КОМПЛЕКС ОТКАЧКИ И ХРАНЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОДУКТОВ
COMPLEX FOR PUMPING AND STORAGE OF GASEOUS PRODUCTS

Изобретение относится к хранению и утилизации экологически опасных газовых продуктов.
Известно устройство для очистки и хранения радиоактивных отходов (патент РФ №2312414; МПК G21F 5/00; опубликован 10.12.2007 Бюл. №34), содержащее контейнер, состоящий из литого металлического корпуса и крышки. Контейнер снабжен энергопоглощающими деформируемыми элементами. Внутри контейнера размещен фильтр, наполненный ионоселективным сорбентом, разделенный по всему объему на секции по высоте и радиусу. В горловине фильтра установлена герметизирующая заглушка с захватным элементом в виде грибка. Стенки контейнера имеют толщину, обеспечивающие защиту от радиации и механических повреждений. Энергопоглощающие деформируемые элементы выполнены в виде кольцевых канавок и защитного кожуха. Корпус контейнера в верхней части снабжен буртом, к днищу прикреплено кольцо, а на крышке установлена центрирующая проставка.
Использование данного устройства позволяет получать экологически безопасный фильтрат, уменьшить объем жидких радиоактивных отходов и обеспечить защиту от собственной радиации и механических повреждений при транспортировке.
Недостатком данного устройства является то, что оно не предназначено для хранения экологически опасных газовых продуктов.
Известно техническое решение устройства для наполнения, системы и способы передачи опасных отходов в герметизируемый контейнер (патент РФ №2567371; МПК G21F 5/12, опубл. 10.11.2015 Бюл. №31). Данное техническое решение относится к хранению и утилизации опасных отходов, таких как кальцинированный материал. В отдельных вариантах осуществления система содержит наполнительный патрубок, имеющий корпус клапана, у которого имеется дальний конец и внешняя поверхность. При этом внешняя поверхность в окрестности дальнего конца выполнена так, чтобы герметично присоединять корпус клапана к внутренней поверхности наполнительного канала контейнера с возможностью снятия.
В некоторых вариантах осуществления предложены системы, способы и устройства для хранения и/или утилизации опасных отходов как твердых, так и жидких (модульная система, состоящая из двух и более камер).
Недостатком всех вариантов исполнения системы является то, что она не предусматривает поступления в контейнер по наполнительному каналу экологически опасных газовых продуктов для хранения и утилизации.
Задачей является создание многоразового комплекса, позволяющего откачивать экологически опасные газовые продукты, находящиеся под высоким давлением.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в возможности:
- работы с высокотоксичными веществами;
- работы с экологически опасными газовыми продуктами, находящимися под высоким давлением;
- установки нескольких контейнеров для увеличения объема хранения экологически опасных газовых продуктов;
- дистанционной работы;
- дистанционного контроля состояния контейнеров с экологически опасными газовыми продуктами.
Для решения указанной задачи и достижения технического результата заявляется комплекс откачки и хранения экологически опасных газовых продуктов, включающий блок вентильный, состоящий из трех вентилей: «вход», «выход» и «откачка», которые размещены на плите и соединены между собой трубопроводом-тройником. Блок вентильный разделяет канал стравливания на трубопровод входа и трубопровод выхода. Трубопровод входа герметично состыкован с устройством стравливания емкости, содержащей газообразные продукты под повышенным давлением. Блок вентильный соединен с помощью трубопровода откачки, с каналом откачки. Канал откачки состоит из блока откачки состоящего из насоса и двух двухходовых вентилей, установленных на подставке и контейнера с датчиками давления, температуры и вентилем. К трубопроводу откачки подключен канал проверки, состоящий из, по крайней мере, двух вентилей и двух штуцеров. Контейнер выполнен в виде цилиндра с двумя эллиптическими днищами, в одном из которых имеется люк, герметично закрытый крышкой, и патрубки с отверстиями. Контейнеров может быть несколько, при этом каждый из них имеет вентиль, соединенный трубопроводом со штуцером контейнера и соединенный с помощью тройника и трубопроводов с двухходовым вентилем. Вентили и двухходовые вентили имеют как ручной, так и электрический привод. Комплекс откачки и хранения оснащен системой дистанционного управления и контроля.
