專利名稱：用于限制危險(xiǎn)材料儲(chǔ)料倉失控火災(zāi)的極端后果的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于限制失火后果的裝置的領(lǐng)域，該裝置保證火勢不蔓延。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種裝置，該裝置在失火的情況下適合于以密封方式保存諸如核材料、化學(xué)或病毒性產(chǎn)品的危險(xiǎn)材料的設(shè)備(installation)。
背景技術(shù)：
與以密封方式保存危險(xiǎn)材料的設(shè)備有關(guān)的重要結(jié)果之一在于，保證不存在使該危險(xiǎn)材料轉(zhuǎn)移給人類以及周圍環(huán)境、居民的危險(xiǎn)，且更具體地，轉(zhuǎn)移給操作上述設(shè)備的人員的危險(xiǎn)。
危險(xiǎn)材料被包裝并放置在密封單元(公知的儲(chǔ)料倉)中。環(huán)境保護(hù)規(guī)范要求考慮到儲(chǔ)料倉的密封性的任何潛在的故障。為使危險(xiǎn)材料與自然環(huán)境隔離，習(xí)慣上應(yīng)用兩條附加的保護(hù)原則。
第一條原則是，插入大量固定擋板(barrier)，以便限制其中之一失效的后果。儲(chǔ)料倉設(shè)置在其自身與外界隔離的密封殼體內(nèi)。該密封殼體充當(dāng)?shù)诙雷o(hù)擋板的角色。儲(chǔ)料倉和密封殼體通過設(shè)置密封隔板(bulkhead)和密封門而被密封。
第二條原則是，通過使用機(jī)械通風(fēng)而創(chuàng)造動(dòng)態(tài)密封系統(tǒng)，該機(jī)械通風(fēng)產(chǎn)生從設(shè)備外界朝向儲(chǔ)料倉的負(fù)壓降，以便克服固定擋板的密封缺陷。密封殼體和儲(chǔ)料倉的每一個(gè)都具有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，該通風(fēng)系統(tǒng)包括用于吹動(dòng)從外界吹入的空氣的網(wǎng)絡(luò)以及用于將空氣抽向外界的網(wǎng)絡(luò)。除了通過使處于危險(xiǎn)中的單元保持為負(fù)壓的密封之外，該通風(fēng)系統(tǒng)通過適用于危險(xiǎn)材料種類的凈化過濾器而提供諸如換氣(以每小時(shí)大約很少的體積)和凈化的附加功能。這些功能有助于保持儲(chǔ)料倉和密封殼體清潔，以便限制使危險(xiǎn)材料轉(zhuǎn)移至外界的危險(xiǎn)。
因此保存危險(xiǎn)材料要求使用完善的設(shè)備，而不限于一個(gè)單一防護(hù)擋板。如果認(rèn)為上述兩條保護(hù)原則在正常操作中是足夠的，那么還需要考慮諸如地震和/或火災(zāi)的意外情況。這對于危險(xiǎn)材料存儲(chǔ)區(qū)域更是如此，對此，安全權(quán)威部門規(guī)定了嚴(yán)格的分析原理和建筑準(zhǔn)則。
在有些情況下，起火原因分析引出了一些需要考慮的事項(xiàng)，即，將還未得到控制的大火現(xiàn)場封鎖在火勢分區(qū)單元中，換句話說，是具有隔板的單元，其中隔板的質(zhì)量在其耐火性方面是合格的。這種情景的發(fā)展可能導(dǎo)致凈化裝置(諸如凈化過濾器)的操作條件被超越(outstrip)。例如，在核力場，最有效的性能表現(xiàn)非常高的過濾器適用于200℃。因而必須通過防火風(fēng)門來阻止并隔離通風(fēng)，核力場中最有效的防火風(fēng)門適用于2100Pa的壓強(qiáng)。當(dāng)起火時(shí)，儲(chǔ)料倉的隔離造成壓力增大，在缺乏專用輔助設(shè)置時(shí)，該壓力增大可能沖破固定密封。這種爆炸會(huì)對周圍環(huán)境造成無法接受的后果。
通過引發(fā)火災(zāi)所需的因素(公知的“燃燒三要素”)來確實(shí)地分析起火原因，給出了下面的結(jié)論存在于儲(chǔ)料倉中的危險(xiǎn)材料和器材構(gòu)成燃料；存在于儲(chǔ)料倉中的氣體以及通過儲(chǔ)料倉通風(fēng)系統(tǒng)的吹風(fēng)網(wǎng)絡(luò)而帶入的氣體形成氧化劑。在本方法中，僅缺少燃燒三要素中的用于在儲(chǔ)料倉中引發(fā)初始燃燒的點(diǎn)燃能量。事實(shí)上，近來在與基本核設(shè)備有關(guān)的起火的法定途經(jīng)上有了一些改變，其規(guī)定應(yīng)該確定地假定是達(dá)到起火燃點(diǎn)的。因此，具有了所有的這些因素，可以考慮到大火在儲(chǔ)料倉中引起和發(fā)展。
此外，在有些情況下，待被儲(chǔ)存的危險(xiǎn)性材料對消防員在儲(chǔ)料倉中能夠操作的條件以及使用遠(yuǎn)程滅火系統(tǒng)的可能性方面做出了一些限制。在這種背景下，無法保證火勢迅速得到控制的這種情況迫使我們擔(dān)心火勢會(huì)蔓延到整個(gè)儲(chǔ)料倉。
最后，從封閉(confined)空間中的失火所獲得的認(rèn)識(shí)使得可能確立火勢發(fā)展中的三個(gè)連續(xù)階段，如圖1中的曲線所給出的，該曲線是以密封方式儲(chǔ)存危險(xiǎn)材料的儲(chǔ)料倉中的未得到控制的大火的理論壓力曲線，且在該曲線上，x坐標(biāo)軸對應(yīng)于時(shí)間(T)，而y坐標(biāo)軸對應(yīng)于壓力(P)。
圖1中，由標(biāo)號(hào)200表示的第一階段是火勢發(fā)展階段。該第一階段200對應(yīng)于氧化劑在期間是非限制性的階段。在儲(chǔ)料倉中缺少滅火系統(tǒng)的情況下，由壓力和溫度構(gòu)成的熱力學(xué)條件由火勢如何變化而決定。從瞬間燃燒202開始，壓力P從為負(fù)值的初始壓力204上升到位于火勢206能量高度的峰值超壓。注意到，儲(chǔ)料倉中溫度和壓力以大約幾百度和幾十千帕的情況明顯且迅速的上升，使得可能對儲(chǔ)料倉的固定密封的完整性、其與周圍環(huán)境隔離的設(shè)置、尤其對它的防火風(fēng)門和過濾器、它的火勢分區(qū)裝置、及更具體地對它的隔板和它的密封門產(chǎn)生懷疑。
上述極限條件導(dǎo)致危險(xiǎn)材料向密封殼體和向周圍環(huán)境散布的危險(xiǎn)，以及火勢向設(shè)備其余地方蔓延的危險(xiǎn)。一經(jīng)檢測到失火，儲(chǔ)料倉吹風(fēng)網(wǎng)絡(luò)就自動(dòng)關(guān)閉，從而限制了儲(chǔ)料倉中火勢的發(fā)展，這是因?yàn)榛饎菹牡袅爽F(xiàn)存僅有的氧氣。因而，火勢受存在于儲(chǔ)料倉中的氧化劑的限制，而不再受燃料限制。
