專利名稱：翼片式過濾元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及包括吸入式過濾器的流體再循環(huán)系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地，本申請涉及用于從吸入的、例如核電站的管道系統(tǒng)的水中除去碎屑的過濾器。
背景技術(shù)：
核電站的應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)(ECCS)和其它再循環(huán)系統(tǒng)的重要作用是在事故和緊急事件的情況下使流體快速且大量地移至核電站的重要區(qū)域。實(shí)現(xiàn)該重要作用不可缺少的是過濾器、過濾裝置、濾網(wǎng)、以及系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的其它裝置與在維持足夠大量的流體流的同時(shí)從移動(dòng)流體中除去固體的能力。核電站具有各種安全系統(tǒng)以確保反應(yīng)堆堆芯中的核燃料在所有可信事故情況下都保持冷卻。一種這樣的情況是“冷卻劑喪失事故”(LOCA)，其中，假定外部管破裂，使得大 量水從反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)漏出。該水可以從相鄰的管或者其它反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)驅(qū)走固體碎屑。該水與一些驅(qū)走的碎屑一起將流至反應(yīng)堆的構(gòu)成貯液槽的最低部分。核電站配備有從貯液槽將水抽回至各反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)中的安全系統(tǒng)。泵入口上的過濾器確保防止大到足以堵塞這些系統(tǒng)的設(shè)備的任何碎屑進(jìn)入。根據(jù)碎屑的類型，在過濾器上放置的第一層會(huì)形成纖維墊并收集較細(xì)顆粒(否貝U，較細(xì)顆粒會(huì)通過過濾器)，從而產(chǎn)生具有高液壓阻力的低孔隙率碎屑的薄層。該特性被稱作“薄層效應(yīng)”，與全部(或者厚層)碎屑形成物(較高孔隙率碎屑允許流以較低壓頭損失通過)相比，薄層效應(yīng)中碎屑的每單位厚度的壓頭損失較高。薄層碎屑能夠?qū)е聣侯^損失足夠高而威脅應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)(ECCS)貯液槽再循環(huán)泵的功能性。薄層碎屑在核電站已操作性地出現(xiàn)，并且在壓頭損失測試期間已產(chǎn)生。減輕薄層效應(yīng)的一種方法是增加ECCS過濾器的表面面積。過濾器必須具有足夠的濾網(wǎng)面積，使過濾器上的碎屑層不會(huì)太厚以至于對流動(dòng)造成不能接受的高限制。過濾器還必須盡可能的小以便安裝在可用空間中。因此，緊湊性，即以最小體積提供最大濾網(wǎng)面積，是重要的。許多核電站中的常規(guī)過濾器是安裝在泵入口上的簡單的箱型裝置。較新的、更先進(jìn)的過濾器往往具有不規(guī)則的表面以增加表面面積。先進(jìn)的過濾器的實(shí)例是AtomicEnergy of Canada Limited 公司(AECL)的帶翅片的過濾器(Finned Strainer )，在公布號為WO 06/50606的PCT國際申請中對其進(jìn)行了描述。帶翅片的過濾器通過與集流管附接的模塊化中空翅片實(shí)現(xiàn)過濾功能，其中集流管將過濾的水導(dǎo)向泵入口。帶翅片的過濾器包括兩種不同的翅片設(shè)計(jì)(I)平面翅片和(2)波紋表面翅片。這些翅片具有多孔過濾表面。仍然需要改進(jìn)的過濾器或者過濾元件，例如使上述薄層效應(yīng)最小化并且能夠結(jié)合至現(xiàn)有系統(tǒng)中的過濾器或者過濾元件。提供該背景技術(shù)信息是為了使申請人認(rèn)為的已知信息成為本發(fā)明的可能相關(guān)內(nèi)容。既不必承認(rèn)也不應(yīng)該認(rèn)為任何前述信息構(gòu)成相對于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種翼片(vane)式過濾元件。