В связи с тем, что процесс наполнения и контроль состояния контейнеров проходит в дистанционном режиме, а так же применение в конструкции комплекса откачки радиационно-стойких материалов, позволяет проводить работы с высокотоксичными веществами.
Комплекс откачки и хранения подстыковывается через канал стравливания, выполненный из материала, который предназначен для работы под повышенным давлением к емкости, в которой находится экологически опасные газовые продукты под повышенным давлением. При закрытом вентиле «откачка» и открытых вентилях «вход» и «выход» поток газа направляется в трубопровод выхода. При закрытом вентиле «выход» и открытых вентилях «вход» и «откачка» поток газа направляется через канал откачки в контейнеры. При закрытом вентиле «вход» и открытых вентилях «откачка» и «выход» поток газа направляется из канала откачки в трубопровод выхода.
В зависимости от объема и давления экологически опасных газовых продуктов, находящихся в емкости, выбирается необходимое количество контейнеров, для последующего хранения газовых продуктов и снижения их активности, до экологически безопасного уровня. Количество контейнеров выбирается из условия, что избыточное давление в контейнере после перекачки экологически опасных газовых продуктов из емкости не превышает атмосферного давления. Дополнительные контейнеры подключаются с помощью тройников, и могут использоваться независимо друг от друга.
Наличие у вентилей и двухходовых вентилей электропривода позволяет осуществлять работу в дистанционном режиме.
Наличие датчиков давления и температуры, установленных в контейнерах, позволяют проводить дистанционный контроль состояния контейнеров с экологически опасными газовыми продуктами.
На фиг. 1 показан комплекс откачки и хранения газообразных продуктов; на фиг. 2 показан блок откачки, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 показан элемент Б на фиг. 1; на фиг. 4 показан блок вентильный, элемент В на фиг. 1; на фиг. 5 показана схема газовая комплекса откачки и хранения газообразных продуктов, где 1 - емкость, 2 - канал стравливания, 3 - блок вентильный, 4 - трубопровод входа, 5 - трубопровод выхода, 6, 26, 28 - вентили, 7 - трубопровод тройник, 8 - блок откачки, 9 - насос, 10 - двухходовой вентиль, 11 - подставка, 12 - переходная пластина, 13, 14, 15, 16, 25, 33 - элементы трубопровода, 17 - тройник, 18 - контейнер, 19 - горловина, 20 - крышка, 21 - патрубок, 22 - датчик температуры, 23 - датчик давления, 24 - штуцер, 27 - канал проверки, 29,30 - штуцера, 31 - канал откачки, 32 - трубопровод откачки.
Комплекс откачки и хранения газообразных продуктов подстыковывается к емкости 1 и состоит из следующих составных частей:
- канала стравливания 2, разделенного блоком вентильным 3 на трубопровод входа 4, соединенный с емкостью 1, и трубопровод выхода 5. Блок вентильный 3, состоит из трех вентилей 6, имеющих ручной и электрический привод, и маркировку «вход», «выход» и «откачка». Вентили соединены между собой с помощью трубопровода тройника 7;
- блока откачки 8, состоящего из насоса 9, двух двухходовых вентилей 10 с маркировкой «1» и «2», имеющих ручной и электрический привод, подставки 11, на нижнем ярусе которой установлен насос 9, а на верхнем, через переходную пластину 12, двухходовые вентили 10. Двухходовой вентиль 10 с маркировкой «1» соединен элементом трубопровода 13 со штуцером «выход» насоса 9, а элементом трубопровода 14 с двухходовым вентилем с маркировкой «2». Двухходовой вентиль 10 с маркировкой «2» соединен элементом трубопровода 15 со штуцером «вход» насоса 9, а элементом трубопровода 16 с тройником 17;
- контейнера 18, который имеет горловину 19, герметично закрытую крышкой 20 и три патрубка 21, в которые герметично установлены датчик температуры 22, датчик давления 23 и штуцер 24, соединенный с помощью элемента трубопровода 25 с вентилем 26;
- канала проверки 27, состоящего из двух вентилей 28, штуцера 29 для подключения оборудования контроля герметичности комплекса и штуцера 30 для подключения к технологической пневматической линии;
- канала откачки 31, состоящего из трубопровода откачки 32, блока откачки 8, канала проверки 27 и контейнера 18;
- элемент трубопровода 33, соединяющего тройник 17 с вентилем 26.
