Система автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов при аварии атомных реакторов на плавательных средствах

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования экологической безопасности и может быть использовано при авариях на судах с атомной энергитической установкой. Система автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов при аварии атомных реакторов на плавательных средствах содержит устройство для дезактивации - полочный скруббер невысокой полочной колонны около 6 м с дезактивирующей жидкостью - 0,5% водным раствором серной кислоты и устройство для сбора высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара и радиоактивной пыли - металлический кожух безопасности, выполненный из листовой стали Х18Н10Т толщиной 10 мм. Кожух в случае аварии обрамляет реактор так, что своей нижней частью надежно крепится сваркой к раме фундамента реактора, а верхней конусной частью соединяется через регулирующий клапан с линией сброса из металлического кожуха в нижнюю часть полочного скруббера. Достигается повышение надежности работы системы при аварии атомного реактора с выбросом высокотемпературных газов и водяного пара с радиоактивной пылью в атмосферу. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов высокотемпературных газов, водяного пара с дисперсным материалом и радиоактивной пылью при аварии атомного реактора на плавательных средствах (атомные подводные лодки, атомные ледоколы).

На существующих атомных электростанциях в случае аварии атомного реактора предусмотрена система охлаждения и заливки их водой.

Однако данная система малоэффективна, кроме этого она вызывает дополнительное радиационное загрязнение водоемов, рек, морей и океанов (см. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Учебное и справочное пособие. - М.: Финансы и статистика, 2000. - 672 с.: ил.).

Прототипом данного изобретения является система автоматического управления и регулирования выбросов высокотемпературных паров и газов с дисперсным материалом (сажей) в аппаратах после предохранительных клапанов в аварийной ситуации (патент на изобретение №2518868, опубл. 10.06.2014, Бюл. №16), имеющая: устройство для сбора газов с сажей - приемную трубу с сажеотделителем для отделения дисперсного материала.

Однако эта система полностью не обеспечивает безопасность радиационных выбросов, так как в сажеуловителях применяется вода, не обладающая дезактивирующими свойствами.

Задачей предлагаемого изобретения является простота, высокая надежность и эффективность работы системы очистки при выбросах высокотемпературных радиоактивных газов, водяного пара с дисперсным материалом с радиоактивной пылью.

Указанная задача решается тем, что в системе автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов радиоактивных высокотемпературных газов, водяного пара с дисперсным материалом и радиоактивной пылью при аварии атомных реакторов согласно изобретению имеются:

а) устройство для дезактивации - полочный скруббер невысокой полочной колонны около 6 м с дезактивирующей жидкостью - 0,5% водным раствором серной кислоты;

б) устройство для сбора высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара и радиоактивной пыли - металлический кожух безопасности, выполненный из листовой стали Х18Н10Т толщиной 10 мм, который для полной безопасности окружающей среды в случае аварии обрамляет реактор так, что своей нижней частью надежно крепится сваркой к раме фундамента реактора, а верхней конусной частью соединяется через регулирующий клапан с линией сброса из металлического кожуха в нижнюю часть полочного скруббера;

в) горизонтальный контактор для нейтрализации кислых комплексных урановых соединений из нижней части полочного скруббера;

г) блок контроля за аварийной работой атомного реактора с датчиками температуры и давления и регулирующими клапанами:

на линии сброса из металлического кожуха безопасности в нижнюю часть полочного скруббера;

на линии подачи орошения в верхнюю часть полочного скруббера;

на линии подачи водяного пара в паровой трубчатый испаритель водного раствора серной кислоты в нижнюю часть скруббера;

д) для уменьшения габаритов устройства по высоте полочный скруббер типа полочной колонны выполняется небольшой высоты около 6 м, нижняя часть которой служит емкостью для сбора используемого раствора серной кислоты, которая повторно после анализов частично используется вместе с чистым 0,5% раствором серной кислоты для орошения полочного скруббера, который оснащен четырьмя решетчатыми тарелками провального типа, представляющими собой стальной лист из Х18Н10Т толщиной 8-10 мм со щелями прямоугольной формы, где происходит барботаж паровой и газовой фазы по всему сечению скруббера, а жидкая фаза - 0,5% водный раствор серной кислоты, который подается насосом из специальной емкости в верхнюю часть этого скруббера в виде орошения; в нижней части имеется паровой трубчатый испаритель для испарения водного раствора серной кислоты с подачей водяного пара через регулирующий клапан.