本發(fā)明是對平面翅片設(shè)計(jì)的改進(jìn)，其另外帶有產(chǎn)生更緊湊設(shè)計(jì)的翼片。突出優(yōu)點(diǎn)是相對于平面翅片，大大地增加了過濾表面面積，從而減小了薄層效應(yīng)。由于減小了水通過濾網(wǎng)的速度并且減小了碎屑的厚度(因?yàn)樗椴荚谳^大面積上)，因此增加的面積減小了流入過濾器的限制。由于借助翼片獲得了較大濾網(wǎng)面積，因此該薄層對流入過濾器的阻力減小。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種翼片式過濾元件，其包括由至少一層多孔材料形成的一個(gè)或者多個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)，其中，多孔材料被折疊成從一個(gè)或者多個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)中的每一個(gè)的外表面向外延伸的多個(gè)中空翼片。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種過濾元件，其包括周邊框架，其沿著所述框架的一個(gè)側(cè)邊緣具有一個(gè)或者多個(gè)開口 ；一對流體可滲透濾網(wǎng)，其以彼此相向地間隔開的關(guān)系固定在周邊框架上；以及至少一個(gè)流體流動(dòng)通道，其形成在流體可滲透濾網(wǎng)之間，以用于經(jīng)由所述框架的側(cè)邊緣中的一個(gè)或者多個(gè)開口與集流管或者管子流體連通，其中，所述流體可滲透濾網(wǎng)中的每一個(gè)都由一個(gè)或者多個(gè)穿孔金屬板、金屬網(wǎng)或者其組合形成，并且 都包括折疊部以形成向外延伸的多個(gè)中空翼片。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種用于從流體過濾碎屑的過濾器，其包括(a)集流管，其限定封閉體積并且具有與吸入源流體連通的出口，集流管具有形成在其中的多個(gè)入口狹槽，以及(b)翅片狀過濾元件，其從每個(gè)入口狹槽向外突出以便從所述流體過濾碎屑，每個(gè)所述過濾元件包括周邊框架；以相向地間隔開的關(guān)系固定在周邊框架上的一對流體可滲透濾網(wǎng)；以及至少一個(gè)流體流動(dòng)通道，該流體流動(dòng)通道形成在流體可滲透濾網(wǎng)之間，以便通過所述框架的邊界側(cè)邊緣和所述入口狹槽與所述封閉體積流體連通，其中，流體可滲透濾網(wǎng)中的每一個(gè)都由一個(gè)或者多個(gè)穿孔金屬板、金屬網(wǎng)或者其組合形成，并且包括折疊部以形成向外延伸的多個(gè)中空翼片。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的與集流管連接的翼片式過濾元件(翅片)(等角視圖)。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的過濾器組件中的翼片式過濾元件(翅片)的模塊化使用。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式翅片，其中流體可滲透濾網(wǎng)由穿孔金屬翼片形成。示出該翼片式翅片帶有外框架(a)、以及不帶有外框架(b)。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式翅片的照片，其中流體可滲透濾網(wǎng)由穿孔金屬翼片形成。圖5是圖3所示的翼片式翅片的分解視圖。圖6是圖3所示的翼片式翅片的中空翼片的詳細(xì)視圖。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式翅片，其中流體可滲透濾網(wǎng)由分層金屬網(wǎng)狀翼片形成。示出該翼片式翅片帶有外框架(a)、以及不帶有外框架(b)。圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式翅片的照片，其中流體可滲透濾網(wǎng)由分層金屬網(wǎng)狀翼片形成。
