УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗООБРАЗНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ОТ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА

Полезная модель относится к устройствам для очистки газообразных радиоактивных отходов (ГРО) от радиоактивного йода и может быть использована в атомной энергетике и промышленности.
Известно устройство для очистки воздуха от радиойода, состоящее из корпуса с крышкой, патрубков для входа и выхода воздуха, трех кассет с насадкой из сорбента. («Охрана окружающей среды на предприятиях атомной промышленности», под ред. Б.Н.Ласкорина, М., Энергоиздат, 1982 г., стр.63, рис.2.5).
Недостатком этого устройства является то, что оно может быть использовано только при аварийной, кратковременной ситуации, когда общее количество радиойода невелико. Это вызвано тем, что толщина слоя недостаточна для длительной эксплуатации. Кроме того вертикальное расположение слоя сорбента приводит к тому что сорбент во время эксплуатации устройства уплотняется. В связи с этим сверху слоя могут образовываться щели, через которые создаются условия прохождения части газового потока без очистки и тем самым происходит снижение эффективности работы адсорбера. Кроме того, вертикальное размещение сорбента имеет еще один недостаток - это неравномерное распределение насыпной плотности по высоте слоя, что также приводит к снижению эффективности работы аппарата из-за неравномерности скоростей газового потока по высоте слоя.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели, выбранным за прототип, является устройство, состоящее из корпуса с входным и выходным патрубками, двух решеток и сеток, между которыми размещен сорбент - активированный уголь. («Охрана окружающей среды на предприятиях атомной промышленности», под ред. Б.Ч.Ласкорина, М., Энергоиздат, 1982 г. стр.63, рис.2.5). Это устройство (адсорбер
3
АУ-1500) в настоящее время используется для улавливания радиоактивного йода на атомных электростанциях (АЭС). Оно имеет производительность по газу, равную 1500 нм/ч.
Недостатком прототипа является то, что после выработки ресурса или выходе его из строя по другим причинам адсорбер приходиться полностью демонтировать из системы йодной очистки газов с последующим захоронением, что приводит к потере дорогостоящего металлоизделия, нерациональному использованию объемов хранилищ твердых радиоактивных отходов, учитывая, что на АЭС применяется очень большое число йодных адсорберов.
Предлагаемой полезной моделью решается задача создания устройства для очистки газообразных радиоактивных отходов (ГРО) от радиоактивного йода, в котором производится замена только отработанного сорбента без демонтажа самого устройства из системы йодной очистки газов. При этом сохраняются основные габаритные и подсоединительные размеры, поскольку перемонтаж газоходов на действующих АЭС и других промышленных предприятиях очень затруднен, а в ряде случаев невозможен.
Для решений поставленной задачи устройство для очистки газообразных радиоактивных отходов от радиоактивного йода содержит корпус с входным и выходным патрубками, внутри которого размещен сорбирующий элемент, причем сорбирующий элемент выполнен в виде снаряженных сорбентом модулей, установленных с возможностью их замены на передвижной платформе и размещенных в гнездах горизонтальной газонепроницаемой панели, модули выполнены в виде прямоугольного корпуса с верхней съемной и нижней газопроницаемыми перегородками, при этом верхняя перегородка прикреплена к прямоугольному корпусу с возможностью регулирования ее положения по высоте и фиксирования сорбента внутри модуля.
В частном варианте для загрузки и выгрузки модулей корпус снабжен закрывающимися с помощью быстросъемных зажимов люками.
В другом частном варианте для извлечения и подъема модулей из гнезд внутри корпуса с противоположных сторон размещены два рычажно-винтовых механизма, которые нижней частью закреплены на панели, а верхней частью - на платформе, причем модули расположены на ложементах и роликовых опорах.
В другом частном варианте для контроля герметичности установки модулей в гнезда по периметру каждого гнезда выполнена сплошная канавка, герметично соединенная с трубопроводом, выведенным на наружную поверхность корпуса и закрытым съемным колпачком.
Сущность полезной модели поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 представлен внешний вид устройства.
А-А - сечение по верхней части корпуса, которое показывает расположение модулей с сорбентом;
Б-Б - вертикальное сечение устройства.
На фиг.2 представлен модуль с сорбентом
I -крепление верхней решетки в модуле;
II -крепление нижней решетки в модуле;
На фиг.3 представлено положение модулей при подготовке устройства к работе и во время его работы. Показано положение канавки и соединенного с ней трубопровода для контроля герметичности.
а - положение модулей во время установки модулей в гнезда;
б - рабочее положение модулей;
На фиг.4 представлено положение модулей при выгрузке их из устройства.
в - модули в рабочем положении;
г - модули в поднятом положении при открытом загрузочно-разгрузочном люке устройства;
д - модули в выдвинутом положении из устройства для их замены.
Устройство для очистки ГРО включает корпус 1 и четыре модуля 2, заполненных сорбентом.
Устройство представляет собой прямоугольную металлоконструкцию, внутренняя полость которой разделена на две части разделительной горизонтальной газонепроницаемой панелью 3, имеющей гнезда для установки модулей. В боковых, разделенных частях корпуса, расположены входной 4 и выходной 5 патрубки для прохода очищаемого газа. Два люка 6 для загрузки и выгрузки модулей из корпуса. Каждый из люков поджимается к корпусу с помощью семи эксцентриковых зажимов 7. Герметичность люков по отношению к корпусу достигается с помощью уплотнителей 8, расположенных по периметру люка. Два рычажно-винтовых механизма 9 с помощью вставляемых ключей обеспечивают вертикальное перемещение платформы 10, которая в свою очередь поднимает модули для замены и опускает и прижимает модули к разделительной панели при установке новых модулей в корпус. Горизонтальное перемещение платформы с модулями осуществляют с помощью роликов 11 по пластинам 12, при этом упор ограничивает выдвижение платформы из корпуса только до половины. Таким образом, через каждый из люков при выдвинутой платформе заменяются по два модуля. Для такелажных работ на корпусе устройства установлены четыре транспортировочные проушины 13. Модуль представляет собой прямоугольный металлический корпус 14, по бокам которого с наружной стороны находятся два ложемента 15 для установки модуля на платформу и два уха 16 для транспортно-такелажных работ. Внутри корпуса находятся несъемная нижняя решетка 17 с сеткой и съемная верхняя решетка 18 с сеткой, крепящаяся к корпусу с помощью винтов 19, проходящих сквозь пазы корпуса, и гаек 20. Между решетками располагается сорбент 21. Верхняя решетка для поджатия сорбента может перемещаться по высоте в пределах длины пазов. По всему периметру нижнего основания модуля находится уплотнитель 22 для обеспечения герметичной установки модуля в гнезде 23 разделительной панели. По
периметру каждого гнезда выполнена сплошная канавка 24, герметично соединенная с трубопроводом 25.
Подготовку к работе устройства осуществляют в следующей последовательности:
- при открытых люках 6 устанавливают на выдвинутую при открытых люках платформу 10 (фиг.3) два модуля 2, для чего ввести ложементы 15 модулей в платформу до упора, придерживая платформу от перемещения;
- на роликах 11 по пластинам 12 перемещают платформу с двумя установленными модулями в сторону противоположного люка до упора и устанавливают на платформу два других модуля;
- закрывают люк с противоположной стороны корпуса;
- задвигают платформу с четырьмя модулями внутрь корпуса 1 до упора;
- опускают платформу с модулями до установки модулей в гнезда 23 разделительной панели 3, вращая ключами попеременно, не допуская перекосов платформы, винты двух рычажно-винтовых механизмов 9;
- прижимают модули к гнездам, продолжая вращать винты рычажно-винтовых механизмов до упора;
- снимают с винтов рычажно-винтовых механизма ключи и закрывают люк;
- осуществляют проверку герметичности установки модулей путем подачи сжатого воздуха по трубопроводу 25 в канавку 24 и контролируют отсутствие падения давления в канавке.
Для замены модулей в фильтре-адсорбере открывают люк, поднимают платформу с модулями, вращая винты подъемников, выдвигают платформу из корпуса через боковой люк и снимают модули с платформы, перемещая их ложементы по направляющим платформы. Замену модулей проводят попарно через противоположные люки.
Модульный вариант устройства позволяет более равномерно распределить сорбент по сечению в модулях, так как сечение их меньше, чем у адсорбера АУ-1500. Кроме того, по этой же причине меньше вероятность перемещения сорбента во время эксплуатации (например, за счет вибрации), что наблюдается на практике с адсорберами АУ-500. Возможность извлечения модуля из корпуса позволяет проводить периодический контроль состояния сорбента в процессе эксплуатации устройства.
Таким образом, предлагаемое устройство конструктивно простое, технологично в изготовлении, надежно в эксплуатации, позволяет на месте установки монтировать и демонтировать модули с сорбентом, что увеличивает срок службы основного оборудования. Горизонтальная газонепроницаемая панель обеспечивает герметизацию модулей в гнездах дополнительно за счет перепада давления на слое сорбента.
Испытания опытного образца предлагаемого устройства для очистки газообразных радиоактивных отходов от радиоактивного йода представили следующие технические характеристики:
- Номинальная производительность по газу
с относительной влажностью не более 90 %, нм<sup>3</sup>/ч
1500
- Коэффициент очистки по молекулярному йоду, не менее
1000
- Коэффициент очистки по метилйодиду, не менее
100
Максимальная температура газа на входе, °С
60
Максимальная температура газа на входе при
кратковременной эксплуатации, °С
90
- Рабочее аэродинамическое сопротивление, кПа
2,4-2,6
- Сорбент - активированный уголь марки СКТ-ЗИК
- ТУ 7837-090-048387-99
- Основный конструкционный материал-сталь 12Х18Н1 ОТ