Устройство для отбора проб жидкостей из узлов технологической установки

Устройство для отбора проб жидкостей из узлов технологической установки
Полезная модель относится к области радиохимии, а именно к обращению с радиоактивными растворами, и может быть использована для отбора проб (образцов) растворов ЖРО с исключением протечек указанных растворов в местах их отбора, обеспечивая при этом радиационную защиту персонала.
Известно, что на радиохимических производствах в России используются устройства для отбора проб радиоактивных растворов, основанные на сливе некоторого объема раствора (пробы) в специальную емкость (см., например, статью «Система дистанционного пробоотбора ОДЦ» авторы Я.В. Коловский, А.И. Ланский, Н.Н. Мишин, С.В. Подойницын, И.О. Шумков. Сборник докладов Научно-технической конференции: «Обращение с отработавшим ядерным топливом в России», Красноярский филиал ФГУП «ФЦЯРБ», г. Железногорск, 2012 г., стр. 168-173). Пробоотбор осуществляется в оборудованной манипулятором и смотровым окном радиационной защитной камере, куда от технологических трубопроводов или технологических аппаратов выведены промываемые раствором импульсные трубки с запорной арматурой. После отбора пробы специальная емкость герметизируется.
Недостатки устройства вытекают из его использования для отбора проб из высокоактивных материалов, что предопределяет:
- конструктивную сложность комплекса механизмов;
- необходимость использования для передачи проб специальных транспортных емкостей, которые необходимо герметизировать;
- доставку проб высокоактивных растворов без разведения, что требует дорогостоящих мер по защите персонала от гамма-излучения пробы;
- использование специальной пневмопочты или конвейера для доставки проб высокоактивных растворов, недостаточно надежных и требующих больших материальных затрат при их создании.
Известно также устройство для отбора проб жидкостей из узлов технологической установки, содержащих сливные патрубки, снабженные запорными клапанами (см. RU № 2157889, E21B 49/08, G01N 1/10, 2000).
Однако указанное устройство для отбора проб жидкостей практически не применима для проб радиоактивных растворов, т.к. не исключает протечек растворов ЖРО в местах их отбора и не исключает попадания радиоактивных материалов в рабочие помещения, в которых смонтированы узлы технологической установки.
Задачей является исключение протечек растворов ЖРО в местах их отбора из узлов и аппаратов установки для переработки ЖРО.
Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи – исключение загрязнения радиоактивными материалами рабочих помещений, в которых смонтированы узлы технологической установки очистки ЖРО.
Поставленная задача решается тем, что устройство для отбора проб жидкостей из узлов технологической установки, содержащих сливные патрубки, снабженные запорными клапанами, отличается тем, что снабжено средством сбора протечек, включающим поддоны для сбора протечек, размещенные под выпускными отверстиями каждого сливного патрубка, при этом каждый поддон жестко скреплен и сообщен с верхним концом нисходящего трубопровода, нижний конец которого жестко скреплен и сообщен со сборным трубопроводом, выполненным с наклоном к цистерне сбора протечек, нижний конец которого жестко скреплен и сообщен с ней, причем цистерна сбора протечек снабжена датчиком уровня, а ее выход жестко скреплен и сообщен с отводящим трубопроводом, содержащим последовательно установленные первый запорный клапан, насос, второй запорный клапан и обратный клапан, при этом конец отводящего трубопровода сообщен с приемной технологической емкостью установки, кроме того датчик уровня выполнен с возможностью управления работой насоса. Кроме того, дно поддона выполнено наклонным к приемному отверстию нисходящего трубопровода. Кроме того нисходящий, отборный и отводящий трубопроводы выполнены из стали и скреплены друг с другом посредством сборочных операций.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
При этом совокупность признаков формулы полезной модели обеспечивает исключение протечек растворов ЖРО в местах их отбора из узлов и аппаратов установки для переработки ЖРО.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где показана схема системы отбора проб жидкостей из узлов технологической установки.
3
На чертеже схематически показана устройство для отбора проб жидкостей из узлов 1-7 технологической установки очистки ЖРО (для примера приведен вариант с семью узлами), при этом узел 1 выполнен, как приемная емкость, обеспечивающая прием жидкости извне (т.е. обеспечивает выполнение первого этапа технологического процесса очистки). Причем, каждый технологический узел 1-7, содержит сливные патрубки, соответственно, 8-14, снабженные запорными клапанами, соответственно, 15-21. Под выпускными отверстиями каждого патрубка 8-14 размещены поддоны для сбора протечек, соответственно 22-28. Поддоны 22-28 могут быть выполнены в виде цилиндрических емкостей с дном наклонным к приемному отверстию связанного с ним нисходящего трубопровода. Каждый из поддонов 22-28 жестко скреплен и сообщен, посредством нисходящих трубопроводов, соответственно, 29-35, со сборным трубопроводом 36, свободный конец которого жестко скреплен и сообщен с цистерной 37 сбора протечек, снабженной датчиком уровня 38, выход которой посредством отводящего трубопровода 39 включающего первый запорный клапан 40, насос 41, второй запорный клапан 42 и обратный клапан 43 жестко скреплен и сообщен с узлом 1 (приемной технологической емкостью установки), при этом сборный трубопровод 36 выполнен с наклоном (не менее 0,002) к цистерне сбора протечек 37 (емкость 0,2 м). Датчик уровня 38 выполнен с возможностью выдачи управляющего сигнала на узел управления электродвигателем (на чертежах не показан) насоса 41. Материал поддонов 22-28, нисходящих трубопроводов, 29-35, сборного трубопровода 36 и цистерны сбора протечек 37 нержавеющая сталь – конструкционный материал.
Жидкость, с которой работает устройство - радиоактивные растворы (ЖРО), т.е. функционирование средства сбора протечек невозможно без надежного и герметичного скрепления элементов 28-37, причем отводящий трубопровод (поз. 39) также должен быть надежно и герметично скреплен с приемной емкостью (поз.1).
С учетом материала, из которого выполнены элементы установки (сталь) при их соединении друг с другом неизбежны сборочные операции, обеспечивающие конструктивное единство устройства.
Насос 41 снабжен электродвигателем мощностью 0,05 кВт и обеспечивает производительность перекачивания 100 л/час.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Для отбора пробы раствора ЖРО из узлов 1-7 технологической установки открывают запорные клапаны 15-21, запирающие соответствующие, сливные патрубки 8-14, установленные на этих узлах. В результате раствор ЖРО, под действием силы тяжести, стекает в подставленные под эти патрубки 8-14 приемные емкости (на чертежах не показаны), которые после забора пробы герметично закрываются крышками (на чертежах не показаны). Порция жидкости (ЖРО), отсеченная запорным клапаном (15-21) со стороны выпускного отверстия патрубка (8-14) вытекает из него в поддон (22-28). Далее, за счет наклона днища поддона (22-28) жидкость стекает в сообщенный с ним нисходящий трубопровод (29-35) и вытекает в сборный трубопровод 36 и далее, за счет наклона последнего стекает в цистерну 37 сбора протечек. При заполнении цистерны 37 сбора протечек до предусмотренного уровня, датчик уровня 38 выдает управляющий сигнал на узел управления электродвигателем насоса 41, открываются нормально запертые первый 40 и второй 42 запорные клапаны, насос 41 перекачивает раствор ЖРО в приемную емкость (узел 1), при этом, обратный клапан 43 исключает возможность перелива жидкости в обратном направлении. Далее все повторяется.