圖9是圖7所示的翼片式翅片的分解視圖。圖10是圖7所示的翼片式翅片的中空翼片的詳細(xì)視圖。圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的圓柱形翼片式翅片。圖12示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式內(nèi)翅片過濾元件。圖13示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的平面翼片式過濾元件。
具體實(shí)施例方式定義除非另有說明，本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同的含義。 當(dāng)在說明書和權(quán)利要求中使用時(shí)，單數(shù)形式的不定冠詞和定冠詞包括復(fù)數(shù)涵義，除非上下文中另有清楚地描述。如本文中使用的術(shù)語“包括”將理解成表示后面所列內(nèi)容不是詳盡的，可以包括或者可以不包括任何其它額外合適的項(xiàng)目，例如，視情況而定包括一個(gè)或者多個(gè)其它特征、部件和/或成份。簡而言之，本發(fā)明提供一種翼片式過濾元件，其包括由至少一層多孔材料形成的一個(gè)或者多個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)，其中多孔材料折疊成從一個(gè)或者多個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)中的每一個(gè)的外表面向外延伸的多個(gè)中空翼片。通過增加過濾器每單位體積的表面面積、同時(shí)使能夠從水中過濾的碎屑的量最大化，將本發(fā)明的翼片式過濾元件設(shè)計(jì)成減小過濾器安裝所需的空間。在具體實(shí)施方式
中，翼片式過濾元件包括彼此以相向地間隔開的關(guān)系呈兩個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)形式的兩層多孔材料。該翼片式過濾元件具有在兩個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)之間形成的至少一個(gè)流體流動(dòng)通道。在該實(shí)施方式中，翼片式過濾元件被稱作“翅片”。與具有相似尺寸的平面或者波紋表面翅片相比，在翅片的流體可滲透濾網(wǎng)中結(jié)合向外延伸的翼片，這增加了翅片的過濾表面面積，并且在最小化薄層效應(yīng)的同時(shí)允許使用小過濾孔。在另一個(gè)實(shí)施方式中，翼片式過濾元件配置成具有形成的向外突出的翼片的圓筒件(參見例如圖11)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，翼片式過濾元件配置成使得翼片向內(nèi)突出；該構(gòu)造被稱作翼片式內(nèi)翅片過濾元件(參見例如圖12)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，翼片式過濾元件是平面的，使得翼片從過濾元件的一側(cè)向外延伸(參見例如圖13)。合適的過濾元件的選擇將取決于最終應(yīng)用。本發(fā)明還提供包括一個(gè)或者多個(gè)翼片式過濾元件的過濾器系統(tǒng)。下面的描述是基于配置成翅片的翼片式過濾元件。然而，可以理解的是該描述不是將本發(fā)明限定為具有翅片構(gòu)造的翼片式過濾元件?，F(xiàn)在參照附圖，其中，在幾個(gè)視圖中同樣的附圖標(biāo)記指的是同樣的部分，圖I示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的作為過濾器系統(tǒng)的部件的翼片式過濾元件。圖I所示的過濾器系統(tǒng)包括四個(gè)主要部件到泵入口管2的一個(gè)或者多個(gè)連接件I ;管道、所謂的集流管3，其收集引入的流體并將流體導(dǎo)向至泵入口，泵入口可以在地板中或者在墻壁上；以及翼片式過濾元件4，其帶有多孔的中空翼片5。盡管圖I所示的系統(tǒng)僅包括單個(gè)翼片式過濾元件4，但是集流管3包括多個(gè)狹槽6，以容納多個(gè)翼片式過濾元件或者翅片，并且允許流體從翅片中的每一個(gè)通行至集流管。本發(fā)明的翼片式過濾元件或者翅片能夠設(shè)計(jì)成與較大結(jié)構(gòu)的模塊化附接件，這些較大結(jié)構(gòu)與泵入口相連接，例如管道和集流管。