Работа комплекса откачки и хранения газообразных продуктов осуществляется следующим образом:
а) в зависимости от объема и избыточного давления экологически опасных газовых продуктов в емкости 1 выбирают количество контейнеров 18, необходимых для откачки и временного хранения;
б) производят вакуумирование контейнера 18 в следующей последовательности:
- вентиль 6 с маркировкой «Вход» блока вентильного 3 переводят в положение закрыто;
- вентили 6 с маркировками «Выход» и «Откачка» блока вентильного 3 и вентиль 26 переводят в положение открыто;
- двухходовой вентиль 10 с маркировкой «1» переводят в положение, при котором сообщаются элемент трубопровода 13 и трубопровод откачки 32;
- двухходовой вентиль 10 с маркировкой «2» переводят в положение, при котором сообщаются элемент трубопровода 15 и элемент трубопровода 16;
- запускают насос 9 и производят вакуумирование контейнера 18, при этом контроль разряжения проводят с помощью датчика давления 23;
- после достижения необходимого разряжения в контейнере 18 выключают насос 9 и переводят вентиль 26 в положение закрыто.
в) производят откачку экологически опасных газовых продуктов из емкости 1 в контейнер 18 в следующей последовательности:
- двухходовой вентиль 10 с маркировкой «1» переводят в положение, при котором сообщаются трубопровод откачки 32 и элемент трубопровода 14;
- двухходовой вентиль 10 с маркировкой «1» переводят в положение, при котором сообщаются элемент трубопровода 14 и элемент трубопровода 16;
- вентиль 6 с маркировкой «Выход» блока вентильного 3 переводят в положение закрыто;
- вентиль 6 с маркировкой «Вход» и «Откачка» блока вентильного 3 и вентиль 26 переводят в положение открыто;
- дистанционно открывают запорный клапан устройства стравливания емкости 1, при этом из-за разницы давления экологически опасные газовые продукты из емкости 1 самотеком перетекают в контейнер 18;
- проводят контроль давления в контейнере 18 датчиком давления 23;
- вентиль 6 с маркировкой «Вход» блока вентильного 3 и вентиль 26 переводят в положение закрыто;
г) после снижения активности экологически опасных газовых продуктов, до экологически безопасного уровня, производят их откачку в атмосферу в следующей последовательности:
- вентиль 6 с маркировкой «Вход» блока вентильного 3 переводят в положение закрыто;
- двухходовой вентиль 10 с маркировкой «1» переводят в положение, при котором сообщаются элемент трубопровода 14 и трубопровод откачки 32;
- двухходовой вентиль 10 с маркировкой «2» переводят в положение, при котором сообщаются элемент трубопровод 14 и элемент трубопровода 16;
- вентиль 6 с маркировкой «Выход» и «Откачка» блока вентильного 3 и вентиль 26 переводят в положение открыто;
- запускают насос 9 и производят откачку экологически опасных газовых продуктов из контейнера 18.
Разработан опытный образец комплекса откачки и хранения экологически опасных газовых продуктов состоящий из блока откачки, трубопровода и контейнеров. Количество контейнеров зависит от объема и давления экологически опасных газовых продуктов.
3
Контейнеры выполнены в виде цилиндрического сосуда с эллиптическими днищами, один из которых герметично закрыт крышкой. Объем одного контейнера составляет 12,3 м. Основной конструкционный материал контейнера Сталь 09Г2С-ГС ГОСТ 19281-2014. Для удобства перемещения контейнер установлен на колесные пары, с шириной колеи 0,75 м. На эллиптическом днище со стороны крышки расположены три патрубка для подключения датчиков температуры, давления и блока откачки.
Основная часть трубопровода выполнена из полипропиленовых труб Basalt Plus Ekoplastik (WAVIN).
Блок откачки состоит из вентилей дистанционных, вентилей двухходовых дистанционных, насоса и трубопроводов.
Насос и вентили двухходовые дистанционные устанавливаются на опору, выполненной в виде стальной двухъярусной конструкции и соединяются между собой с помощью трубопроводов.
В качестве насоса используется спиральный насос мощностью 0,4 кВт и скоростью откачки 250 л/мин.