圖1中由標(biāo)號(hào)208表示的第二階段是熄滅階段。該第二階段208對應(yīng)于火勢在期間因缺乏氧化劑而被限制的時(shí)期。熄滅大火造成溫度下降，且因此使壓力以大約幾千帕的情況明顯下降至負(fù)值216。儲(chǔ)料倉中的該明顯負(fù)壓也可能使得對已經(jīng)因失火的極限條件而削弱的結(jié)構(gòu)的完整性產(chǎn)生懷疑。在熄滅階段208中，一旦儲(chǔ)料倉中的壓力變成負(fù)壓，通過受損結(jié)構(gòu)而進(jìn)入的空氣可能引起大火復(fù)燃的危險(xiǎn)。
圖1中由標(biāo)號(hào)212表示的第三階段是火勢恢復(fù)階段，假定吸入了第二階段208中所述的氧化劑，儲(chǔ)料倉中可能發(fā)生火勢恢復(fù)現(xiàn)象。因此，新的熄火和復(fù)燃循環(huán)在復(fù)燃214處的峰值超壓與熄滅216處的峰值負(fù)壓之間引發(fā)，其相應(yīng)于壓力和溫度的增加并因此有可能釋放到外界。但是，新火勢循環(huán)的熱力學(xué)條件不如在第一階段200期間的那么極端，這是因?yàn)閮?chǔ)料倉中存在的氧氣(通過由前述階段造成的損壞而產(chǎn)生)的量不如在第一階段200期間的那么明顯。
即使這是假設(shè)情景，假定在存儲(chǔ)單元中沒有火花源，下列類型的火災(zāi)后果也將是不允許的危險(xiǎn)材料向周圍環(huán)境的潛在釋放；火勢向設(shè)備其余地方的潛在蔓延；對周圍環(huán)境、居民、及更具體地對操作所述設(shè)備的人員的潛在污染。
因此，必須適當(dāng)?shù)靥岢鲆环N裝置，該裝置限制以下風(fēng)險(xiǎn)，即通過對儲(chǔ)料倉隔離裝置所造成的損壞而引起的從該儲(chǔ)料倉直接轉(zhuǎn)移到設(shè)備外周圍環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)，且該裝置阻止火勢從儲(chǔ)料倉向設(shè)備其余地方或甚至周圍環(huán)境的任何蔓延。
此外，適于這些功能的裝置必須遵循一定數(shù)量的約束。
首先，該裝置必須是無源的。確實(shí)，根據(jù)安全性的設(shè)計(jì)原則要求其操作不依賴于本身容易出現(xiàn)故障的設(shè)備(泵、壓縮機(jī)、通風(fēng)設(shè)備、制動(dòng)器、控制器、和指令系統(tǒng)等)能源或傳感器。
此外，必須保證其運(yùn)行有效用性，這是因?yàn)楫?dāng)通常的結(jié)構(gòu)和操作設(shè)置(預(yù)防、監(jiān)視、檢測、干涉)已經(jīng)用完時(shí)，其用作最終的和“固有”的無源保護(hù)解決方案。
接著，該裝置必須能夠在火勢階段200、208和212期間提供其功能。
最后，在設(shè)備的正常操作中，該裝置不能對儲(chǔ)料倉的固定密封和動(dòng)力密封帶來失效風(fēng)險(xiǎn)。
該裝置必須實(shí)現(xiàn)的第一目的在于，防止危險(xiǎn)材料向設(shè)備外部的周圍環(huán)境轉(zhuǎn)移。為此，必須同時(shí)滿足下列條件-保證密封殼體的固定密封的完整性，換句話說即壓強(qiáng)；-保證密封殼體通風(fēng)系統(tǒng)的有效性，換句話說即保持該通風(fēng)系統(tǒng)處于負(fù)壓并保持凈化過濾器的完整性；-在儲(chǔ)料倉發(fā)生火災(zāi)的情況下，保證儲(chǔ)料倉的固定密封(尤其是密封組件)的完整性；-限制懸浮微粒從儲(chǔ)料倉向外界轉(zhuǎn)移；以及-保證密封殼體通風(fēng)系統(tǒng)的有效性，換句話說即保持該通風(fēng)系統(tǒng)處于負(fù)壓，并保持凈化過濾器的完整性。
該裝置必須實(shí)現(xiàn)的第二目的在于，防止火災(zāi)從儲(chǔ)料倉蔓延到密封殼體和/或設(shè)備的其余地方。為此，必須同時(shí)滿足下列條件-通過允許氣體排出和進(jìn)入而將儲(chǔ)料倉中產(chǎn)生的壓力條件控制在幾千帕，以確保諸如防火風(fēng)門和/或防火門的儲(chǔ)料倉火勢分區(qū)裝置的完整性。
-引導(dǎo)并控制在火勢第一階段期間產(chǎn)生的排出物，以及-使排出物的溫度降低為低于燃燒剩余物復(fù)燃溫度的閾值。
必須實(shí)現(xiàn)這些目的，尤其對于高溫、低壓值(大約2000Pa)，以及明顯的氣流速度。
一定數(shù)量的現(xiàn)有裝置對在前公開的功能和約束提供了部分響應(yīng)。所有這些裝置包含水或液體，這使得在正常或意外操作形勢下，下列操作成為可能-冷卻氣體；-洗滌氣體。
這些裝置類似于噴水式飲水口，且通過擴(kuò)展，可被看作氣體洗滌器裝置。它們依據(jù)氣體在水中冒泡原理來洗滌氣體，且對于最復(fù)雜的裝置而言，還通過熱交換降低它們的溫度。形成于這些裝置中的氣泡的尺寸保持是該裝置效率性的決定性因素，這是因?yàn)闅怏w和液體之間的交換表面以該尺寸為條件。這些裝置可以被分為三大類。
第一類氣體洗滌器裝置包括基礎(chǔ)裝置，其用于在一箱水中(如在美國專利5,395,408中公開的有源設(shè)備中)制造燃燒氣體氣泡。在這種情況下，氣泡冷卻氣體并熄滅熾熱的灰塵。該裝置與火花抑制器有一定的類似之處。此外，這些裝置證明對于本發(fā)明的包容情形(envelope scenario)的熱動(dòng)力條件是無效的。確實(shí)，由于水中氣體氣泡的尺寸不受控制，因此該裝置必須具有不成比例的尺寸，以提供足夠用于冷卻氣體的交換表面，并容納非常大容量的水以補(bǔ)償蒸發(fā)。
第二類氣體洗滌器裝置是第一類的改進(jìn)版本。如同美國專利4,859,405中公開的無源裝置一樣，它用于通過浸在一箱水中的多孔濾床來冒氣泡。多孔濾床的目的在于誘捕通過氣體傳播的顆粒，而且還限制形成在多孔濾床中的氣泡的尺寸，以提高氣體與水之間的熱交換。如同第一類裝置一樣，該裝置具有這樣的缺點(diǎn)，即500℃以上需要大量水或液體，以補(bǔ)償蒸發(fā)并提供有效的熱交換。此外，使氣體穿過通常由沙子或砂礫組成的多孔濾床，導(dǎo)致非常明顯的壓力損失。該裝置證明無法令人滿意，這是因?yàn)?00,000Pa左右的觸發(fā)壓力比用于本專利申請指定的應(yīng)用中的觸發(fā)壓力大2個(gè)數(shù)量級左右。
第三類氣體洗滌器裝置也是第一類氣體洗滌器裝置的改進(jìn)版本。如專利GB 526,178中公開的，它用于通過使這些氣體在排放到外界之前穿過兩個(gè)連通的腔并通過冒氣泡來洗滌氣體。第一腔容納諸如水的洗滌液，并且通道表面等于第一腔兩倍的第二腔由浸在該液體中的小直徑(通常為1mm)開口所接合的網(wǎng)柵組成。除了這些明顯的壓力損失和這些有限的熱交換性能之外，該裝置的缺點(diǎn)在于它的尺寸非常大，這是因?yàn)樵谝韵禄饎莸臒釀?dòng)力條件下(即溫度為大約1000℃并且用于在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)的大約一次處理的吞吐量是該單元的體積)，可能需要使用體積過大的設(shè)備來滿足本專利申請中指定的應(yīng)用上的約束。