作為可供選擇的布置，翼片式過濾元件能夠直接安裝在現(xiàn)有貯液槽上的與泵入口 2連接的地方。根據(jù)碎屑的量、碎屑的組成、流量和泵吸入壓頭的有效性，以模塊化的方式增加額外的翅片以形成過濾器系統(tǒng)。通過定制圖I所示的每個(gè)翅片的大小A、B和C，使翼片式過濾元件設(shè)計(jì)具有空間靈活性。該靈活性確保例如在現(xiàn)有核反應(yīng)堆中的可用空間得到最佳利用并且能夠在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)周圍建造過濾器系統(tǒng)。圖2示出過濾器系統(tǒng)中的翼片式過濾元件的模塊化使用的實(shí)例。圖2僅示出包括多個(gè)集流管3的過濾器組件的一部分，其中集流管3與到相應(yīng)泵入口管2的相應(yīng)連接件I相連接。每個(gè)集流管3收集引入的流體并將其導(dǎo)向相應(yīng)泵入口管2。進(jìn)一步地，如圖2所示，每個(gè)集流管3包括多個(gè)翼片式過濾元件4。
翅片能夠安裝在集流管的一側(cè)(如圖I所示)、兩側(cè)(如圖2所示)、頂部、底部、或者側(cè)面、頂部和/或底部的組合。根據(jù)應(yīng)用的具體空間和過濾要求，翅片能夠具有不同的大小、以及均勻的或者可變的間距。當(dāng)設(shè)計(jì)包括多個(gè)翼片式翅片或者過濾元件的過濾器系統(tǒng)時(shí)，必要的是使過濾器需要能夠處理的碎屑的類型和量的設(shè)計(jì)最優(yōu)化。需要考慮的兩個(gè)基本因素是所需的過濾面積和必須容納在過濾器中的碎屑的潛在體積。非常簡單地，通過所需的過濾面積確定翼片式翅片的數(shù)量，然后可以改變翅片間距以確保在翅片之間有足夠的空間用于假定的碎屑體積。為防止吸入空氣,最簡單的是確保在翅片上方有足夠高度的水；然而,另一個(gè)選擇是將集流管設(shè)計(jì)成使得流動(dòng)通道總是浸沒在水下。假如(非常簡單地)集流管的入口的浸沒度大于穿過濾網(wǎng)和碎屑的壓頭損失，則可以防止空氣的吸入。另一個(gè)選擇是在翅片上增加水平蓋子。該蓋子允許翅片靠近水表面而不會(huì)吸入空氣或者不會(huì)造成空心漩渦。本發(fā)明的翼片式過濾元件或者翅片是在公布號為WO 06/50606的PCT國際公布中描述的帶翅片的過濾器技術(shù)的平面翅片的變型。在接下來的部分中對本發(fā)明的翼片式過濾元件的兩種構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)描述。圖3(a)和(b)示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式過濾元件或者翅片4，其中，使用一個(gè)或者多個(gè)連接裝置(例如插在開口 10中的銷或者螺栓)容易地安裝或者拆下翼片式翅片4?；蛘?，本發(fā)明的翼片式過濾元件能夠永久地附接至集流管，以形成過濾器系統(tǒng)(未不出)的永久部件。如圖3(a)所示，水通過多孔過濾濾網(wǎng)進(jìn)入翅片4(顯示為流入物19)，同時(shí)將碎屑留在濾網(wǎng)上，然后通過側(cè)開口 18離開翅片4 (顯示為流出物20)。在圖3(b)中示出翅片4的多孔過濾表面的結(jié)構(gòu)包括形成為翼片5的形狀的過濾表面，以增加表面面積?；谠O(shè)計(jì)需要可以使用兩種類型的翼片I、穿孔金屬翼片多孔過濾濾網(wǎng)的翼片由單個(gè)穿孔金屬板形成(圖5和圖6)。2、分層金屬網(wǎng)狀翼片如果應(yīng)用中需要微小顆粒過濾能力，則可以使用由兩層編織金屬網(wǎng)構(gòu)成的可供選擇的多孔過濾濾網(wǎng)(圖9和圖10)。下面更詳細(xì)地進(jìn)行描述。