При подаче дезактивирующей жидкости на верхнюю часть полочного скруббера происходит по сечению скруббера не только смыв с поверхности дисперсного материала урановых соединений, но и более полная реакция урановых соединений с водным раствором 0,5% серной кислоты с образованием кислых урановых соединений состава [UO2(SO4)3]4- (см. Н.С. Тураев, И.И. Жерин Т. 86, Химия и технология урана: Учебное пособие для вузов / Н.С. Тураев, И.И. Жерин. - М. ЦНИИАТОМИНФОРМ, 2005, 407 с.: ил. М., 1970).

Для улучшения нейтрализации кислых урановых растворов, содержащих [UO2(SO4)3]4- с водным раствором щелочи NaOH, и для уменьшения площади предлагаемой системы реакция происходит в горизонтальном контакторе с пропеллерным насосом, перемешивание осуществляется пропеллерным насосом, где в качестве привода служит паровая турбина, возможно также применение электропривода, время пребывания фаз в реакторе 5-10 мин, тепло реакции снимается водой, подаваемой в U-образные трубки, которые помещаются внутри аппарата контактора.

Образующаяся при реакции кислых урановых соединений с водным раствором NaOH гидроокись урана состава U(OH)4 подается после контактора для отделения дисперсной фазы на барабанный вакуум-фильтр, на котором происходят сушка и концентрирование с последующим удалением ножом-пластиной ее с поверхности барабана и подачей шнеком в просвинцованные резиновые мешки с загрузкой их в барабанные контейнеры для отправки на производство элементов урана, а жидкая фаза с барабанного вакуум-фильтра закачивается в бронированные контейнеры и отправляется за пределы производства для их утилизации.

С целью простоты автоматизации она содержит электропускатели насосов, которые связаны с блоком контроля за аварийной работой атомного реактора.

На чертеже представлена схема системы автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов при аварии атомных реакторов на плавательных средствах.

Система содержит блок 1 контроля над аварийной работой атомного реактора 2 с датчиками температуры и давления и регулирующими клапанами: клапан 3 на линии сброса из металлического кожуха 4 безопасности вниз полочного скруббера 5; клапан 6 на линии подачи орошения в верхнюю часть полочного скруббера 5; клапан 7 на линии подачи водяного пара в паровой трубчатый испаритель 8 водного раствора серной кислоты в нижней части скруббера 5.

Система имеет устройство:

а) для дезактивации - полочный скруббер 5 с дезактивирующей жидкостью - 0,5% водным раствором серной кислоты, которая подается наверх полочного скруббера 5 из специальной емкости 9, скруббер 5 оснащен четырьмя тарелками провального типа;

б) устройство для сбора высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара и радиоактивной пыли - металлический кожух 4 безопасности, выполненный из листовой стали Х18Н10Т, который обрамляет реактор 2 так, что своей нижней частью надежно крепится сваркой к раме фундамента реактора, а верхней (конусной) частью соединяется через регулирующий клапан 3 с линией сброса из металлического кожуха 4 в нижнюю часть полочного скруббера 5;

в) горизонтальный контактор 10 для нейтрализации кислых комплексных урановых соединений типа [UO2(SO4)3]4-, из низа полочного скруббера 5 в горизонтальный контактор 10 для перемешивания пропеллерным насосом 11 с водным раствором щелочи NaOH, подаваемой насосом 12 из специальной емкости 13, тепло реакции снимается водой, подаваемой в U-образные трубки 14, которые помещаются внутри аппарата контактора 10. При этом образуется гидроокись урана типа U(OH)4, которая подается на барабанный вакуум-фильтр 15 насосом 16;

г) барабанный вакуум-фильтр 15 для отделения дисперсной фазы ножом-пластиной 17 с поверхности барабана и подается шнеком 18 в просвинцованные резиновые мешки 19 с загрузкой их в барабанные контейнеры для отправки на производство элементов урана за пределы системы.

В случае аварии атомного реактора 2 сигналы повышения температуры и давления поступают на блок 1 контроля за работой атомного реактора, а из него на открытие регулирующих клапанов: клапана 3 на линии сброса из металлического кожуха 4 безопасности в нижнюю часть полочного скруббера 5; клапана 6 на линии подачи орошения наверх полочного скруббера 5; клапана 7 на линии подачи водяного пара в паровой трубчатый испаритель 8 водного раствора серной кислоты в нижнюю часть скруббера 5. Кислые урановые соединения в нижней части полочного скруббера 5 подаются для нейтрализации в горизонтальный контактор 10, туда же подается для нейтрализации водный раствор щелочи NaOH из специальной емкости 13. Перемешивание осуществляется пропеллерным насосом 11, где в качестве привода служит паровая турбина 20, возможно также применение электропривода. После перемешивания образуется гидроокись урана состава U(OH)4, которая подается для отделения дисперсной фазы на барабанный вакуум-фильтр 15 с последующим ее снятием ножом-пластиной 17 и подачей шнеком 18 в просвинцованные резиновые мешки 19 с загрузкой их в барабанные контейнеры и вывозом на утилизацию или извлечение элементов урана.