在為本發(fā)明所構(gòu)想的包容情形的情況中，這些專利中公開的氣體洗滌器裝置均無法滿足之前陳列的用于儲(chǔ)存危險(xiǎn)材料的設(shè)備的功能和約束。
具體地，在檢測到溫度或壓力增加之后才通過打開閥或開始向裝置吸入氣體來觸發(fā)該系統(tǒng)的意義上，這些裝置中沒有一個(gè)是真正無源的。
此外，在所構(gòu)想的包容情形的情況中，所有現(xiàn)有技術(shù)的氣體洗滌器裝置只能用于氣體的排放。這些裝置中沒有一個(gè)設(shè)計(jì)為是可逆的，換句話說，這些裝置中沒有一個(gè)可通過相繼進(jìn)行以下步驟而用于所有的壓力增加階段200、負(fù)壓階段208，以及壓力循環(huán)212-在火勢發(fā)展的第一階段200以及壓力循環(huán)212期間，將氣體從失火的儲(chǔ)料倉中排向密封殼體；-在熄火的第二階段208和壓力循環(huán)212期間，使新鮮空氣從密封殼體進(jìn)入儲(chǔ)料倉；-機(jī)械地并無源地控制裝置中液體的高度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種限制裝置，當(dāng)用于危險(xiǎn)材料的儲(chǔ)料倉中大火沒有得到控制的時(shí)候，該限制裝置防止了危險(xiǎn)材料轉(zhuǎn)移至設(shè)備外界的周圍環(huán)境的危險(xiǎn)，這保證了火勢不從儲(chǔ)料倉蔓延到密封殼體，但無法防止現(xiàn)有技術(shù)裝置的缺點(diǎn)，該現(xiàn)有技術(shù)裝置是在能夠排放明顯流量的同時(shí)被低壓觸發(fā)，并且該現(xiàn)有技術(shù)裝置是無源的、可逆的、且緊湊的，而且該現(xiàn)有技術(shù)裝置保證儲(chǔ)料倉在正常操作中的密封性。
該目的通過“液壓滅火閥”型的限制裝置來實(shí)現(xiàn)，該限制裝置設(shè)置在殼體中并直接連接到儲(chǔ)料倉。
根據(jù)本發(fā)明，用于限制儲(chǔ)料倉(所述儲(chǔ)料倉設(shè)置在密封殼體中)中失控大火的極端結(jié)果的裝置包括容納非易燃液體的封閉箱，所述箱包括內(nèi)腔，通過煙道管與所述儲(chǔ)料倉直接連接；至少一個(gè)外腔，通過所述箱的至少一個(gè)上部開口與所述密封殼體直接連接；防火屏；以及液體高度控制系統(tǒng)。
為更清楚，該箱包括-頂壁、底壁、和側(cè)壁，-分隔件，通過上端固定(anchored)于所述頂壁的至少一個(gè)開口，且不接觸該箱的所述底壁，所述分隔件限定通過所述煙道管與所述儲(chǔ)料倉直接相連的內(nèi)腔以及通過所述至少一個(gè)開口與所述密封殼體直接相連的至少一個(gè)外腔。
優(yōu)選地，對于每個(gè)開口來說，分隔件為四個(gè)，且每個(gè)開口具有矩形輪廓。
分隔件設(shè)有由固定于分隔件下端的金屬板形成的波破碎器(wave breaker device)裝置，其定位朝向所述至少一個(gè)外腔的內(nèi)側(cè)。
限制裝置附加地包括與每個(gè)外腔相關(guān)的氣泡分散裝置(bubblefractionation device)。
每個(gè)氣泡分散裝置由互相結(jié)合的金屬線的疊置層組成，該層通過支撐網(wǎng)柵彼此分離。
氣泡分散裝置使用襯墊固定于波破碎器裝置。
限制裝置設(shè)置在密封殼體內(nèi)、儲(chǔ)料倉外，并固定于支撐隔板，該支撐隔板是形成儲(chǔ)料倉的組成部分的密封隔板。
煙道管通過穿過支撐隔板而提供儲(chǔ)料倉與內(nèi)腔之間的連通。
限制裝置包括防火屏。防火屏由石膏纖維板形成，設(shè)置在限制裝置周圍，并固定于該支撐隔板。
液體高度控制系統(tǒng)包括-第一控制隔間，其在液體的自由表面下方與箱連通，并且在液體的自由表面上方與儲(chǔ)料倉連通，以便處于與儲(chǔ)料倉相同的壓力，-第二控制隔間，其在液體的自由表面下方與箱連通，并且在液體的自由表面上方與密封殼體連通，以便處于與密封殼體相同的壓力，-第一浮閥，設(shè)置在第一控制隔間內(nèi)并且在正常操作中是關(guān)閉的，以及-第二浮閥，設(shè)置在第二控制隔間內(nèi)并且在正常操作中是打開的，而且當(dāng)兩個(gè)浮閥同時(shí)打開時(shí)，箱中被供以液體。
第一控制隔間包括直接連接于煙道管的通風(fēng)孔，通過該通風(fēng)孔(aeration orifice)，第一控制隔間處于與儲(chǔ)料倉相同的壓力。
第二控制隔間包括直接連接于密封殼體的排氣孔，通過該排氣孔，第二控制隔間處于與密封殼體相同的壓力。
液體高度控制系統(tǒng)附加地包括安全閥，旨在用于對所述系統(tǒng)的手動(dòng)控制。
每個(gè)控制隔間包括設(shè)有虹吸管的溢流管，溢流管使得液體能夠向回收箱排放。
限制裝置附加地包括液體儲(chǔ)備裝置，從儲(chǔ)備裝置為箱進(jìn)行供應(yīng)的進(jìn)液管(filler pipe)，以及排液管(outlet pipe)。
優(yōu)選地，所有組成部件由不銹鋼制成，以防止腐蝕。
優(yōu)選地，容納在箱中的液體是水。


參照附圖，通過閱讀下面對本發(fā)明實(shí)施例的描述可以更好地理解本發(fā)明，所提供的實(shí)施例僅出于說明目的而不是出于限制目的，在附圖中-已經(jīng)描述過的圖1示出了包含危險(xiǎn)材料的儲(chǔ)料倉中的失控大火的理論壓力曲線；-圖2是縱截面正視圖，示出了在密封殼體中限制裝置連接于儲(chǔ)料倉的設(shè)置；-圖3是限制裝置的透視圖和截面視圖；-圖4是限制裝置的縱截面正視圖；-圖5是限制裝置沿圖4中的線5-5截取的截面圖；
-圖6是限制裝置的俯視圖，其中省略了防火屏(fireproofshield)；-圖7示出了限制裝置的外腔的正截面局部視圖；-圖8示出了限制裝置的橫截面正視圖，并示出了限制裝置中的液體高度控制系統(tǒng)；-圖9和圖10分別示出了在限制裝置操作周期的平衡階段期間的液體高度控制系統(tǒng)和限制裝置；-圖11和圖12分別示出了在限制裝置操作周期的排氣階段期間的液體高度控制系統(tǒng)和限制裝置；-圖13和圖14分別示出了在限制裝置操作周期的吸氣階段期間的液體高度控制系統(tǒng)和限制裝置；以及-圖15是限制裝置的橫截面視圖，示出了其中在殼體內(nèi)構(gòu)造有虹吸管的變型。
具體實(shí)施例方式
首先參照圖2，以圖表的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的限制裝置10的設(shè)置，該限制裝置用于諸如例如原子能工業(yè)廢料的危險(xiǎn)材料的存儲(chǔ)設(shè)備。圖2示出了該存儲(chǔ)設(shè)備的縱截面正視圖，該存儲(chǔ)設(shè)備包括其中包含有儲(chǔ)料倉4的密封殼體2。危險(xiǎn)材料存儲(chǔ)于儲(chǔ)料倉4中。
密封殼體2的容積大約等于儲(chǔ)料倉4的容積的5倍。該容積比與密封殼體2的通風(fēng)速度相結(jié)合，使得可能從儲(chǔ)料倉4向密封殼體2傳送的任何氣體被稀釋。
密封殼體2包括底隔板22、頂隔板23，以及側(cè)隔板24。儲(chǔ)料倉4設(shè)置在密封殼體2內(nèi)，位于密封殼體2的底隔板22上。儲(chǔ)料倉4包括底隔板42，該底隔板與密封殼體2的底隔板22合并在一起。它還包括頂隔板43和側(cè)隔板44。在如圖所示的實(shí)施例中，密封殼體2和儲(chǔ)料倉4具有兩個(gè)共同的側(cè)隔板。儲(chǔ)料倉4的高度低于密封殼體2的高度。儲(chǔ)料倉4的隔板42、43、44由混凝土制成。在儲(chǔ)料倉4內(nèi)，它們覆蓋有由石膏和/或混凝土制成的火勢分區(qū)(firesectoring)覆蓋層。
密封殼體2的底隔板22由混凝土制成。密封殼體2的頂隔板23和側(cè)隔板24由金屬制成。由鋼制成的5mm厚的金屬外殼連續(xù)焊接在金屬框架上。
所有的隔板22、23、24、42、43、44是不透液體且不透氣的。
閘室6使操作人員在不破壞密封裝置的情況下從外界8進(jìn)入密封殼體2以及進(jìn)入儲(chǔ)料倉4。
密封殼體2和儲(chǔ)料倉4都備有通風(fēng)系統(tǒng)。這些通風(fēng)系統(tǒng)的每一個(gè)包括用于將空氣從外界8吹入的網(wǎng)絡(luò)12、用于將空氣抽到外界8的網(wǎng)絡(luò)14，以及空氣凈化過濾器16。優(yōu)選地，該通風(fēng)系統(tǒng)具有2個(gè)體積/小時(shí)的更新速度，以確保密封殼體2和儲(chǔ)料倉4中的空氣更新和凈化、以及動(dòng)態(tài)密封。儲(chǔ)料倉4的通風(fēng)系統(tǒng)還包括安裝在通風(fēng)系統(tǒng)的吹風(fēng)和抽風(fēng)管道中的防火閥18，以便確?；饎莘謪^(qū)(firesectoring)的連續(xù)性。
限制裝置10安裝在密封殼體2的內(nèi)部和儲(chǔ)料倉4的外部。它固定于支撐隔板，該支撐隔板即是儲(chǔ)料倉4的頂隔板43。
明顯地，根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)限制裝置可以平行結(jié)合，以提高處理能力。
現(xiàn)在參照圖3至圖7來描述限制裝置10。在下文中將要描述的限制裝置10的不同組件優(yōu)選地由不銹鋼制成，以防腐蝕。
限制裝置10包括箱28，該箱容納非易燃液體26，例如取自自來水源的水。箱28由頂壁30、底壁32、和側(cè)壁34組成，以這樣的方式使其密封。該箱包括位于其頂壁上的開口36，該開口與密封殼體2直接相通，以便限制該限制裝置10下游的壓力損失。在所示實(shí)施例中，開口36為矩形，它們都具有相同的尺寸，并且它們被設(shè)置為關(guān)于頂壁的長和寬的中軸線基本對稱且等距。
限制裝置10包括煙道管46，該煙道管使得在儲(chǔ)料倉4與限制裝置10的箱28之間能夠進(jìn)行氣體交換。煙道管46的一端連接于流入處48，該流入處通過穿過側(cè)壁34之一而設(shè)置于箱28中。在所示實(shí)施例中，煙道管46的該端通過郁金香形狀的擴(kuò)口而連接于箱28，從而限制壓力損失。煙道管46的另一端穿過支撐隔板而進(jìn)入到儲(chǔ)料倉4中。煙道管46通過計(jì)算來自儲(chǔ)料倉4的流出量而設(shè)計(jì)，以便儲(chǔ)料倉4中的壓力不超出“安全壓力”Ps，該安全壓力對應(yīng)于最易壞的密封組件(例如，防火閥18)的壓強(qiáng)。通過以下途經(jīng)來評估氣體的熱力學(xué)膨脹來確定用于處理的氣體的最大吞吐量，即，根據(jù)火勢的發(fā)展動(dòng)力學(xué)(development kinetics)、用于評估火勢的常用方法、以及燃燒產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)的平衡(換句話說，即通過燃燒生成的氣體和消耗的氧氣)。
箱28包括基本上表現(xiàn)為矩形板形式的分隔件50。分隔件50固定于箱28的頂壁30并且在正常操作中浸入液體26中，而不接觸箱28的底壁32。頂壁30的每個(gè)開口36連接于成套的四個(gè)分隔件50，該分隔件兩兩平行并且沿所述矩形開口36的每個(gè)邊緣而彼此焊接。因此，分隔件的長度略短于箱28的高度，分隔件50中的兩個(gè)的寬度等于開口36的長度，而分隔件50中的另外兩個(gè)的寬度等于開口36的寬度。
分隔件50在箱28中限定了四個(gè)外腔52，該外腔通過箱28中的開口36與密封殼體2直接連通。
分隔件50和側(cè)壁34在箱28中限定了內(nèi)腔54，該內(nèi)腔通過煙道管46的流入處48而與儲(chǔ)料倉4直接連通。
每個(gè)外腔52的表面積用“S1”表示。它也對應(yīng)于每個(gè)開口36的表面積。外腔52的表面積總和用“S”表示。它也對應(yīng)于所有開口36的表面積總和。開口36表面積的總和“S”與每個(gè)開口36的表面積“S1”及箱28中的開口36的數(shù)量N之間存在關(guān)系。該關(guān)系為S1＝S/N。
外腔52的表面積總和以及開口36的表面積總和“S”通過以下方式來確定，即利用評估允許從儲(chǔ)料倉4排放的最大流出量以及液體26中氣泡平均上升速度。本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所知的該上升速度的平均值在環(huán)境溫度(室溫，ambient temperature)下大約為30cm/秒。
內(nèi)腔54的表面積用“s”表示。內(nèi)腔54的表面積“s”與外腔52的表面積總和“S”的比率是調(diào)節(jié)限制裝置10的決定性因子。實(shí)際上，與箱28中的液體26的高度參數(shù)相關(guān)，且與限制裝置10的設(shè)計(jì)相關(guān)，該因子設(shè)置了用于限制裝置10的觸發(fā)壓力。它必須滿足下列關(guān)系sS=p_admp_ech]]>
其中，p_adm是用于將氣體從密封殼體2吸入儲(chǔ)料倉4中的觸發(fā)壓力，而p_ech是用于將氣體從儲(chǔ)料倉4排放到密封殼體2中的觸發(fā)壓力。
如圖7所示(其示出箱28的外腔52的縱截面局部視圖)，箱的每個(gè)分隔件50設(shè)有稱為“波破碎器板”的小板56，其焊接在該分隔件的端部(在限制裝置10的正常操作中，該端部浸入液體26中)。每個(gè)波破碎器板56沿基本垂直于所述分隔件50的方向且朝向由該分隔件限定的外腔52的內(nèi)部而延伸。這些波破碎器板56的寬度足夠小，以便不使外腔52的表面積“S1”減少太多。它們的寬度足夠大，以限制外腔52中的波浪影響(換句話說，是造成外腔52與內(nèi)腔54在液體26中不產(chǎn)生冒泡現(xiàn)象的情況下直接相連通的危險(xiǎn))。它們的存在確保了液體26沿分離板50存在。當(dāng)在火勢發(fā)展階段200期間排放氣體時(shí)，這促進(jìn)了兩相環(huán)境的產(chǎn)生并且避免了相在動(dòng)力效應(yīng)下的分離。
氣泡的展開長度與外腔52的參數(shù)總和相對應(yīng)。它通過以下關(guān)系確定Lb=DtEv×Vv]]>其中-Lb表示氣泡的長度；-Dt表示待處理氣體的吞吐量；-Ev表示從內(nèi)腔移動(dòng)至外腔流過的氣體管路(vein)的厚度；-Vv表示管路中氣體的速度。
因此，可以確定外腔52的數(shù)量，以便使氣泡的長度足以限制壓力損失，并最終限制用于最大氣體吞吐量的操作壓力。
如圖4所示，限制裝置10包括氣泡分散裝置58，其旨在將沿波破碎器板56形成的大氣泡分散成小氣泡，以便在火勢發(fā)展階段200期間盡可能地增加用于在氣體和液體26之間進(jìn)行交換的表面積。小氣泡被限定為具有介于1與5mm之間的小直徑的氣泡，而且本領(lǐng)域技術(shù)人員通常知道氣泡的尺寸與熱交換的效率成反比。因此氣泡分散裝置58促進(jìn)氣體和液體26之間的熱交換。它們還提供了壓力損失限制與氣泡非聚結(jié)、以及火花、熾熱顆粒、氣體污染物和煙灰的非蔓延之間的最佳可能折衷。
每個(gè)氣泡分散裝置58由互相結(jié)合的金屬線所構(gòu)成的一疊層60組成，每個(gè)層60介于兩個(gè)支撐網(wǎng)柵62之間。在所示實(shí)施例中，層60的數(shù)量為兩個(gè)。優(yōu)選地，每個(gè)氣泡分散裝置58設(shè)置在外腔52的下部并阻隔該外腔。它置于所述外腔52的波破碎器板56上。在正常操作中，氣泡分散裝置58浸入限制裝置10的外腔52的液體26中。
如圖4所示，限制裝置10還包括防濺裝置64，其旨在當(dāng)從儲(chǔ)料倉4排放氣體時(shí)，限制液體26通過開口36的飛濺。
每個(gè)防濺裝置64由互相結(jié)合的金屬線所構(gòu)成的層60組成，所述層60介于兩個(gè)支撐網(wǎng)柵62之間，柵格66置于上部支撐網(wǎng)格62上。每個(gè)防濺裝置64設(shè)置在外腔52的上部分并阻隔與該外腔相關(guān)的開口36。通過使用諸如例如螺釘?shù)倪m當(dāng)緊固裝置70，柵格66被固定于箱28的頂壁32的外表面上。
此外，襯墊68設(shè)置成抵靠每個(gè)外腔52的分隔件50的內(nèi)表面上。這些襯墊68介于氣泡分散裝置58的上部支撐網(wǎng)柵62與防濺裝置64的下部支撐網(wǎng)柵62之間。它們確保氣泡分散裝置58保持在適當(dāng)位置并且用作防濺裝置64的支撐物。
限制裝置10附加地包括液體高度控制系統(tǒng)80，該系統(tǒng)使以下成為可能-在正常操作中，通過確保箱完全防漏而保持箱28中的液體26的高度，以及-當(dāng)在火勢發(fā)展階段200期間排放氣體時(shí)，使箱28裝滿液體26，以便補(bǔ)償液體26由于蒸發(fā)而造成的消耗，從而確保氣體與液體26之間的熱交換的連續(xù)性，從而使燃燒氣體冷卻至溫度低于復(fù)燃溫度閾值。
液體高度控制系統(tǒng)80為機(jī)械系統(tǒng)，圖8中以圖解形式示出了該系統(tǒng)。
液體高度控制系統(tǒng)80包括第一控制隔間82和第二控制隔間84，這兩個(gè)控制隔間82、84為封閉的。
在圖示實(shí)例中，兩個(gè)控制隔間82、84設(shè)置為接近箱28并且位于在限制裝置10的不同操作階段(換句話說，即排氣和吸氣階段)期間不受氣泡影響的區(qū)域。
它們通過隔間公共壁83而分離并且通過隔間連通口85而彼此連通，該連通口在該隔間的下部分穿過所述公共壁83，以便在限制裝置10的所有操作階段期間保持浸沒。
在圖示實(shí)例中，兩個(gè)控制隔間82、84和箱28被包括在同一外殼38中。兩個(gè)控制隔間82、84通過公共壁340而與箱28分離，該公共壁是箱28的側(cè)壁34，煙道管46設(shè)置于該側(cè)壁上。因此，煙道管46穿過以箱公共壁83而對稱的兩個(gè)控制隔間82、84。外殼38使用諸如緊固鎖板的緊固裝置40在密封殼體2的底面上固定于支撐隔板42。
在圖示實(shí)例中，限制裝置10的外殼38具有基本上為矩形且為平行六面體的形狀。
第一控制隔間82通過直接連接于煙道管46的通風(fēng)孔86而處于儲(chǔ)料倉4的壓力下，并且它通過位于公共壁340下部分的第一連通孔90而連接于箱28。
第二控制隔間84通過直接連接于密封殼體2的排出孔88而處于密封殼體2的壓力下，并且它通過位于公共壁340下部分的第二連通孔92而連接于箱28。排放孔88是例如由不銹鋼制成的管。
液體高度控制系統(tǒng)80還包括回收箱94，當(dāng)在限制裝置10中導(dǎo)致過多液體的失效發(fā)生時(shí)，液體26朝向該回收箱排放。
液體高度控制系統(tǒng)80還包括液體26的儲(chǔ)備裝置96，其相對于限制裝置10位于較高處。在限制裝置10中的液體26的高度下降時(shí)，儲(chǔ)備裝置96可以向外殼38輸送液體26。儲(chǔ)備裝置的容積由火勢能量函數(shù)來確定。
液體高度控制系統(tǒng)80還包括供應(yīng)和排放回路，其包括-導(dǎo)管102，用于向外殼38供應(yīng)液體26；-供應(yīng)管102的第一支管104，通過第一控制隔間82直接對外殼38進(jìn)行供應(yīng)，并且其上串聯(lián)地設(shè)有第一進(jìn)液閥130和第二進(jìn)液閥132；
-供應(yīng)管102的第二支管106，其上設(shè)有虹吸管閥134；-第一虹吸管108和第二虹吸管110，其由第二支管106供給，設(shè)置在虹吸管閥134之后；-第一溢流管112和第二溢流管114，分別在給定水平上設(shè)置于第一控制隔間82和第二控制隔間84，且分別連接于兩個(gè)虹吸管108、110中的每個(gè)；-導(dǎo)管116，用于排放外殼38中的過剩液體26，兩個(gè)虹吸管108、110排放液體于導(dǎo)管中，且該導(dǎo)管設(shè)置在回收箱94中，并且其上在兩個(gè)虹吸管108、110匯合點(diǎn)下游設(shè)有隔離閥136；-導(dǎo)管118，用于向外殼38注入液體26，該導(dǎo)管118上設(shè)有注入閥138；進(jìn)液管118通過分別安裝在第一控制隔間82和第二控制隔間84中的第一浮閥140和第二浮閥142而對第一控制隔間82進(jìn)行供應(yīng)，兩個(gè)浮閥140、142串聯(lián)設(shè)置在所述進(jìn)液管118上；-連接導(dǎo)管120，其上設(shè)有安全閥144，其連接于兩個(gè)進(jìn)液閥130、132之間的進(jìn)液管102的第一支管104，并且其連接于注入閥138與兩個(gè)浮閥140、142之間的進(jìn)液管118，以便通過使浮閥140、142短路而經(jīng)由第一控制隔間82對外殼38進(jìn)行供應(yīng)；-輸出管122，其上設(shè)有隔離閥146，其使得液體26能夠被排放以維護(hù)限制裝置10。
下面將詳細(xì)描述液體高度控制系統(tǒng)80的不同部件的作用。
第一浮閥140(其在正常操作中是處于關(guān)閉狀態(tài)的)位于連接至內(nèi)腔54的第一控制隔間82中；第一控制隔間82中的該第一浮閥140的定位限定了存在于限制容器10中的液體26的量。
第二浮閥142(其在正常操作中是處于打開狀態(tài)的)位于連接至外腔52的第二控制隔間84中。第二控制隔間84中的第二浮閥142的定位由限制裝置10的觸發(fā)壓力所限定。
當(dāng)兩個(gè)浮閥140和142同時(shí)打開時(shí)，換句話說，當(dāng)兩個(gè)控制隔間82和84的每一個(gè)中的液體26高度同時(shí)下降時(shí)，限制裝置10被供應(yīng)液體26。
液體儲(chǔ)備裝置96具有大小由火勢能量函數(shù)確定的容積。通過手動(dòng)打開進(jìn)液管102的第一支管104上的兩個(gè)進(jìn)液閥130、132而對該液體儲(chǔ)備裝置進(jìn)行操作。這使得在下列兩種情形之一中，能夠通過重力作用并經(jīng)由第一控制隔間82向外殼38提供液體26-注入閥138打開，安全閥144關(guān)閉，來自儲(chǔ)備裝置96的液體26通過穿過兩個(gè)浮閥140、142流入第一控制隔間82而向外殼38供應(yīng)；或者-注入閥138打開，安全閥144和第二進(jìn)液閥132手動(dòng)打開，來自儲(chǔ)備裝置96的液體26通過流入第一控制隔間82而向外殼38供應(yīng)，從而使兩個(gè)浮閥140、142短路。
當(dāng)在限制裝置10中導(dǎo)致過剩液體26的故障發(fā)生時(shí)，溢流管112、114和虹吸管108、110使得液體26能夠被排放至回收箱94。
注入閥138通常打開。當(dāng)限制裝置10被強(qiáng)制供以液體26時(shí)，它被手動(dòng)關(guān)閉，以確保限制裝置10正確操作。
安全閥144用于設(shè)備的手動(dòng)控制。用于手動(dòng)控制限制裝置10的控制臺(tái)安裝在密封殼體2的外部。該控制臺(tái)具有顯示限制裝置10中的液體26的高度的視覺指示器。它使得能夠以作為高度指示的函數(shù)的方式對與限制裝置10相關(guān)的所有手動(dòng)閥138、144、130和132進(jìn)行遙控處理(remote handling)。
向限制裝置10提供液體26可概括為以下表格

限制裝置10還包括保留箱98(見圖4和圖6)，其位于外殼38下方，并且其容積等于限制裝置10中的液體26的體積。
如圖2和圖4所示，限制裝置10包括防火屏20，其由石膏纖維板殼體組成，設(shè)置在外殼38周圍并固定于支撐隔板。該防火屏20設(shè)有開口202，該開口202布置成與箱28的開口36相對并與其垂直。該防火屏為儲(chǔ)料倉4提供了直到開口36的火勢分區(qū)連續(xù)性，這使得氣體被釋放到密封殼體2中。該防火屏設(shè)有防火門擋塊(未示出)，使得能夠?yàn)榱司S修的目的而接近箱38。該防火屏還具有壁供應(yīng)通道(feed through)204，為第二控制隔間84的排放孔88提供通道。
下面參照圖9和圖10、圖11以及圖12、圖13及圖14描述限制裝置10的操作，這些圖分別示出處于正常操作、第一火勢階段和第二火勢階段中的情形的兩個(gè)控制隔間82和84的橫截面正視圖，以及外腔52和內(nèi)腔54的縱截面視圖。
在正常操作(圖9和圖10)中，限制裝置10確保儲(chǔ)料倉4的密封。實(shí)際上，限定外腔52和內(nèi)腔54的分隔件50上方的液體26的存在使得儲(chǔ)料倉4在限制裝置10的高度上被密封。
當(dāng)發(fā)生失火時(shí)，前述的限制裝置10以下面的方式自動(dòng)操作。
在火勢第一階段200(圖11和圖12)期間，與儲(chǔ)料倉4中失控大火的發(fā)展相應(yīng)，壓力和溫度明顯上升。箱28的內(nèi)腔54通過煙道管46與失火的儲(chǔ)料倉4相連通，因此其中的壓力非常明顯地上升。內(nèi)腔54的液體26的高度下降到位于分隔件50的端部的波破碎器56的高度。當(dāng)內(nèi)腔54中的壓力達(dá)到閾值觸發(fā)壓力p_ech時(shí)，熱燃燒氣體經(jīng)過波破碎器板56的下方(箭頭310)，并形成大氣泡。在大氣泡上升至外腔52的表面期間，它們通過氣泡分散裝置58而被分散成非常小的氣泡300。小氣泡300上升至自由表面，并且包含在這些小氣泡300中的氣體向密封殼體2(箭頭320)逃逸。對內(nèi)腔54進(jìn)行控制的第一控制隔間82中的液體26的高度下降，且因此第一浮閥140打開。當(dāng)液體26的高度在外腔52中上升之后，第二浮閥142關(guān)閉。第二浮閥142僅在對外腔52進(jìn)行控制的第二控制隔間84中的液體26的高度下降時(shí)才打開，所述的下降是因?yàn)檎舭l(fā)而消耗液體26造成的。因此，將液體高度控制系統(tǒng)80設(shè)置在運(yùn)行狀態(tài)，且為限制裝置10提供液體26。安全閥144和第二進(jìn)液閥132可從一距離處手動(dòng)打開，以在檢查手動(dòng)控制臺(tái)中的顯示液體26的高度的指示器之后，向箱28提供液體26。
將限制裝置10自動(dòng)觸發(fā)為閾值壓力p ech(低于儲(chǔ)料倉4的密封組件的“安全壓力”Ps)。這個(gè)壓力閾值由作為腔表面積參數(shù)“S”和“s”的函數(shù)的構(gòu)造來確定，并且它可通過箱28中注入的液體26的高度來調(diào)整。燃燒氣體通過外腔52中的冒泡而被冷卻至低于閾值復(fù)燃溫度的溫度，從而防止火勢向密封殼體2蔓延。相對于待從限制裝置10排出的氣體的體積來說，密封殼體2中的高速率的通風(fēng)更新稀釋了氣體。密封殼體2的通風(fēng)系統(tǒng)12、14、16、18保持動(dòng)態(tài)密封，并通過在氣體排放入外界環(huán)境8之前具體地設(shè)置一個(gè)終端過濾柵16而處理密封殼體2中的氣體。
在火勢的第二階段208(圖13和圖14)期間，與火勢熄滅階段相應(yīng)，溫度和壓力下降非常明顯，壓力達(dá)到非常高的負(fù)值。當(dāng)儲(chǔ)料倉4一處于負(fù)壓，與儲(chǔ)料倉4相連通的內(nèi)腔54以及控制該內(nèi)腔54的第一控制隔間82也就處于負(fù)壓。內(nèi)腔54中的負(fù)壓一旦達(dá)到閾值p_adm，限制裝置10就以完全可逆的方式操作。來自密封殼體2的新鮮空氣(箭頭410)經(jīng)過外腔52的波破碎器板56下方(箭頭420)，且形成空氣泡400，該空氣泡上升至內(nèi)腔54的液體26的表面，以便被引入到儲(chǔ)料倉4，從而將儲(chǔ)料倉4中的負(fù)壓限制到低于安全負(fù)壓-Ps的負(fù)壓。內(nèi)腔54和與該內(nèi)腔54相連通的第一控制隔間82中的液體26的高度上升，第一浮閥140關(guān)閉，且因此，液體供應(yīng)系統(tǒng)80不被觸發(fā)。接著，新鮮空氣的輸入可產(chǎn)生復(fù)燃，在與復(fù)燃有關(guān)的方面，限制裝置10保持可用和有效。
兩個(gè)虹吸管108、110的意外排泄代表最不利于限制裝置10的失效模式，這是因?yàn)樗鼘?dǎo)致在兩個(gè)控制隔間82、84之間以及由此在內(nèi)腔54和外腔52之間存在壓差損失。
圖15示出了虹吸管設(shè)置的實(shí)施例變型，其克服了這種類型的意外排出。
根據(jù)該實(shí)施例變型，第一和第二虹吸管182、184分別設(shè)置在控制隔間82、84內(nèi)，代替虹吸管108、110的溢流管112、114以及虹吸管108、110的進(jìn)液管106。它們以一體化的方式確?？刂聘糸g82、84中的每一個(gè)的溢流作用。一體化虹吸管使得可以保證它們不排液。
第一虹吸管182的端部186之一在第一控制隔間82中的液體26的標(biāo)稱高度194下方開口。第一虹吸管182的另一端188連接于朝向回收箱94的排液管198。第二虹吸管184的一個(gè)端部190在第二控制隔間84中的液體26的標(biāo)稱高度196下方開口。第二虹吸管184的另一端192連接于排液管198。汽水共騰防止管(anti-priming)170通過連接于兩個(gè)虹管182、184的相應(yīng)的上部分而連接該兩個(gè)虹吸管。
這兩個(gè)虹吸管182、184被箱28中存在的液體26充滿，通過浮閥140、142的操作、并通過兩個(gè)虹吸管182、184的自由端186、190分別位于控制隔間82、84的標(biāo)稱高度194、196下方且位于冒泡高度172上方的事實(shí)，自行保證了所述充滿行為。汽水共騰防止管170的存在使得可以阻止虹吸管182、184分別倒空至它們的自由端186、190。
在圖15中還示出了液體在溢流入虹吸管182、184(也具有溢流作用)之前的最大高度174，以及控制隔間82、84中的液體26的高度176，其中，第一控制隔間82處于吸入階段，而第二控制隔間84處于排出階段。
實(shí)施例示例限制裝置10的不同組件通常根據(jù)儲(chǔ)料倉4中失控大火的最大熱動(dòng)力條件的包容評定(envelope evaluation)而設(shè)計(jì)。初步研究確定限制裝置10的觸發(fā)壓力閾值p_ech和p_adm并且確定限制裝置10必須排放的排放量，以保持儲(chǔ)料倉4的壓力低于密封組件(換句話說即防火閥、閘室、隔板的“安全壓力”Ps)的“安全壓力”。
下面，在考慮具有非常緩慢的動(dòng)力學(xué)條件的大火的情況下，提供設(shè)計(jì)實(shí)例，其可以是封裝在金屬桶中的廢料的情況。
-密封組件的安全壓力Ps2,100Pa-密封殼體2的容積15,000m3
-儲(chǔ)料倉4的容積3,100m3-通風(fēng)更新速度2體積/hr-火勢發(fā)展第一階段200期間的限制裝置10、11的觸發(fā)壓力1,800Pa-在吸入階段期間的限制裝置10、11的觸發(fā)壓力-1,800Pa-從儲(chǔ)料倉4中排放的氣體的理論排出量2,000m3/h-從儲(chǔ)料倉4中排放的氣體的理論溫度550℃-外殼38(或箱28)的高度1.2m-外殼38(或箱28)的寬度0.9m-外殼38的長度1.65m-限制裝置10、11中的液體的體積0.6m3-煙道管的直徑400mm-外腔52的表面積總和0.6m2-分隔件50的寬度等于開口36的邊界的寬度-每個(gè)外腔的內(nèi)部尺寸300mm×500mm-分隔件的厚度5mm-分隔件的高度900mm
-分隔件50的端部浸入液體26中的距離內(nèi)腔54與外腔52之間的壓力相等(等于1800Pa的觸發(fā)壓力)時(shí)為90mm-用于氣泡分散裝置58以及用于防濺裝置64的互相結(jié)合的金屬線的層的厚度48mm/臺(tái)裝置-用于氣泡分散裝置58以及用于防濺裝置64的互相結(jié)合的金屬線的直徑0.1mm-用于氣泡分散裝置58的支撐網(wǎng)格的網(wǎng)眼尺寸邊長介于1cm與3cm之間的方形網(wǎng)眼-用于防濺裝置64的支撐網(wǎng)格的網(wǎng)眼尺寸25mm×25mm的方形網(wǎng)眼-波破碎器板56的厚度5mm-波破碎器板56的寬度30mm-襯墊68的寬度1至2cm-控制隔間82、84的高度1200mm-控制隔間82、84的寬度450mm-控制隔間的長度200mm-每個(gè)溢流管112、114的直徑30mm-每個(gè)虹吸管108、110的長度大于300mm-第一通風(fēng)孔86的尺寸10mm
-第一連通孔90的直徑50mm-第二通風(fēng)孔86的尺寸10mm-第二連通孔90的直徑50mm-保留箱98的容積0.6m3-附加層156的厚度2cm-由附加層156的存在而保證的防火墻的持續(xù)時(shí)間2小時(shí)
權(quán)利要求
1.用于限制儲(chǔ)料倉(4)中失控大火的極端結(jié)果的裝置(10、11)，所述儲(chǔ)料倉(4)設(shè)置在密封殼體(2)中，其特征在于，所述裝置包括容納非易燃液體(26)的封閉箱(28)，所述封閉箱(28)包括內(nèi)腔(54)，其通過煙道管(46)與所述儲(chǔ)料倉(4)直接連通；至少一個(gè)外腔(52)，其通過所述封閉箱(28)的至少一個(gè)上部開口(36)與所述密封殼體(2)直接連通；防火屏(20)；以及液體高度控制系統(tǒng)(80)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述封閉箱(28)包括-頂壁(30)、底壁(32)、和側(cè)壁(34)，-分隔件(50)，通過其上端固定于所述頂壁(30)的所述至少一個(gè)開口(36)，并且不到達(dá)所述封閉箱(28)的所述底壁(32)，所述分隔件(50)限定內(nèi)腔(54)和至少一個(gè)外腔(52)，所述內(nèi)腔通過所述煙道管(46)與所述儲(chǔ)料倉(4)直接連通，所述至少一個(gè)外腔通過所述至少一個(gè)開口(36)與所述密封殼體(2)直接連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述限制裝置被設(shè)計(jì)為滿足以下關(guān)系sS=p_admp_ech]]>其中-s是所述內(nèi)腔(54)的表面積，-S是所述外腔(52)和所述開口(36)的表面積總和，-p_adm是用于通過所述限制裝置(10、11)將氣體從所述密封殼體(2)吸入所述儲(chǔ)料倉(4)中的觸發(fā)壓力，以及-p_ech是用于通過所述限制裝置(10、11)將氣體從所述儲(chǔ)料倉(4)排放到所述密封殼體(2)的觸發(fā)壓力；
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，對于每個(gè)所述開口(36)來說，所述分隔件(50)為四個(gè)，且每個(gè)所述開口(36)具有矩形輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述限制裝置包括四個(gè)外腔(52)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述分隔件(50)設(shè)有波破碎器裝置(56)，所述波破碎器裝置由固定于所述分隔件(50)的下端的金屬板構(gòu)成，并且定位成朝向所述至少一個(gè)外腔(52)的內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述限制裝置附加地包括每個(gè)所述外腔(52)相關(guān)的氣泡分散裝置(58)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述至少一個(gè)氣泡分散裝置(58)由互相結(jié)合的金屬線的疊置層(60)組成，所述層(60)通過支撐網(wǎng)柵(60)而彼此分離。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述氣泡分散裝置(58)通過襯墊(68)固定于所述波破碎器裝置(56)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述限制裝置設(shè)置在所述密封殼體(2)內(nèi)、所述儲(chǔ)料倉(4)外，并且固定于支撐隔板(43)，所述支撐隔板是形成所述儲(chǔ)料倉(4)的組成部分的密封隔板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述煙道管(46)通過穿過所述支撐隔板(43)而在所述儲(chǔ)料倉(4)與所述內(nèi)腔(54)之間提供連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10)，其特征在于，所述防火屏(20)由石膏纖維板形成，設(shè)置在所述限制裝置(10)周圍，并固定于所述支撐隔板(43)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述液體高度控制系統(tǒng)(80)包括-第一控制隔間(82)，在所述液體(26)的自由表面下方與所述箱(28)連通，并且在所述液體(26)的自由表面上方與所述儲(chǔ)料倉(4)連通，以便處于與所述儲(chǔ)料倉(4)相同的壓力下，-第二控制隔間(84)，在所述液體(26)的自由表面下方與所述箱(28)連通，并且在所述液體(26)的自由表面上方與所述密封殼體(2)連通，以便處于與所述密封殼體(2)相同的壓力下，-第一浮閥(140)，設(shè)置在所述第一控制隔間(82)內(nèi)并且在正常操作中是關(guān)閉的，以及-第二浮閥(142)，設(shè)置在所述第二控制隔間(84)內(nèi)并且在正常操作 中是打開的，而且當(dāng)所述兩個(gè)浮閥(140、142)同時(shí)打開時(shí)，所述箱(28)中被提供液體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述第一控制隔間(82)包括直接連接于所述煙道管(46)的通風(fēng)孔(86)，通過所述通風(fēng)孔，所述第一控制隔間(82)處于與所述儲(chǔ)料倉(4)相同的壓力下。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述第二控制隔間(84)包括直接連接于所述密封殼體(2)的排放孔(88)，通過所述排放孔，所述第二控制隔間(84)處于與所述密封殼體(2)相同的壓力下。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述液體高度控制系統(tǒng)(80)附加地包括安全閥(144)，所述安全閥旨在用于所述系統(tǒng)的手動(dòng)操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，每個(gè)所述控制隔間(82、84)包括設(shè)有虹吸管(108、110)的溢流管(112、114)，使得所述液體(26)向回收箱(94)排放。
18.根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述限制裝置附加地包括液體的儲(chǔ)備裝置(96)、從所述儲(chǔ)備裝置(96)為所述箱(28)進(jìn)行供應(yīng)的注液管(118)，以及排液管(122)。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，所述限制裝置的所有組件由不銹鋼制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的限制裝置(10、11)，其特征在于，容納在所述箱(28)中的所述液體(26)是水。
全文摘要
限制裝置(10、11)包括煙道管(46)；容納液體(26)的封閉的箱(28)；防火屏(20)；以及用于控制所述箱中液體的高度的系統(tǒng)(80)。箱(28)包括通過所述煙道管(46)與儲(chǔ)料倉(4)直接連通的至少一個(gè)內(nèi)腔(54)，以及通過所述箱(28)的至少一個(gè)上部開口(36)與密封殼體(2)直接連通的至少一個(gè)外腔(52)。該限制裝置用于限制設(shè)置于密封殼體(2)中的儲(chǔ)料倉(4)中的失控大火的極端后果。
文檔編號(hào)A62C3/00GK101084046SQ200580043611
公開日2007年12月5日 申請日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
發(fā)明者馬蒂厄·諾伊曼, 蒂埃里·德拉福爾熱, 多米尼克·布瓦 申請人:法國原子能委員會(huì)