CN101816960B

CN101816960B - 前置阳床阳离子再生塔

Info

Publication number: CN101816960B
Application number: CN2010101403410A
Authority: CN
Inventors: 史尼柏; 王忆
Original assignee: HAIYAN POWER SYSTEM RESOURCES Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HAIYAN POWER SYSTEM RESOURCES ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2010-04-06
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-04-06
Also published as: CN101816960A

Abstract

本发明涉及一种前置阳床阳离子再生塔，属于电厂凝结水精处理的再生设备技术领域。该前置阳床阳离子再生塔，包括壳体，所述的壳体的两端采用椭圆封头曲面的形式封闭，壳体的上端设置有空气进出口、正洗水入口和人孔，壳体内部的上部为树脂膨胀空间，壳体内部的下部为树脂层，壳体的底部设置有底部分配装置，底部分配装置的上方为树脂层，树脂层的上方设置有分配收集装置，分配收集装置的上方为树脂膨胀空间，在树脂膨胀空间处的壳体上设置有树脂入口，壳体的下端设置有树脂出口管和反洗水出入口，树脂出口管设置在下椭圆封头曲面轴中心，反洗水出入口与底部分配装置相连。

Description

前置阳床阳离子再生塔

技术领域

本发明涉及一种前置阳床阳离子再生塔，属于电厂凝结水精处理的再生设备技术领域。适用于核电厂常规岛凝结水精处理系统和火电凝结水精处理系统对大流量(单台额定流量＞1000立方米/小时)凝结水的精处理交换器的树脂再生应用。

背景技术

压水堆核电常规岛凝结水精处理系统，常规配置有前置阳床和高速混床，前置阳床的重要功能是去除凝结水中的除氢离子外的所有阳离子组份，另一方面前置阳床还起到了对凝结水进行过滤的作用，从而使凝结水中悬浮状态的颗粒杂质降到最低，也就是说前置阳床具有这双重功能，它为紧随其后高速混床提供了良好的运行条件。

前置阳床在这个系统中运行周期相当短，对需要频繁再生的前置阳床树脂效果提出更高的要求。因此再生设备和再生技术是关键。而传统的树脂再生设备运用在核电常规岛凝结水精处理中主要存在以下不足：1.分配收集装置在布液和排水不够均匀，使得再生设备的功效不能完全发挥出来；2.下部集水排水/反洗底部分配装置的球面孔板的结构和集水水帽的分布方式不合理，造成底部水帽配送排水和反洗水和低压空气擦洗的气流分布不合理，使对树脂的擦洗、清洗和再生的效果不理想。不能适应数量大、再生频度密的树脂再生要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理，适应数量大、再生频度密的树脂再生要求，能在这个塔内对失效的前置阳床树脂进行表面清洗，能除去污物和破碎或小颗粒树脂的前置阳床阳离子再生塔。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是该前置阳床阳离子再生塔，包括壳体，其结构特点是：所述的壳体的两端采用椭圆封头曲面的形式封闭，壳体的上端设置有空气进出口、正洗水入口和人孔，壳体内部的上部为树脂膨胀空间，壳体内部的下部为树脂层，壳体的底部设置有底部分配装置，所述的底部分配装置由球面孔板和水帽组成，水帽设置在球面孔板上，球面孔板与下椭圆封头曲面形成双层装置，所述的水帽的布局是以球面孔板的中心向外侧以每圈400mm递增，圈上相邻二颗水帽间的夹角，由内圈向外圈，分别以90°、45°、30°、22.5°的间隔排列，底部分配装置的上方为树脂层，树脂层的上方设置有分配收集装置，所述的分配收集装置由水平方向设置的母管和支管组成，所述的支管为梯形绕丝管，所述的支管的数量为4-10对，梯形绕丝管的绕丝间的缝隙为0.36mm，分配收集装置的上方为树脂膨胀空间，在树脂膨胀空间处的壳体上设置有树脂入口，壳体的下端设置有树脂出口管和反洗水出入口，树脂出口管设置在下椭圆封头曲面轴中心，反洗水出入口与底部分配装置相连。

本发明所述的壳体的上部、中部和下部分别设置有上窥视镜、中窥视镜和下窥视镜。以便于观察再生过程中壳体内树脂层的变化。

本发明所述的底部分配装置由球面孔板和水帽组成，水帽设置在球面孔板上，球面孔板与下椭圆封头曲面形成双层装置。

本发明所述的分配收集装置由水平方向设置的母管和支管组成，所述的支管为梯形绕丝管。

本发明所述的壳体的材质为碳钢，内部衬有两层耐酸橡胶层，耐酸橡胶层的总厚度为4.8mm--8mm。

本发明所述的水帽的布局是以球面孔板的中心向外侧以每圈400mm递增，圈上相邻二颗水帽间的夹角，由内圈向外圈，分别以90°、45°、30°、22.5°的间隔排列。

本发明所述的正洗水进口位于壳体轴中心，空气进出口位于旁侧。

本发明所述的底部分配装置，其球面孔板的曲率半径最大为壳体直径的1.6--1.7倍。以达到99.99％的树脂输出率的要求，过大的曲率不适用于树脂的快速而完全的输送。

本发明所述的支管的数量为4-10对。确保该装置在树脂床层布液和排液的均匀性。

本发明所述的梯形绕丝管的绕丝间的缝隙为0.36mm。以有利机械杂物、小颗粒或破碎树脂的排出。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明能适应数量大、再生频度密的树脂再生要求，可以通过对失效的前置阳床树脂进行表面清洗，除去污物和破碎或小颗粒树脂和树脂的再生，直到树脂达到备用标准。