Техническим результатом предложенной системы является высокая надежность работы системы при аварии атомного реактора с выбросом высокотемпературных газов и водяного пара с радиоактивной пылью в атмосферу.

1. Система автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов при аварии атомных реакторов на плавательных средствах, содержащая: устройство для дезактивации - полочный скруббер с дезактивирующей жидкостью; устройство для сбора высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара и радиоактивной пыли - металлический кожух безопасности, который для полной безопасности окружающей среды в случае аварии обрамляет реактор так, что своей нижней частью крепится сваркой к раме фундамента реактора, а верхней конусной частью соединяется через регулирующий клапан с линией сброса из металлического кожуха в нижнюю часть полочного скруббера; горизонтальный контактор для нейтрализации кислых комплексных урановых соединений из нижней части полочного скруббера; блок контроля за аварийной работой атомного реактора с датчиками температуры и давления и регулирующими клапанами: на линии сброса из металлического кожуха безопасности в нижнюю часть полочного скруббера; на линии подачи орошения в верхнюю часть полочного скруббера; на линии подачи водяного пара в паровой трубчатый испаритель водного раствора серной кислоты в нижнюю часть скруббера.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что металлический кожух безопасности выполнен из листовой стали Х18Н10Т толщиной 10 мм.

3. Система по п.1, характеризующаяся тем, что она содержит полочный скруббер типа полочной колонны небольшой высоты около 6 м, нижняя часть которой служит емкостью для сбора используемого раствора серной кислоты, скруббер оснащен четырьмя решетчатыми тарелками провального типа, представляющими собой стальной лист из Х18Н10Т толщиной 8-10 мм со щелями прямоугольной формы, в нижней части имеется паровой трубчатый испаритель для испарения водного раствора серной кислоты с подачей водяного пара через регулирующий клапан.

4. Система по п.1, характеризующаяся тем, что в горизонтальном контакторе перемешивание осуществляется пропеллерным насосом, где в качестве привода служит паровая турбина, возможно также применение электропривода, время пребывания фаз в реакторе 5-10 мин, тепло реакции снимается водой, подаваемой в U-образные трубки, которые помещаются внутри аппарата контактора.

5. Система по п.1, характеризующаяся тем, что образующаяся при реакции кислых урановых соединений с водным раствором NaOH гидроокись урана состава U(OH)4 подается после контактора для отделения дисперсной фазы на барабанный вакуум-фильтр, на котором происходит сушка и концентрирование с последующим удалением ножом-пластиной ее с поверхности барабана и подачей шнеком в просвинцованные резиновые мешки с загрузкой их в барабанные контейнеры для отправки на производство элементов урана, а жидкая фаза с барабанного вакуум-фильтра закачивается в бронированные контейнеры и отправляется за пределы производства для их утилизации.

6. Система по п.1, характеризующаяся тем, что она содержит электропускатели насосов, которые связаны с блоком контроля за аварийной работой атомного реактора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к крепежной технике и предназначено для использования при проведении монтажных и демонтажных работ по закреплению плит биологической защиты от радиационного фона в отсеках трюмных помещений сложной конфигурации и находящихся в затесненных условиях корабельной ядерной энергетической установки (ЯЭУ).

Изобретение относится к конструкциям корпусных водо-водяных ядерных реакторов с корпусом, окруженным бассейном с водой, в частности, к судовым ядерным энергетическим установкам с тепловой и радиационной защитой в нижней торцовой части реактора, позволяющей снизить до допустимого уровня тепло-радиационный след, образующийся от движения судна, а также к реакторам, которые снабжены устройствами для отбора тепла от активной зоны на случай аварии и утраты вследствие этого механизма конвекционного или принудительного отбора тепла от активной зоны.

Изобретение может быть использовано для непрерывного контроля, оценки и прогнозирования состояния неопределенности взаимодействия судна с внешней средой. Техническим результатом является повышение степени надежности функционирования бортовых систем для обеспечения безопасности мореплавания судов при возникновении экстремальных ситуаций.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к системе почвообрабатывающе-посевного орудия и способу ее управления. Орудие содержит высевающую секцию, датчик, выполненный с возможностью выдачи сигнала, указывающего на почву, смещенную высевающей секцией, и контроллер орудия, соединенный с возможностью сообщения с датчиком.

