ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ БЛОК

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности, оборудования АЭС и касается теплоизоляции корпусов крупногабаритного высокотемпературного оборудования (теплообменных аппаратов, сосудов и т.д.) и трубопроводов АЭС высокого давления.
Основными требованиями, предъявляемыми к тепловой изоляции, используемой в гермообъеме АЭС, являются:
- снижение тепловых потерь от оборудования в окружающую среду;
- снижение количества мелких фракций теплоизолирующего материала при механическом разрушении тепловой изоляции в результате аварии, способных засорять фильтрующие устройства и теплообменники системы аварийного расхолаживания реакторной установки АЭС;
- повышение эксплуатационной надежности теплоизоляции при эксплуатации. Это связано с тем, в режимах малой и большой течей теплоизоляция подвергается интенсивному орошению раствором борной кислоты из спринкерной системы, а также воздействию дезактивирующих растворов.
- снижение времени на проведение монтажа и демонтажа тепловой изоляции при проведении периодического контроля металла оборудования и сварных соединений на нем, так как радиационная обстановка в гермообъеме АЭС и является определяющим фактором для снижения воздействия ионизированного излучения на эксплуатационный и ремонтный персонал АЭС при проведении контрольных и ремонтных работ.
Известна конструкция тепловой изоляции металлической оболочки [1], содержащая маты из волокнистого материала и защитные металлические листы, прижимающие их к изолируемой оболочке с помощью крепежных элементов. Причем металлические листы выполнены в виде короба, накрывающего мат, и имеют на двух смежных сторонах отбортовки, параллельные плоскости короба, в зоне которых короб имеет, по крайней мере, две плоские стойки, расположенные под прямым углом друг к другу и скрепленные с изолируемой оболочкой, а плоскость короба выполнена с нависанием, по крайней мере, над одной из отбортовок, и образует вместе с ней гнездо для удержания стороны соседнего короба, не имеющей отбортовки.
Техническим результатом изобретения является то, что мат и короб крепятся к защищаемой оболочке только в двух точках крепления с помощью сварки.
Недостатком данной конструкции тепловой изоляции металлической оболочки является то, что крепление короба к защищаемой оболочке осуществляется с помощью
сварки, что делает данную конструкцию неразбираемой в процессе эксплуатации и, соответственно, неприемлемой к оборудованию АЭС, требующего периодического контроля наружной поверхности корпусов и распологающихся на них сварных соединений.
Кроме того, теплоизоляционный мат остается незащищенным от воздействия радиоактивного теплоносителя в случае разгерметизации оборудования или трубопроводов при аварии на реакторной установке АЭС, что может приводить к накоплению в нем радиоактивных элементов, т.е., со временем, по мере накопления радионуклидов тепловая изоляция становится радиоактивной.
Известна конструкция панельной тепловой изоляции высокотемпературных трубопроводов АЭС [2], выполненная в виде замкнутых панелей из нержавеющего тонколистового материала с размещенным внутри их полостей теплоизолирующим слоем на основе минерального волокна, установленных с зазором и скрепленных между собой автоматически раскрывающимися замками, которые отрегулированы на заданную нагрузку. Жесткость панелей обеспечивается гофрированными обечайками, снабженными по периметру силовыми поясами, соединенными между собой трубчатыми элементами.
Недостатком данной конструкции панельной тепловой изоляции является то, что в случае возникновения течи на одном трубопроводе фактически сработают динамические замки на всех трубопроводах, соединенных по полости зазора с поврежденным трубопроводом, так как нагрузка от пароводяного потока распределяется в полости зазора равномерно.
В качестве прототипа выбрана панельная тепловая изоляция по техническому решению [2].
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение механической надежности и срока эксплуатации тепловой изоляции. Технический результат достигается за счет того, что:
- теплоизоляционный блок, содержит кожух, выполненный в виде короба, заполненный теплоизоляционным матом;
- короб выполнен герметично закрытым;
- размещенный в герметичном коробе теплоизоляционный мат обшит металлической сеткой;
- на внутренней поверхности наружной стенки теплоизоляционного блока размещены штыри, пронизывающие теплоизоляционный мат насквозь, а с противоположной стороны мата на штырях размещены стопорные шайбы;
- в теплоизоляционном блоке выполнены сквозные цилиндрические проходки, предназначенные для размещения крепежных деталей.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где:
на фиг. 1 - изображен теплоизоляционный блок;
на фиг. 2 - изображен теплоизоляционный мат, обшитый металлической сеткой.
Теплоизоляционный блок по настоящему изобретению включает в себя кожух 1, выполненный в виде герметично закрытого короба, теплоизоляционный мат 2, металлическую сетку 3, выполненную, например, из стальной нержавеющей проволоки, штыри 4, стопорные шайбы 5, сквозные цилиндрические проходки 6.
Предлагаемая конструкция теплоизоляционного блока, используется следующим образом. Кожух 1, выполненный в виде герметичного короба, заполняется теплоизоляционным материалом в виде мата 2, который, в свою очередь обшит металлической сеткой 3. На внутренней поверхности наружной стенки кожуха 1 теплоизоляционного блока равномерно размещаются штыри 4, которые пронизывают теплоизоляционный мат 2 насквозь, а с противоположной стороны мата 2 на каждый штырь 4 устанавливаются стопорные шайбы 5, которые в совокупности фиксируют положение теплоизоляционного мата 2 внутри кожуха 1, удерживая теплоизоляционный мат 2 от перемещения его внутри кожуха 1 под действием собственного веса и вибрации, возникающей при работе энергетического оборудования, а также передающейся от работающих механизмов. Количество штырей 4 и стопорных шайб 5 зависит от размеров теплоизоляционного блока.
Для крепления теплоизоляционного блока к теплоизолируемому оборудованию или трубопроводу короб снабжен сквозными цилиндрическими проходками 6 (отверстиями), которые могут быть выполнены, например, из труб, приваренных к наружной и внутренней стенкам теплоизоляционного блока, и через которые проходят крепежные детали например, болты или шпильки.
Высокая прочность и жесткость теплоизоляционного блока по настоящему изобретению обеспечивает механическую надежность теплоизоляции в целом, т.к. значительно снижается степень разрушения теплоизоляции в случаях повреждения целостности трубопроводов или корпусов оборудования реакторной установки АЭС в процессе эксплуатации.
В то же время предлагаемая конструкция теплоизоляционного блока позволяет в процессе эксплуатации, при проведении периодического контроля сварных соединений корпуса, а также металла корпуса теплоизолируемого оборудования, упростить процесс
снятия теплоизоляционных блоков в районе сварных соединений и на корпусе оборудования или на трубопроводе, а также процесс его сборки. Причем, снятие каждого блока можно осуществлять индивидуально, не нарушая целостности теплоизоляции оборудования и трубопроводов в целом.
Следует учитывать то обстоятельство, что в процессе эксплуатации оборудования и трубопроводов реакторной установки АЭС могут возникнуть аварийные ситуации, при которых в режимах малой и большой течей теплоизоляция подвергается интенсивному орошению теплоносителем, а также раствором борной кислоты из спринкерной системы или другими жидкими средами. В таких ситуациях герметичный кожух теплоизоляционного блока надежно защищает теплоизоляционный мат от попадания на него радиоактивного теплоносителя и других жидких сред.
Кроме того предлагаемая конструкция теплоизоляционного блока, учитывая его герметичность, позволяет с минимальными затратами производить его дезактивацию в случае попадания на него радиоактивных веществ.
Ссылочная литература:
1. Патент РФ № 2195604, Кл 7 F 1 6 L 59/00.
2. Патент РФ № 2200270, Кл. 7 F 1 6 L 59/00.