圖3(b)示出翼片式翅片4不帶外框架的內(nèi)部。然而，在使用中，如圖3(a)所示，翼片式翅片4將包括外框架7，以提供機(jī)械穩(wěn)定性并且對翼片式翅片4中的至少一個(gè)流體流動(dòng)通道的一部分進(jìn)行限定。在一些實(shí)施方式中，框架本身可以包括穿孔，或者可以由剛性多孔材料形成，以提供另外的過濾?；蛘?，框架可以由流體不可滲透的剛性材料制成。然而，在各種情況下，框架均沿著一側(cè)包括長形開口 18、或者一系列較小開口(圖未示)，這些開口對應(yīng)于與框架附接的或者將要附接的集流管中的狹槽或者開口。流體通過該開口從翼片式翅片4內(nèi)的主流動(dòng)通道13流入集流管。圖4是圖3(a)所示的翼片式翅片的照片，其中，翅片包括穿孔金屬翼片。如圖5和圖9所示，翼片式翅片的外框架在翼片式翅片4的集流管端部處可以包括端帽17。端帽17由焊接在波紋板15的一端上的板形成。端帽17包括大開口 18，流通過大開口 18離開翅片4并且進(jìn)入集流管。端帽還附接至C形安裝框架16以形成整個(gè)外框架7，安裝框架16可以是整體的或者由單獨(dú)的板構(gòu)成。利用柔性金屬條21將端帽的邊緣密封在集流管中，這樣，確保翅片良好地配合在 集流管中。穿孔金屬翼片圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式過濾元件4的分解視圖，翼片式過濾元件4包括由翼片式穿孔金屬制成的流體可滲透濾網(wǎng)。在該構(gòu)造中，多孔翼片表面由單個(gè)穿孔金屬板形成。穿孔金屬板翼片表面制造簡單，并且顯著地增加了翅片的強(qiáng)度。在翅片的每側(cè)上的兩個(gè)翼片表面14被提供剛度和強(qiáng)度的波紋板15分隔開，并且形成流體通道以便與集流管流體連通。除配合至集流管中的邊緣之外，翼片式翅片的邊緣被四周的安裝框架16覆蓋。該邊緣包括一個(gè)或者多個(gè)開口，以便流動(dòng)通道與集流管的內(nèi)部之間的流體連通。該框架還增加了翅片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。如果需要額外的濾網(wǎng)面積，則安裝框架16可以是全部穿孔或者部分穿孔。在圖6中示出了穿孔金屬翼片的細(xì)節(jié)。如該圖中所示，在進(jìn)入翼片22之后，水通過翼片22的中空芯12流向翅片的主流動(dòng)通道13。通過最佳地利用翼片間距，使薄層效應(yīng)最小化。分層金屬網(wǎng)狀翼片如果翼片式過濾元件的應(yīng)用需要比使用標(biāo)準(zhǔn)穿孔金屬板做成的小的過濾孔，那么制造翼片的可供選擇的方法是使用編織金屬網(wǎng)。如圖7(a)所示，水通過多孔過濾濾網(wǎng)進(jìn)入翅片4(顯示為流入物19)，同時(shí)將碎屑留在濾網(wǎng)上，然后通過側(cè)開口 18離開翅片4 (顯示為流出物20)。在圖7(b)中示出翅片4的多孔過濾表面的結(jié)構(gòu)包括形成為翼片5的形狀的過濾表面，以增加表面面積。在圖7所示的實(shí)施方式中，翼片表面由分層金屬網(wǎng)形成。兩個(gè)翼片表面附接至平的穿孔板23。圖7(b)示出翼片式翅片4不帶外框架的內(nèi)部。然而，在使用中，如圖7(a)所示，翼片式翅片4將包括外框架7，以提供機(jī)械穩(wěn)定性并且對翼片式翅片4中的至少一個(gè)流體流動(dòng)通道的一部分進(jìn)行限定。在一些實(shí)施方式中，框架本身可以包括穿孔，或者可以由剛性多孔材料形成，以提供另外的過濾?；蛘?，框架可以由流體不可滲透的剛性材料制成。然而，在各種情況下，框架均沿著一側(cè)包括長形開口 18、或者一系列較小開口(圖未示)，這些開口對應(yīng)于與框架附接的或者將要附接的集流管中的狹槽或者開口。流體通過該開口從翼片式翅片4內(nèi)的主流動(dòng)通道13流入集流管(識別為流出物20)。圖8是圖7(a)所示的翼片式翅片的照片，其中，翅片包括分層金屬網(wǎng)狀翼片。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的翼片式過濾元件的分解視圖，翼片式過濾元件包括分層金屬網(wǎng)。使用該構(gòu)造，可以過濾小于200 iim的碎屑。在薄纖維墊初始積聚之后，尺寸小得多的碎屑(標(biāo)稱尺寸為IOym)被過濾。網(wǎng)的尺寸可以根據(jù)具體應(yīng)用的要求而改變。如圖9所不,翅片的每側(cè)上的兩個(gè)翼片表面由兩層編織金屬網(wǎng)表面24和25組成。外網(wǎng)表面25提供微小顆粒過濾能力。該網(wǎng)其自身是非常柔軟的并且需要增強(qiáng)結(jié)構(gòu)以獲得一致的翼片成形。選擇內(nèi)網(wǎng)表面24以增加分層表面的剛性和強(qiáng)度。