Изобретение относится к системам радиационной безопасности АЭС. Система содержит блок контроля за аварийной ситуацией с регулирующим клапаном и цилиндрический металлический кожух для сбора высокотемпературных радиоактивных газов и водяного пара, дисперсного материала и радиоактивной пыли, обрамляющий реактор.

Изобретение относится к области систем автоматического управления сложными многосвязными динамическими объектами и может быть использовано в системах автоматического управления газотурбинными двигателями, энергетическими комплексами, синхронными генераторами.

Изобретение относится к производству прецизионных изделий сложной формы из полимерных композиционных материалов. В процессе изготовления изделия, осуществляемого в течение нескольких технологических этапов, измеряют контролируемые параметры обрабатываемого изделия, сравнивают значения измеренных параметров с заданными и формируют управляющее воздействие, обеспечивающее корректировку технологических параметров.

Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в которых существенно повышаются величины моментов сухого трения. Технический результат заключается в обеспечении инвариантности электропривода к величине момента сухого трения, что обеспечивает неизменное качество в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области автоматического управления электроприводами, в датчиках скорости которых возникают дефекты. Технический результат заключается в обеспечении нечувствительности работы электропривода к искажению показаний в датчике скорости вращения вала электропривода за счет формирования дополнительного управляющего воздействия, подаваемого на вход электропривода.

Изобретение относится к области управления непрерывными технологическими процессами. Техническим результатом является повышение эффективности самонастройки и улучшение качества регулирования инерционных объектов.

Группа изобретений относится к области управления. Технический результат - увеличение точности процесса регулирования.

Изобретение относится к контролю и организации оптимального управления и может быть использовано в системах контроля и управления различных динамических систем в реальном масштабе времени.

Изобретение относится к летной эксплуатации воздушных судов (ВС) и может быть использовано при разработке автоматизированных систем управления. Способ распределения функций управления ВС заключается в том, что формируют исходные данные, поступают сигналы о состоянии бортовых систем, поступившие сигналы сравнивают с допустимыми значениями. В случае их несоответствия выявляют критическую систему, для которой с учетом наработки блоков вычисляют текущую вероятность безотказной их работы и вероятность отказа. По найденным величинам с учетом специфики функциональной схемы критической системы вычисляют вероятности положительных и отрицательных результатов проверок блоков системы. Согласно стандартным рабочим процедурам контроля и управления критической системой анализируют деятельность пилота. По результатам выполненных операций вычисляют информативность системы и интенсивность деятельности пилота, определяют для пилота коэффициент интеллекта и его пороговое значение. Формируют сигнал, равный степени ситуационной осведомленности пилота, и по результатам его сравнения с сигналом пороговой величины принимают решение о субъекте управления. Предложен также блок оценки степени ситуационной осведомленности пилота в составе бортовой интеллектуальной системы управления ВС, реализованный согласно представленному алгоритму. В результате благодаря дублированию процессов контроля и управления ВС между пилотом и управляющей системой (автопилотом) повышается безопасность полета. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Самонастраивающаяся система автоматического управления содержит измеритель рассогласования, регулятор, первый и третий блоки умножения, первый и второй сумматоры, объект управления, блок самонастройки, корректирующий фильтр, блок компенсации, соединенные определенным образом. Обеспечивается повышение точности и надежности систем управления нестационарными одноканальными объектами управления. 4 ил.

Изобретение относится к системам управления. Способ формирования сигнала управления для сопровождения цели заключается в том, что сигнал управления формируется по закону на основе динамических матриц внутренних связей систем, обобщенного вектора состояния системы и вектора сигналов управления. Сигнал управления состоит из взвешенной суммы фазовых координат и их производных, входящих в сигнал управления с пропорциональными коэффициентами, зависящими от несоответствия динамических свойств динамических матриц внутренних связей систем. Система формирования сигнала управления для инерционного пеленгатора включает измеритель, фильтр, усилитель, сумматор, управляющий элемент. Дополнительно введены усилители с коэффициентами, зависящими от разности матриц и фильтры высоких производных отслеживаемых координат. Значения несоответствия по производным поступают на вход сумматора. Улучшаются показатели эффективности системы. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к средствам обработки информации для сглаживания и прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в удвоении времени прогноза при заданном аналитическом буфере (памяти) предыстории процесса. Для этого в блок прогноза адаптивного цифрового прогнозирующего устройства, содержащего два вычитателя, сумматор усреднения, субблок расчета первой производной, субблок подсчета приращений скорости процесса и схему коррекции кода прогноза на динамике, введен дополнительный субблок коррекции кода прогноза на стационарных режимах. При этом осуществлена замена арифметических операций расчета прогнозируемых параметров (например, упреждения) монтажными сдвигами шин слагаемых, что повысило на порядок быстродействие устройства. 6 ил., 1 прил..

