Устройство защиты контура с рабочей средой от превышения давления



Устройство защиты контура с рабочей средой от превышения давления
Устройство защиты контура с рабочей средой от превышения давления
Устройство защиты контура с рабочей средой от превышения давления

 


Владельцы патента RU 2611572:

Российская Федерация, от имени которой выступает Госкорпорация "Росатом" (RU)

Изобретение относится к ядерной технике. Устройство защиты контура с рабочей средой от превышения давления включает входной патрубок, сообщенный с контуром рабочей среды с установленной в его торцевой части мембраной, и отводящий патрубок сброса среды. Устройство дополнительно снабжено корпусом, окружающим входной патрубок, крышкой, ограничивающей торцевую часть корпуса, блоком для генерации излучения, направленного на мембрану, приема отраженного излучения и преобразования последнего в электрический сигнал и преобразования электрического сигнала в расстояние между мембраной и блоком, и системой обработки данных. Блок частично введен в объем между крышкой и мембраной и установлен с возможностью сканирования расстояния между ним и поверхностью мембраны. Изобретение позволяет исключить нештатный режим работы контура. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках с жидкометаллическим теплоносителем.

Известно мембранно-разрывное устройство, защищающее контур от избыточного давления [Баклушин Р.П. Технология энергоблоков АЭС с натриевым теплоносителем (История развития и опыт эксплуатации). - Обнинск. - 2012, стр. 192]. Известное устройство включает корпус с расположенной в нем мембраной, механизм для принудительного разрыва мембраны, состоящий из ножа, сильфона, пружины, штока и поршня.

Недостатком известного устройства является относительно сложная конструкция, связанная с использованием деталей для принудительного разрыва мембраны.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является мембранно-разрывное устройство для защиты контура от избыточного давления [Баклушин Р.П. Технология энергоблоков АЭС с натриевым теплоносителем (История развития и опыт эксплуатации). - Обнинск. – 2012, стр. 237]. Известное устройство включает входной патрубок с установленной в его торцевой части мембраной хлопающего типа.

Недостатком известного устройства является отсутствие контроля формы мембраны, нарушение формы мембраны приводит к ложному срабатыванию устройства защиты контура из-за потери устойчивости мембраны или к несрабатыванию в случае перехода вогнутой формы мембраны в выпуклую форму.

Задача изобретения состоит в исключении указанного недостатка, а именно в обеспечении контроля формы мембраны.

Для исключения указанного недостатка в устройстве защиты контура с рабочей средой от превышения давления, включающем входной патрубок, сообщенный с контуром рабочей среды с установленной в его торцевой части мембраной хлопающего типа, и отводящий патрубок сброса среды, предлагается:

- устройство дополнительно снабдить корпусом, окружающим входной патрубок, крышкой, ограничивающей торцевую часть корпуса, блоком для генерации излучения, направленного на мембрану, приема отраженного излучения и преобразования последнего в электрический сигнал и преобразования электрического сигнала в расстояние между мембраной и блоком, и системой обработки данных;

- блок частично ввести в объем между крышкой и мембраной и установить с возможностью сканирования расстояния между ним и поверхностью мембраны.

В частном случае исполнения устройства предлагается в блоке для генерации излучения использовать источник лазерного, ультразвукового или светового излучения.

Сущность изобретения поясняется на фигуре, на которой схематично представлено продольное сечение устройства для защиты контура. На фигуре приняты следующие позиционные обозначения: 1 - блок для генерации излучения, приема отраженного излучения, преобразования его в электрический сигнал и преобразования электрического сигнала в расстояние между мембраной и характерным элементом блока; 2 - входной патрубок; 3 - выходной патрубок; 4 - контур рабочей среды; 5 - корпус; 6 - крышка; 7 - мембрана; 8 - система обработки данных.

Устройство защиты контура с рабочей средой от превышения давления включает входной патрубок 2, мембрану 7, выходной патрубок сброса среды 3, корпус 5, крышку 6, блок для генерации излучения, приема отраженного излучения, преобразования последнего в электрический сигнал и преобразования электрического сигнала в расстояние между мембраной и характерным элементом блока 1, и систему обработки данных 8.

В устройстве в качестве мембраны 7 используют мембрану хлопающего типа (вогнута в сторону защищаемого контура с рабочей средой). Входной патрубок 2 сообщен с контуром рабочей среды. Мембрана 7 установлена в торцевой части входного патрубка 2. Корпус 5 окружает входной патрубок 2. Крышка 6 установлена на торцевую часть корпуса 5 с возможностью съема для замены или сканирования мембраны 7.

При превышении допустимого давления в контуре рабочей среды 4 происходит схлопывание мембраны 7 за счет потери ее устойчивости. Мембрана 7 меняет свою форму за счет воздействия рабочей среды, выворачивается в обратную сторону и отрезается от защемленных краев с помощью специальных ножей. Рабочая среда с избыточным давлением сбрасывается через выходной патрубок 3 в сбросную емкость.

Блок 1 частично введен в объем между крышкой 6 и мембраной 7 и установлен с возможностью сканирования расстояния между ним и поверхностью мембраны 7.

Характерный элемент блока 1 введен в объем между крышкой 6 и мембраной 7 и установлен с возможностью сканирования расстояния между ним и поверхностью мембраны 7.

В частном случае исполнения устройства в блоке 1 для генерации излучения используют источник лазерного, ультразвукового или светового излучения.

В блоке 1 используют 3D-сканеры, работающие по технологии структурированного света, они представляют проекцию световой сетки на мембрану 7, деформация этого рисунка является моделью сканируемой мембраны 7. Сетка проецируется на мембрану 7 с помощью жидкокристаллического проектора или другого постоянного источника света. Камера 3D-сканера, расположенная чуть в стороне от проектора, фиксирует форму сети и вычисляет расстояние до каждой точки мембраны 7.

Полученные данные обрабатываются системой обработки данных 8. Программным образом сравниваются модели в рабочем и исходном состоянии. Бывает два вида отклонения модели от исходного состояния. Нарушения формы мембраны 7, например вмятины, царапины, приводят к ложному (преждевременному) срабатыванию устройства, а переход формы мембраны 7 из вогнутой в выпуклую приводит к отказу срабатывания устройства. При любом отклонении формы мембраны 7 от исходной формируется сигнал из системы обработки данных 8, который поступает оператору, принимающему решение о замене мембраны 7 в устройстве.

Пример конкретного исполнения устройства.

Контуром рабочей среды 4 является экспериментальный стенд с натриевым теплоносителем. Рабочая среда со стороны контура 4 до мембраны 7: натрий, аргон, азот. Рабочая среда после мембраны 7 вне контура с рабочей средой 4: аргон, пары натрия, водород, азот. Входной патрубок 2 имеет диаметр 200 мм, а отводящий патрубок сброса среды 3 диаметр 325 мм. Мембрана 7 хлопающего типа диаметром 200 мм изготовлена из стали 12Х18Н9 и установлена в торцевой части входного патрубка 2. Корпус 5 и крышка 6 выполнены из аустенитной нержавеющей стали Х18Н10. Основные параметры контура рабочей среды 4 устройства представлены в таблице 1.

Крышка 6 изготовлена съемной для возможности замены и сканирования мембраны 7. В качестве сканирующего устройства используется 3D-сканер DAVID Structured Light Scanner SLS-2. Характеристики 3D-сканера: источник света - лазер 1 класса, скорость сканирования ~2-4 замеров/с, размер области сканирования по диагонали 10 мм-500 мм, разрешение камер - 2 Мп, точность ~0,1% от размера сканируемого объекта. 3D-сканер мобильный и может быть размещен непосредственно перед сканируемой мембраной 7. Программным образом сравниваются модели в рабочем и исходном состоянии.

Экспериментально показана работоспособность и эффективность предложенного устройства.

Технический результат состоит в исключении нештатного режима работы контура.

1. Устройство защиты контура с рабочей средой от превышения давления, включающее входной патрубок, сообщенный с контуром рабочей среды с установленной в его торцевой части мембраной, и отводящий патрубок сброса среды, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено корпусом, окружающим входной патрубок, крышкой, ограничивающей торцевую часть корпуса, блоком для генерации излучения, направленного на мембрану, приема отраженного излучения и преобразования последнего в электрический сигнал и преобразования электрического сигнала в расстояние между мембраной и блоком, и системой обработки данных, причем блок частично введен в объем между крышкой и мембраной и установлен с возможностью сканирования расстояния между ним и поверхностью мембраны.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в блоке для генерации излучения используют источник лазерного, ультразвукового или светового излучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подводным АЭС модульного исполнения. Модуль содержит удлиненный цилиндрический кессон (12), в который интегрирован электрический энергоблок в виде кипящего ядерного реактора (30), связанного со средством (37) производства электрической энергии, соединенным электрическими кабелями (6) с внешним пунктом (7) распределения электрической энергии.

Изобретение относится к подводным модулям для производства электрической энергии. Модуль содержит удлиненный цилиндрический кессон (12), в который интегрирован электрический энергоблок, содержащий кипящий ядерный реактор (30), связанный со средством (37) производства электрической энергии, соединенный при помощи электрических кабелей (6) с внешним пунктом (7) распределения электрической энергии.

Изобретение относится к АЭС подводного базирования. Модуль для производства электрической энергии содержит удлиненный цилиндрический контейнер (12), в который встроены блок производства электрической энергии, содержащий кипящий ядерный реактор (30), связанный со средствами (37) производства электрической энергии, посредством электрических кабелей (6).

Изобретение относится к системам вентиляции первичной защитной оболочки атомного реактора. Мокрый фильтр использует наклонный коллектор, имеющий множество выходов, которые сообщаются через первый комплект фильтров с металлическими волокнами, погруженных в бассейн воды, находящейся внутри корпуса под давлением.

Изобретение относится к области управления и регулирования экологической безопасностью при авариях атомных реакторов на АЭС. Система состоит из блока контроля за аварийной ситуацией атомного реактора с датчиками температуры и давления и регулирующими клапанами; металлического кожуха безопасности, который обрамляет реактор, а своей верхней конусной частью соединяется через линию сброса и регулирующий клапан с насадочной колонной; насадочной колонны, заполненной керамическими кольцами Рашига; каскадного щелочного реактора; барабанных вакуум-фильтров.

Изобретение касается атомной электростанции (1). АЭС включает защитную оболочку (2), содержащую корпус (3) реактора под давлением, ступень (6, 6′) аэрозольной фильтрации, линию (8) сброса давления, посредством которой отфильтрованный в ступени (6, 6′) аэрозольной фильтрации объемный поток газа через проход в защитной оболочке (2) может выводиться в окружающую среду.

Изобретение относится к средствам противоаварийной защиты машинных залов тепловых и атомных электростанций. Установка для предотвращения горения и детонации водорода при работе турбогенератора с водородным охлаждением в составе оборудования электростанции содержит систему подачи воды с резервуарами, в качестве которых используются деаэраторы (1, 2) водяного контура электростанции, питающие трубопроводы (3, 4) с распределительными коллекторами (5, 6), на которых установлены распылители (9) парокапельных потоков.

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасной работы теплообменных контуров ядерных реакторов с жидкометаллическим теплоносителем. Устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред включает корпус 1, размещенную внутри него реакционную камеру 3, охватывающую распределительный трубопровод 2 и имеющую по меньшей мере одну перфорированную секцию 4, заполненную гранулами 5 из кислородсодержащего материала, трубопровод 7 подачи бескислородной газовой среды, содержащей водород, в реакционную камеру и трубопровод 8 подачи кислородсодержащей газовой среды в корпус для восстановления окислительных свойств кислородсодержащего материала, подсоединенные к входному патрубку 2, выходной трубопровод 9 для отвода обработанной газовой среды из реакционной камеры и систему переключения режимов работы, содержащую три запорных вентиля: первый 10 из которых установлен в трубопроводе 7 подачи водородсодержащей бескислородной газовой среды, второй 11 - в трубопроводе 8 подачи кислородсодержащей газовой среды и третий 12 - в выходном трубопроводе 9.

Изобретение относится к способу и устройству для сброса давления атомной электростанции (2), содержащей защитную оболочку (4) для вмещения носителей радиоактивности и выпуск (10, 10') для сбросного потока.

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к конструкции контактного аппарата для каталитического сжигания водорода на атомной электростанции. В устройстве днище внутреннего корпуса, для подвода по трубопроводу газовой смеси, вплотную соединено с днищем наружного корпуса, для минимальной возможности образования концентрационного предела взрыва смеси водорода с воздухом.
Наверх