微小網(wǎng)表面25和路線網(wǎng)表面24的組合提供具有足夠結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的微細(xì)過濾能力。在多個(gè)位置處形成翼片之前，附接這兩個(gè)網(wǎng)層，使得它們表現(xiàn)為一個(gè)表面。該分層的網(wǎng)表面被用于制造帶有形成的中空翼片的翅片的兩個(gè)面。在圖10中示出了翼片的細(xì)節(jié)。這兩個(gè)翼片表面附接至平的穿孔板23。組合的翼片面在結(jié)構(gòu)上很堅(jiān)固。波紋板15顯著地增加了額外的剛性和強(qiáng)度，并且形成流動(dòng) 通道以便與集流管流體連通。除配合至集流管中的邊緣之外，翼片式翅片的邊緣被四周的 安裝框架16覆蓋。該邊緣包括一個(gè)或者多個(gè)開口，以便流動(dòng)通道與集流管的內(nèi)部之間的流體連通。該框架還增加了翅片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。如果需要額外的濾網(wǎng)面積，則安裝框架16可以是全部穿孔或者部分穿孔。在圖10中示出了分層金屬網(wǎng)狀翼片的細(xì)節(jié)。如該圖中所示，在進(jìn)入翼片之后，水通過翼片的中空芯12流向翅片的主流動(dòng)通道13。通過最佳地利用翼片間距，使薄層效應(yīng)最小化。翼片尺寸基于LOCA之后在核電站中預(yù)期的典型碎屑成分來選擇標(biāo)準(zhǔn)的翼片尺寸。根據(jù)在過濾能力無任何損失的情況下使過濾表面面積最大化的考慮，確定翼片之間的間距。如果翼片間距太大，翅片的表面面積將不是最佳的，從而產(chǎn)生非緊湊的過濾器設(shè)計(jì)。如果翼片間距太小，在翼片表面上沉積的碎屑將橋接跨過翼片，從而導(dǎo)致有效過濾面積減小，并因此導(dǎo)致過濾效率降低。為此，合適地選擇翼片間距對于最佳設(shè)計(jì)而言是非常重要的。普遍認(rèn)可的是一般薄層碎屑厚度為約3mm。作為實(shí)例，如果具體應(yīng)用的真正薄層為3mm，為了允許形成薄層且不橋接在翼片之間，合適的是翼片節(jié)距為約14mm、兩個(gè)相鄰翼片之間的間距為10mm。針對不同應(yīng)用，能夠通過試驗(yàn)室測試而使這些尺寸最優(yōu)化。另外，根據(jù)在維持過濾效率的同時(shí)使過濾表面面積最大化的考慮，確定翼片高度的選擇。雖然通過增加過濾面積能夠無限地增加翅片的表面面積，然而存在極限值，超過該極限值，額外的翼片高度將不能為碎屑過濾提供任何好處。當(dāng)碎屑壓頭損失主要為厚層壓頭損失時(shí)，增加的翼片高度將不再改善過濾能力。這是因?yàn)楹駥铀樾继顫M了翼片之間的間距，并且厚層壓頭損失變成隨著投影面積(例如，翅片的無翼片的表面面積)的變化而變化，與翼片高度無關(guān)。用于核ECCS過濾器應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)翼片高度大致為25mm，但是必須利用包括碎屑成分和每單位面積的碎屑量的結(jié)果的實(shí)驗(yàn)室測試使該尺寸最優(yōu)化。表面面積的增加與帶翅片的過濾器技術(shù)的平面翅片和波紋表面翅片相比，該翼片式翅片發(fā)明每單位體積分別提供約4. 5和2. 5倍的表面面積。通過將薄層碎屑沉積分布在較大表面面積上，表面面積的顯著增加使“薄層效應(yīng)”最小化。在該說明書中提到的所有出版物、專利和專利申請表示本發(fā)明所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員的水平，并且通過參考引入本文中，如同具體地并單獨(dú)地表明通過參考引入每篇單獨(dú)的出版物、專利或者專利申請。 雖然像這樣地描述了本發(fā)明，然而顯而易見的是可以以許多方式改變本發(fā)明。這些變化將不被認(rèn)為是偏離了本發(fā)明的精神和范圍，并且對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的所有修改都認(rèn)為包括在下面權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種過濾元件，其包括由至少一層多孔材料形成的一個(gè)或者多個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)，所述多孔材料被折疊成從所述一個(gè)或者多個(gè)流體可滲透濾網(wǎng)中的每一個(gè)的外表面向外延伸的多個(gè)中空翼片。
2.—種過濾元件,其包括 (a)周邊框架，其沿著所述框架的一個(gè)側(cè)邊緣具有一個(gè)或者多個(gè)開口， (b)一對流體可滲透濾網(wǎng)，其以彼此相向地間隔開的關(guān)系固定在所述周邊框架上，以及 (C)至少一個(gè)流體流動(dòng)通道，其形成在所述流體可滲透濾網(wǎng)之間，以用于經(jīng)由所述框架的所述側(cè)邊緣中的一個(gè)或者多個(gè)開口與集流管或者管子流體連通， 其中所述流體可滲透濾網(wǎng)中的每一個(gè)都由一個(gè)或者多個(gè)穿孔金屬板、金屬網(wǎng)或者其組合形成，并且都包括折疊部以形成向外延伸的多個(gè)中空翼片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的過濾元件，其中所述流體可滲透濾網(wǎng)由可滲透金屬板或者分層金屬網(wǎng)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的過濾元件，其中，還包括波紋金屬間隔裝置，所述波紋金屬間隔裝置設(shè)置在所述流體可滲透濾網(wǎng)之間并且以間隔開的關(guān)系維持所述流體可滲透濾網(wǎng)，在所述波紋金屬間隔裝置與所述流體可滲透濾網(wǎng)之間限定多個(gè)所述流動(dòng)通道。
5.一種用于從流體過濾碎屑的過濾器,其包括 (a)集流管，其限定封閉體積并且具有與吸入源流體連通的出口，所述集流管具有形成在其中的多個(gè)入口狹槽，以及 (b)翅片狀過濾元件，其從每個(gè)入口狹槽向外突出以便從所述流體過濾碎屑，每個(gè)所述過濾元件包括周邊框架；以相向地間隔開的關(guān)系固定在所述周邊框架上的一對流體可滲透濾網(wǎng)；以及至少一個(gè)流體流動(dòng)通道，所述流體流動(dòng)通道形成在所述流體可滲透濾網(wǎng)之間，以便通過所述框架的邊界側(cè)邊緣和所述入口狹槽與所述封閉體積流體連通， 其中所述流體可滲透濾網(wǎng)中的每一個(gè)都由一個(gè)或者多個(gè)穿孔金屬板、金屬網(wǎng)或者其組合形成，并且包括折疊部以形成多個(gè)向外延伸的中空翼片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過濾器，其中所述流體可滲透濾網(wǎng)由穿孔金屬板形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的過濾器，其中所述流體可滲透濾網(wǎng)由分層金屬網(wǎng)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項(xiàng)所述的過濾器，其中，還包括波紋金屬間隔裝置，所述波紋金屬間隔裝置設(shè)置在所述流體可滲透濾網(wǎng)之間并且以間隔開的關(guān)系維持所述流體可滲透濾網(wǎng)，在所述波紋金屬間隔裝置與所述流體可滲透濾網(wǎng)之間限定多個(gè)所述流動(dòng)通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于從吸入到管道系統(tǒng)的水中除去碎屑的過濾器。它具有用于核電站中的具體應(yīng)用，在冷卻劑喪失事故之后，必須將冷卻水從收集貯液槽泵送回到反應(yīng)堆堆芯中。該水可以包含在將水送回至反應(yīng)堆冷卻系統(tǒng)之前必須除去的各種類型的碎屑。利用被稱為“過濾器”的部件來實(shí)現(xiàn)碎屑的過濾。在可用于安裝過濾器的空間方面存在限制。通過增加過濾器每單位體積的表面面積、同時(shí)使能夠從水中過濾的碎屑的量最大化，將本發(fā)明的翼片式過濾元件(例如翼片式翅片)設(shè)計(jì)成減小過濾器安裝所需的空間。
文檔編號B01D35/28GK102802758SQ201080034643
公開日2012年11月28日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月23日
發(fā)明者Z.哈奎, D.B.羅德斯, M.高德特 申請人:加拿大原子能有限公司