Изобретение относится к средствам обработки информации для прогнозирования стационарных и нестационарных случайных процессов. Технический результат заключается в повышении точности прогноза на динамических режимах. Для этого в блок прогноза адаптивного цифрового сглаживающего и прогнозирующего устройства введена схема коррекции кода прогноза на динамике из двух сумматоров и мультиплексора. 6 ил., 1 прилож.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в чистых помещениях для поддержания постоянной оптимальной температуры. В способе автоматического управления системами выходную переменную исполнительного механизма подают на вход управляемого объекта, измеряют фактическую величину выходной переменной управляемого объекта, которую вместе с командной величиной входной переменной управляемого объекта используют для формирования управляющего сигнала, который подают на вход исполнительного механизма за счет использования отрицательной обратной связи по выходной переменной управляемого объекта. Согласно изобретению автоматически управляют в адаптивном диапазоне коэффициентом k=ε2/ε2 регулирования за счет тождественности исследуемой погрешности ε1 нормируемому эквиваленту ε2 желаемой погрешности, которую адаптируют по диапазону при сравнении в каждый момент времени произведения величин входной Е и выходной U переменных с нормированным эквивалентом их максимальных величин, соответствующим степенному полиному средней арифметической величины командной входной и выходной переменных управляемого объекта. В результате достигается автоматизация регулирования системами в адаптивном диапазоне за счет адаптивной оценки сигнала по программно управляемой нормируемой мере. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Комбинированная адаптивная система управления с фильтр-корректором (ФК) для динамических объектов с периодическими коэффициентами содержит объект регулирования, блок задания коэффициентов, первый блок суммирования, ФК, n первых умножителей, n вторых умножителей, n вторых блоков суммирования, n блоков задержки, третий блок суммирования, соединенные определенным образом. ФК содержит четвертый блок суммирования, интегратор, соединенные определенным образом. Обеспечивается точная компенсация нестационарных изменений внутренних коэффициентов объекта. 2 ил.

Изобретение относится к способу управления подводным аппаратом. Для управления подводным аппаратом измеряют текущие значения углов крена и дифферента подводного аппарата, с помощью программного устройства формируют сигналы управления движителями на основании вектора результирующей их тяги, который автоматически формируют с учетом текущих углов крена и дифферента, измеренных с помощью блока гироскопов на борту подводного аппарата, и информации программного устройства, определяющего пространственное перемещение подводного аппарата без учета текущих значений его углов крена и дифферента. Обеспечивается точное перемещение подводного аппарата по заданной траектории с учетом возмущений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системе отопления в железнодорожных вагонах. Субоптимальная энергетическая система содержит теплогенерирующий блок с первичной обмоткой переменного тока, являющийся объектом управления. Выход блока соединен с входом блока управления, использующим измерительные датчики. В блок управления включена камера наблюдения, являющаяся датчиком наличия физических объектов. Блок управления содержит устройство стабилизации изображения, блок адаптации фона, блок детекции движения, блок выделения блобов переднего плана, модуль определения вектора оптического потока, блок стабилизации изображения, устройство субоптимальной помеховой фильтрации, блок анализа освещенности, модуль анализа зашумленности, блок выбора пороговых значений, блок выбора коэффициента фильтрации, блок выбора фильтров, модуль предобработки, модуль повышения контраста, устройство обучения и распознавания образов, блок нормализации, блок обучения, блок выбора признаков, блок распознавания, интеллектуальный блок принятия решений и блок целевого управления. Технический результат заключается в повышении эффективности энергетической системы. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического управления и регулирования экологической безопасности и может быть использовано при авариях на судах с атомной энергитической установкой. Система автоматического управления и регулирования экологической безопасности выбросов при аварии атомных реакторов на плавательных средствах содержит устройство для дезактивации - полочный скруббер невысокой полочной колонны около 6 м с дезактивирующей жидкостью - 0,5 водным раствором серной кислоты и устройство для сбора высокотемпературного радиоактивного газа, водяного пара и радиоактивной пыли - металлический кожух безопасности, выполненный из листовой стали Х18Н10Т толщиной 10 мм. Кожух в случае аварии обрамляет реактор так, что своей нижней частью надежно крепится сваркой к раме фундамента реактора, а верхней конусной частью соединяется через регулирующий клапан с линией сброса из металлического кожуха в нижнюю часть полочного скруббера. Достигается повышение надежности работы системы при аварии атомного реактора с выбросом высокотемпературных газов и водяного пара с радиоактивной пылью в атмосферу. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх