用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其包括分段式結(jié)構(gòu)的塔體，塔體包括供塔內(nèi)件及填料安裝用的上部塔體和為液體提供沸騰蒸發(fā)空間的下部塔體，下部塔體的內(nèi)徑大于上部塔體的內(nèi)徑；上部塔體內(nèi)裝載有不銹鋼板波紋規(guī)整填料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔具有除氣因子高、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定性好、進(jìn)出口硼濃度一致、操作彈性寬、布置空間需求小等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于核電廠放射性液體脫氣領(lǐng)域，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔。
【背景技術(shù)】
[0002]核電廠運(yùn)行時(shí)，反應(yīng)堆一回路冷卻劑中會(huì)混入放射性裂變氣體、氫氣以及氧氣等不凝氣體，因此需要設(shè)置一套用于脫除一回路中不凝氣體的脫氣裝置，通過該裝置在反應(yīng)堆運(yùn)行期間的直接或者間接運(yùn)行，排除一回路中的不凝氣體，從而降低不凝氣體在一回路中的含量，使一回路水質(zhì)滿足電站運(yùn)行要求。
[0003]脫氣裝置一般采用熱力脫氣方法，脫氣過程為:將需要脫氣的反應(yīng)堆冷卻劑廢液從脫氣裝置頂部噴入，廢液在下降過程中受到上升蒸汽流加熱而飽和，由于脫氣裝置內(nèi)部汽相不溶氣體的分壓力較小，因此廢液中溶解的氫氣以及放射性裂變氣體等不凝氣體將因溶解度變小而大量逸出；混合氣體被送往冷凝器冷凝，冷凝后的不凝氣體被從冷凝器中抽出，從而保持冷凝器中的壓力始終低于脫氣裝置中的壓力；混合氣冷凝形成的冷凝液將回流到脫氣裝置頂部，使得反應(yīng)堆冷卻劑廢液中的放射性氣體不斷地被脫除。
[0004]常用的脫氣裝置為脫氣塔。但是，已知脫氣塔至少存在以下問題:I)多為板式塔或者非標(biāo)準(zhǔn)填料塔，這些塔的壓降和持液量都較大，因此限制了塔器操作溫度(保證一定的氣體出口壓力)，且增加了塔器可能存在的進(jìn)出口硼濃度不一致風(fēng)險(xiǎn)(進(jìn)出口硼濃度需要一致)；2)脫氣過程中液面沸騰時(shí)形成的氣泡在破裂后產(chǎn)生大量液沫，部分液滴被塔內(nèi)的上升氣流夾帶至二次蒸汽中，隨后進(jìn)入冷凝液，限制了脫氣效率;3)脫氣塔液位的穩(wěn)定對(duì)于裝置的正常運(yùn)行是非常重要的，但已知脫氣塔存在液位不穩(wěn)定的問題;4)已知脫氣塔的操作彈性區(qū)間比較小，對(duì)塔內(nèi)噴淋密度的要求比較嚴(yán)格，無法適應(yīng)多工況下的脫氣應(yīng)用。
[0005]有鑒于此，確有必要提供一種用于放射性液體處理的新型核電廠規(guī)整填料脫氣塔，以解決上述問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種用于放射性液體處理的新型核電廠規(guī)整填料脫氣塔，以有效提高脫氣效率，同時(shí)降低能耗和成本。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其包括分段式結(jié)構(gòu)的塔體，塔體包括供塔內(nèi)件及填料安裝用的上部塔體和為液體提供沸騰蒸發(fā)空間的下部塔體，下部塔體的內(nèi)徑大于上部塔體的內(nèi)徑;上部塔體內(nèi)裝載有不銹鋼板波紋規(guī)整填料。
[0008]優(yōu)選地，所述不銹鋼板波紋規(guī)整填料在上部塔體內(nèi)分層布置，每層高為200?230mmo
[0009]優(yōu)選地，所述不銹鋼板波紋規(guī)整填料的比表面積為350?355m2/m3，孔隙率為94%-96%。
[0010]優(yōu)選地，所述下部塔體的內(nèi)徑為上部塔體內(nèi)徑的1.5?1.6倍。
[0011]優(yōu)選地，所述上部塔體在不銹鋼板波紋規(guī)整填料的上方設(shè)置有液體分布器。
[0012 ] 優(yōu)選地，所述液體分布器為高布液點(diǎn)槽式液體分布器。
[0013]優(yōu)選地，所述液體分布器還設(shè)有預(yù)分布裝置。
[0014]優(yōu)選地，所述上部塔體還在液體分布器的上方設(shè)置有高性能絲網(wǎng)除沫器。
[0015]優(yōu)選地，所述上部塔體開設(shè)有冷凝液回流口和進(jìn)料口，冷凝液回流口和進(jìn)料口均位于液體分布器上方。
[0016]優(yōu)選地，所述下部塔體的最底部開設(shè)有塔釜出口，塔釜出口設(shè)置有十字型防渦流擋板。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔具有除氣因子高、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定性好、進(jìn)出口硼濃度一致、操作彈性寬、布置空間需求小等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明，其中:
[0019]圖1為本實(shí)用新型用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1中不銹鋼板波紋規(guī)整填料的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3為圖1中液體分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為圖1中塔釜出口及十字型防渦流擋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的【具體實(shí)施方式】僅僅是為了解釋本實(shí)用新型，并不是為了限定本實(shí)用新型。
[0024]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔的塔體采用分段式結(jié)構(gòu)，其中，供塔內(nèi)件及填料安裝用的上部塔體30內(nèi)徑較小，為液體提供沸騰蒸發(fā)空間的下部塔體40內(nèi)徑較大。下部塔體40的內(nèi)徑為上部塔體30內(nèi)徑的1.5?1.6倍。對(duì)于一定體積的空間，增大橫截面積可以降低整體高度，因此這種分段式塔體結(jié)構(gòu)可以減小脫氣塔的布置空間需求，這對(duì)于核電廠來說是至關(guān)重要的。
[0025]上部塔體30內(nèi)裝載有不銹鋼板波紋規(guī)整填料32，以便為塔內(nèi)氣液相傳質(zhì)提供所需的接觸表面。不銹鋼板波紋規(guī)整填料32分層布置，每層高為200?230mm，優(yōu)選為213mm。根據(jù)核電廠處理的一回路冷卻劑以及其含有的待去除氣體的放射性及化學(xué)源項(xiàng)特性，考慮化工傳質(zhì)分離原理，經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算得到不銹鋼板波紋規(guī)整填料32的比表面積為350?355m2/m3，孔隙率為94%-96%從而盡可能為塔內(nèi)的氣液兩相提供較大的傳質(zhì)接觸面積。不銹鋼板波紋規(guī)整填料32的材料較細(xì)或薄，空隙率大，加之排列整齊規(guī)整，因而氣流通過能力大，壓降小;較大的比表面積保證了液體在填料表面形成穩(wěn)定的薄液層，提高了填料表面的潤濕率而避免溝流現(xiàn)象，有利于提高傳質(zhì)效率。
[0026]請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖2，上部塔體30在不銹鋼板波紋規(guī)整填料32的上方設(shè)置有液體分布器34，上部塔體30開設(shè)的冷凝液回流口 300和進(jìn)料口 302均位于液體分布器34上方。液體分布器34為高布液點(diǎn)槽式液體分布器，其能夠?qū)λ?nèi)的下降液體(包括冷凝液回流口 300流入的回流液體以及進(jìn)料口 302流入的進(jìn)料液體)進(jìn)行充分分布，以保證下方填料的充分潤濕，即使在噴淋密度較大變化范圍內(nèi)也能有很好的分布效果。液體分布器34還設(shè)有預(yù)分布裝置，預(yù)分布裝置對(duì)進(jìn)入液體分布器的液體進(jìn)行預(yù)分布。
[0027]請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖3，上部塔體30還在液體分布器34的上方設(shè)置了高性能絲網(wǎng)除沫器36。高性能絲網(wǎng)除沫器36可以截留上升氣相從塔釜放射性廢液中夾帶的99.99 %的液沫，有效降低了水蒸氣中的放射性核素及鹽分的含量，對(duì)于利用水蒸氣控制氫氣爆炸極限這種工藝來說尤為重要。
[0028]請(qǐng)同時(shí)參閱圖1和圖4，下部塔體40的最底部設(shè)置有塔釜出口 46，塔釜出口 46設(shè)置有十字型防渦流擋板460;十字型防渦流擋板460用于抑制塔釜內(nèi)漩渦的形成，并破壞已形成的漩渦，使脫氣塔在正常運(yùn)行時(shí)液面穩(wěn)定。
[0029]易于理解的是，本實(shí)用新型所采用的填料、液體分布器34、除沫器等塔內(nèi)件的選型，均可以根據(jù)待去除氣體以及反應(yīng)堆冷卻劑的放射性物理化學(xué)特性、操作條件、處理量、脫氣等要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]I)擴(kuò)寬塔的操作彈性:采用高布液點(diǎn)槽式液體分布器可以為回流以及進(jìn)料液提供更好的液體分布效果，保證下方填料的充分潤濕，即使在噴淋密度較大變化范圍內(nèi)也能有很好的分布效果；
[0032]2)提高塔的除氣因子:填料脫氣塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證塔內(nèi)上升氣流和下降液體的充分接觸傳質(zhì)，同時(shí)截留上升氣流中夾帶的大量液沫，從而提高了塔的脫氣因子；
[0033]3)降低能耗:選擇合適的操作溫度用以減少提高液體顯熱所需要的能力，對(duì)于低壓降的塔內(nèi)件而言，選擇范圍較廣；
[0034]4)保證液位穩(wěn)定:通過防渦流裝置，穩(wěn)定塔內(nèi)液位，從而使裝置穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行；
[0035]5)保持進(jìn)出口硼濃度一致:低持液量可以有效地保證輸送至一回路的冷卻劑(經(jīng)過除氣)的硼濃度保持不變，從而降低進(jìn)出口硼濃度變化的風(fēng)險(xiǎn)；
[0036]6)布置空間需求小:下大上小的分段式塔體結(jié)構(gòu)減小了脫氣塔的布置空間需求。
[0037]綜上所述，本實(shí)用新型用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔能夠?qū)碜院朔磻?yīng)堆的一回路冷卻劑中的裂變氣體、氫氣以及氧氣等不凝氣體進(jìn)行凈化脫氣處理，使核電站中一回路冷卻劑的復(fù)用或者排放滿足電站或者國家標(biāo)準(zhǔn)要求。本實(shí)用新型主要適用于核反應(yīng)堆一回路冷卻劑的不凝氣體脫除，但其他核設(shè)施，如研究堆、核熱電廠等產(chǎn)生的廢液，也可以使用本實(shí)用新型的填料脫氣塔進(jìn)行處理。
[0038]根據(jù)上述原理，本實(shí)用新型還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于放射性液體處理的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:包括分段式結(jié)構(gòu)的塔體，塔體包括供塔內(nèi)件及填料安裝用的上部塔體和為液體提供沸騰蒸發(fā)空間的下部塔體，下部塔體的內(nèi)徑大于上部塔體的內(nèi)徑;上部塔體內(nèi)裝載有不銹鋼板波紋規(guī)整填料;所述上部塔體開設(shè)有冷凝液回流口和進(jìn)料口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述不銹鋼板波紋規(guī)整填料在上部塔體內(nèi)分層布置，每層高為200?230mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述不銹鋼板波紋規(guī)整填料的比表面積為350?355m2/m3，孔隙率為94%-96%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述下部塔體的內(nèi)徑為上部塔體內(nèi)徑的1.5?1.6倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述上部塔體在不銹鋼板波紋規(guī)整填料的上方設(shè)置有液體分布器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述液體分布器為高布液點(diǎn)槽式液體分布器。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述液體分布器還設(shè)有預(yù)分布裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述上部塔體還在液體分布器的上方設(shè)置有高性能絲網(wǎng)除沫器。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述冷凝液回流口和進(jìn)料口均位于液體分布器上方。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電廠規(guī)整填料脫氣塔，其特征在于:所述下部塔體的最底部開設(shè)有塔釜出口，塔釜出口設(shè)置有十字型防渦流擋板。
【文檔編號(hào)】G21F9/02GK205541982SQ201520972376
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日
【發(fā)明人】潘躍龍, 盛成, 蘭立君, 霍明, 劉勇, 張?jiān)＜? 楊林君, 蘇東
【申請(qǐng)人】中廣核工程有限公司, 中國廣核集團(tuán)有限公司