами. Емкость дополнительно оборудуется деталями для переноски вручную ипи зачаливания краном (на схеме условно не показаны). 15

Для обеспечения эффективного тушения жидкометаллического теплоносителя в емкости отношение размеров ее отсеков и проемов следует определять из соотношения: 20

11 kLè

12 Немк Но где 1 — длина отсека между перегородками, м;

f2 — длина проема, м;

Lnp — характерный разрез, определяющий условия аварийного истечения, м;

Но — высота столба жидкости при аварийном истечении, м; 30

k — опытный коэффициент, м ;

Н, — высота аварийной емкости, м, Указанное соотношение размеров получено из условия локализации и прекращения спокойного горения жидкости в сечении 35 проема за счет выгорания кислорода в обьеме примыкающего к нему отсека к моменту заполнения проема жидкостью до нижнего уровня отсека.

Выполнение этого условия обеспечива- 40 ет невозможность резкого увеличения поверхности горения и его интенсивности, при растекании жидкостй по отсеку, что и ри вело бы к турбулентному перемешиванию газов и нарушило бы создание газового слоя про- 45 дуктов горения, изолирующего поверхность жидкости от воздуха вышераспопоженных отсеков.

Устройство работает следующим образом, 50

Емкость 1 устанавливается в месте сбора проливающегося жидкометаллического теплоносителя так, чтобы горящая жидкость попадала на крышку 2, С крышки жидкость стекает в сливные каналы 4,7. Продукты го- 55 рения жидкости в канале 7 попадают в отсек

10 через отверстия 11 и проем 12, постепен, но вытесняя из отсека воздух. После заполнения жидкостью канала 7 до уровня а-а на фиг,2 жидкость выходит в отсек 10 через проем 12 и продолжает гореть на небольшой поверхности между стенкой и откосом

13, Продукты горения небольшого очага спокойно поднимаются к перегородке 14, вытесняя воздух в верхний отсек через отверстие 15 и проем 16, расположенные у, противоположной проему 12 стенки, рядом с отбортовкой 17, После заполнения жидкостью отсека 10 до уровня конца отбортовки

17 (б-б на фиг,2) за короткое время ввиду малости просвета .Ь(фиг.1) горение ее продолжается на небольшой поверхности в проеме 16. В пространстве под перегородкой 14 с отбортовкой 17 горение к этому времени при расчетном режиме слива жидкости прекратилось из-за выгорания кислорода, и при дальнейшем повышении уровня жидкости не поддерживающие горения нагретые продукты сгорания через отверстие

15 плавно вытесняются вверх поднимающейся жидкостью в следующий отсек 18. В случае дальнейшего заполнения емкости жидкость. последовательно вытесняет не поддерживающую горения газовую смесь в верхние отсеки, снижая в них содержание воздуха, Горение при этом практически происходит только в небольших проемах, газовая смесь будет все более насыщаться продуктами горения, Горение будет слабеть и при содержании кислорода в смеси меньше 4-4,5; прекратится совсем, Вытесняемый воздух выходит иэ емкости через отверстие 20 и клапан 21, После прекращения горения клапан закрывают скобой 23 с зажимным винтом, закрывают емкость глухой крышкой 3 и дают перегретой жидкости остыть, Затей емкость транспортируют в специальную камеру дпя очистки, нейтрализации и промывки.

В отличие от прототипа (фиг,2 и 3) вертикальная циркуляция продуктов сгорания и воздуха ограничена высотой h>.îòceêà, которая в и раз меньше высоты Н емкости; дополнительно к этому созданы лабиринтные условия движения газового потока (на фиг.2 и 3 показано двойными стрелками) от проема к проему у противоположных стенок емкости, Условия движения газа стеснены также отбортовками с узкими зазорами

Л (фиг.1), Благодаря указанным отличиям движения газа у заявляемого устройства, продукты горения будут скапливаться над поверхностью металла, вытесняя воздух, что приведет к уменьшению интенсивности горения и .амотушению. Указанные отличия позволяют получить поэтому полезный эффект. создавая пробки из продуктов горения в вышерасположенных отсеках, что и приве1797917 дет к прекращению горения раньше использования всего воздуха, содержащегося в емкости,.

Такой эффект не может быть получен при использовании прототипа, в котором циркуляция газовых потоков на периферии происходит по всей высоте Н, а горизонтальные перегородки открыты полным сечением для движения газовых потоков, путь которых L вдвое короче пути L у устройства (фиг.2 и 3). Поэтому горение жидкометаллического теплоносителя в прототипе при одинаковой высоте отсеков будет происходить дольше и с более активной тягой, а для достижения одинакового эффекта количества поперечных перегородок должно быть боль. ше, что увеличивает металлоемкость. Кроме того, использование для сбора проливающейся жидкости в устройстве верхней крышки емкости с невысоким бортиком (Н, на фиг.1) вместо высокой приемной воронки прототипа (Н i, на фиг,3) позволяет максимаЛьно увеличить размеры приемника в плане, не увеличивая металлоемкости, и уменьшить габарит по высоте, а также облегчить транспортировку.

Из приведенных материалов видно, что предлагаемое устройство эффективно для тушения других, в том числе пирофорных, горючих жидкостей, т.к. используемый механизм самотушения в герметичном обьеме действует и в этих случаях.

Расчет экономического эффекта от применения предлагаемого устройства не может быть выполнен в настоящее время из-за отсутствия необходимых исходных данных.

Формула изобретения

1. Устройство для тушения проливов

5 жидкометаллических теплоносителей и пирофорных жидкостей, включающее емкость с приемником, сливным каналом и горизонтальными перегородками, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения эффектив10 ности процесса тушения и уменьшения металлоемкости устройства, горизонтальные перегородки заКреплены на стенках емкости с образованием отсеков и снабжены проемами для жидкости, причем

15 проемы каждых двух смежных перегородок расположены у противоположных стенок емкости, каждая перегородка имеет вертикальную отбортовку вниз, примыкающую к проему, а емкость имеет отверстия,,распо20 ложенные у отбортовок перегородок, причем отношение длины 1> отсека к длине lz проема определяют из соотношения

l1 kLnp

25 (2 Йемк 7 где Lnp — характерный размер, определяющий условия аварийного истечения, м;

Немк — BbICGTB 8MKOCTH, м;

Но — высота столба жидкости при аваЗ0 рийном истечении, м;

1/2

К вЂ” опытный коэффициент, м

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что перекрытие сливного канала имеет на конце откос с проемом и несколько

З5 отверстий по длине канала.

1797917

Фиг 2 Составитель А. Рода

Редактор Л. Павлова ° Техред М.Моргентал Корректор Н. Гунько

Заказ 729 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101