УСТРОЙСТВО ДЛЯ СНЯТИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ С ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Заявляемая полезная модель относится к области химической, нефтяной, газовой и т.п. промышленностям, а также к ядерной технике, где она, в частности, может быть использована при снятии раствором химических реагентов отложений продуктов коррозии и примесей водного теплоносителя с внешней поверхности оболочек тепловыделяющих элементов.
Наиболее близким аналогом, совпадающим с заявляемым изобретением по наибольшему количеству существенных признаков, является устройство для снятия отложений с тепловыделяющих элементов [Смирнова И.М., Кучкина И.Н., Костюченко А.Н. и др. Определение состава продуктов отложений и толщины оксидной пленки на поверхности твэлов ВВЭР и РБМК // Атомная энергия, 2005. Т.98, вып.1. С.50-54], включающее камеру, выполненную из кварцевого стекла в виде полого цилиндра, расположенного вертикально, с внутренним диаметром 32 мм и длиной 1 м с одним отверстием в верхнем торце для размещения в камере концевого участка протяженного изделия, в частности, тепловыделяющего элемента, заполнения камеры раствором химических реагентов и последующего слива отработавшего раствора, а также нагревательное устройство в виде цилиндрической печи, позволяющее проводить снятие отложений с внешней поверхности оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов раствором химических реагентов при температуре 50-90°С. Очищенная оболочка становится пригодной для дальнейших материаловедческих исследований, а растворы используют для проведения количественного анализа состава отложений.
Недостатками прототипа являются невозможность без нарушения целостности протяженного изделия производить снятие отложений с дискретных участков оболочки, трудности с обеспечением места для работ с облученными тепловыделяющими элементами в защитной камере, высокая
вероятность разбить камеру, большие временные и трудозатраты при проведении процедуры снятия отложений.
Указанные недостатки обусловлены конструкцией устройства, его большими габаритными размерами и вертикальным расположением, предполагающим такое же размещение тепловыделяющих элементов (сложности с обеспечением защитной камерой высотой не менее 4,6 м), использованием в качестве материала камеры механически нестойкого кварцевого стекла, использование дополнительно печи в качестве нагревательного устройства, требующее проведения дополнительных операций (постановка камеры в печь и удаление из нее).
Изобретение позволяет сократить временные и трудозатраты при проведении снятия раствором химических реагентов поверхностных отложений с любых участков по длине протяженных изделий без нарушения их целостности при уменьшении габаритных размеров применяемого устройства.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для снятия поверхностных отложений с протяженных изделий содержит камеру, снаружи которой установлен нагреватель, а по торцам камеры выполнены отверстия для перемещения внутри камеры изделия, снабженные узлами уплотнения. На боковой поверхности камеры расположено отверстие для заполнения камеры реагентом. Камера установлена с возможностью поворота для удаления реагента. Камера выполнена из фторопласта. Отверстия по торцам камеры выполнены соосно и расположены на горизонтальной оси камеры.
Наличие снаружи камеры нагревателя способствует снижению временных и трудозатрат, поскольку исключает необходимость каждый раз помещать камеру для нагревания в нагревательное устройство и доставать ее для проведения операции слива отработавшего раствора. Выполненные по торцам камеры отверстия, снабженные узлами уплотнения, позволяют свободно перемещать внутри камеры изделие в любом направлении и герметично устанавливать на заданной координате по оси. Расположенное на боковой поверхности отверстие служит для заполнения камеры химическим реагентом и
последующего удаления через него отработанного реагента. Предусмотренная возможность поворота камеры позволяет быстро и легко произвести удаление отработанного реагента через отверстие на боковой поверхности камеры без использования дополнительных отверстий для этой цели, увеличивающих вероятность потери реагента в процессе процедуры снятия отложений. Камера выполнена из фторопласта, что продлевает срок службы устройства при прочих равных условиях, позволяет проводить нагрев до 90°С и использовать химически активные реагенты. Торцевые отверстия камеры выполнены соосно и расположены на горизонтальной оси камеры, что позволяет без изменения геометрии изделия свободно производить его перемещения внутри камеры.
Новыми существенными признаками являются совмещенный с камерой наружный нагреватель; наличие по торцам камеры отверстий, снабженных узлами уплотнения, для размещения изделия внутри камеры; отверстие на боковой поверхности камеры для заполнения химическими реагентами; возможность поворота камеры для удаления реагента; материал, из которого изготовлена камера - фторопласт; выполненные соосно и расположенные на горизонтальной оси камеры отверстия по торцам камеры.
Это позволяет сделать вывод, что заявляемое решение обладает новизной.
На чертеже фиг.1 изображен продольный разрез устройства для снятия отложений с изделий, где 1 - тепловыделяющий элемент, 2 - рабочий объем камеры, 3 - нагревательное устройство, 4 - торцевое отверстие камеры, 5 - отверстие на боковой поверхности камеры, 6 - камера, 7 - уплотнительные узлы, 8 - ручка, 9 - поворотное устройство.
Устройство содержит камеру (6) из фторопласта, на боковой поверхности которой расположено отверстие (5) для заполнения камеры реагентом. Снаружи камеры установлен нагреватель (3). По торцам камеры, на ее горизонтальной оси, соосно расположены отверстия (4) с узлами уплотнения (7)
для перемещения и фиксации внутри камеры изделия. Камера снабжена поворотным устройством (9) для удаления реагента.
Устройство работает следующим образом. В качестве протяженного изделия использован тепловыделяющий элемент ядерного реактора типа РБМК. Исследуемый тепловыделяющий элемент (1) диаметром 13,6 мм концом вставляют в торцевое отверстие диаметром 14 мм (4) камеры (6) и перемещают внутри нее, выводя в соосное отверстие (4) другого торца камеры до заданной координаты по длине оси тепловыделяющего элемента (1). При этом тепловыделяющий элемент (1) находится в горизонтальном положении относительно своей оси благодаря расположению торцевых отверстий (4) камеры (6) на ее горизонтальной оси, а соосное расположение этих отверстий обеспечивает отсутствие деформации тепловыделяющего элемента (1) при его передвижении. По достижении заданной координаты тепловыделяющий элемент (1) герметизируют в камере с помощью уплотнительных узлов (7) на ее торцевых отверстиях (4). Через отверстие на боковой поверхности камеры (5) заливают 100 см раствора кислот. Таким образом, поверхность оболочки тепловыделяющего элемента, заключенная в рабочий объем камеры (2), полностью находится в растворе кислот. Включают нагревательное устройство (3), установленное снаружи камеры (6), и в течение 10 мин происходит нагрев раствора кислот до температуры 50±5°С. Нагревательное устройство (3) выключают, некоторое время температура еще возрастает и в течение 20 мин при температуре 50-90°С происходит химический процесс снятия отложений на анализируемом участке оболочки твэла путем их полного перехода в раствор кислот. По истечении указанного времени отработанный раствор кислот выливают из рабочего объема (2) камеры (6) через отверстие на боковой поверхности (5) путем поворота камеры с тепловыделяющим элементом с помощью ручки (8) и поворотного устройства (9) вокруг, например, горизонтальной оси. Аналогично описанной процедуре, но без нагрева выполняют промывку камеры и находящегося в ней участка оболочки твэла водой, после чего уплотнительные узлы (7) ослабляют и перемещают тепловыделяющий
элемент (1) в заданном направлении до следующей обозначенной координаты. Таким образом можно проводить снятие поверхностных отложений с любых участков по длине оболочек тепловыделяющих элементов ядерных реакторов и других протяженных изделий без нарушения их целостности. Отработанный раствор кислот используют в дальнейшем для химического анализа состава отложений.