2、再生液分配和废液收集更均匀，可以使再生设备的功效完全发挥出来。

3、底部分配装置送排水，反洗水和低压空气擦洗的气流分布更合理，使对树脂的擦洗、清洗和再生的效果更好，凝结水精处理树脂再生效果更好。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视结构示意图；

图3为底部分配装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1至3所示，本实施例由的主体为壳体1，

壳体1、树脂层2、下窥视镜3、树脂出口管4、反洗水出入口5、底部分配装置6、集水水帽7、分配收集装置、树脂膨胀空间9、空气进出口10、正洗水入口11、树脂入口12、母管13、支管14、球面孔板15、再生液进出口16、人孔17、中窥视镜3-1、上窥视镜3-2、上椭圆封头曲面18、下椭圆封头曲面19、

壳体1上设置有树脂入口12、树脂出口管4、、空气进出口10、正洗水入口11、反洗水出入口5、再生液进出口16、上窥视镜3-2、中窥视镜3-1、下窥视镜3和人孔17。壳体1内设置有分配收集装置和底部分配装置6。整个壳体1呈圆柱状壳体。上、下二端带有上椭圆封头曲面18、下椭圆封头曲面19的立式柱形筒。

上椭圆封头曲面18上设有正洗水入口11、空气进出口10，正洗水入口11位于壳体1轴中心，空气进出口10位于旁侧，距壳体1轴中心不大于300mm。下椭圆封头曲面19底部轴中心设有树脂出口管4，反洗水出入口5位于旁侧且与底部分配装置6相连。在壳体1侧面设有再生液进出口16，以及在壳体的上中下不同高度段设有上窥视镜3-2、中窥视镜3-1、下窥视镜3，以便于观察再生过程中壳体1内树脂层的变化。

分配收集装置是水平向的平面设置的母管13和支管14形式，支以有利机械杂物、小颗粒或破碎树脂的排出。母管13在中间、支管14成对布置于母管13的两侧，支管14间距按等距离排列，支管14的数量为六对，支管14的直径的选择必须符合如下条件：既要保证液体进入/排出时的通量和均匀性，还要降低装置在壳体内对液体的水阻。支管14表面层是梯形绕丝，缝隙宽度严格保持0.36mm，允许破碎树脂、粒径偏小的树脂和机械杂物的排放，而合适粒径的树脂则得以保留；在梯形绕丝的内层设有开孔衬管。使整个分配收集装置具有高的机械强度，经得起水流和气流的冲击。

确保该装置在树脂床层布液和排液的均匀性。底部分配装置6是由球面孔板15配集水水帽7组成，集水水帽7的布局是以球面孔板15的中心向外侧以每圈400mm递增，圈上相邻二颗集水水帽7间的夹角，由内圈向外圈，分别以90°、45°、30°、22.5°的间隔排列，布局合理符合水力特性的要求。球面孔板15与下椭圆封头曲面19所组成的双层装置，夹层的设计有助于底部集水水帽7均匀配送排水和反洗水和低压空气擦洗的气流分布，使对树脂的擦洗、清洗和再生的效果得以提高。装置表层的球面其曲率半径的设计取值为1.5，以保证实现树脂的彻底清扫出去没有存留，达到核电高标准的树脂转移率的指标。可以达到99.99％的树脂输出率的要求，过大的曲率不适用于树脂的快速而完全的输送。

壳体1的材质为碳钢，内部衬有两层总厚度至少是6mm的耐酸橡胶作防腐。壳体1内部的分配收集装置和底部分配装置6的材质为与再生介质相适应的耐腐蚀不锈钢。

在壳体1的底部设有底部分配装置6、树脂层2位于底部分配装置6之上；分配收集装置又位于树脂层2之上；树脂膨胀空间9就设置在树脂层2之上也是壳体1的上半部。再生液由分配收集装置上的再生液进出口16进入并均匀分配到需再生的树脂层2。树脂层2上部合理的树脂膨胀空间9，控制树脂膨胀度至少在75％以上。

底部分配装置6配合进入的风量和水量，确保树脂在再生前和再生后得到彻底的清洗。使再生后回到前置阳床的树脂，具有更高的活性。

本发明采用其独特的树脂表面清洗技术和树脂再生清洗技术，方式是：树脂受逆向空气擦洗-结合反洗小流量提升水位达到50％的膨胀度-用顶部通入压缩空气在顶部形成压力空气包-带压力情况下正向二点排放废液。与传统树脂清洗方式相比，具有更好的对树脂再生清洗效果、树脂再生度和树脂输出率。与传统的再生清洗方式相比，在树脂再生时的自用水耗量大为降低，有利于节能降耗和环保。

在本发明中，可以根据需要，将支管14设置为4-10对，球面孔板15的曲率半径设置为壳体1直径的1.4--1.7倍，耐酸橡胶层的总厚度可以设置为4.8mm--8mm。

在实施过程中本发明树脂再生设备的再生过程是：

1、交换器的失效树脂由压缩空气以及压缩空气和水通过管道由树脂入口12送入壳体1。

2、顶部的空气进出口10送入压缩空气加压，同时从再生液进出口16疏水，排水至分配收集装置支管14高度。

3、低压空气从反洗水出入口5送入，从空气进出口10排出，对树脂进行空气擦洗，剥落树脂表面污物和去除静电。

4、水和低压空气从反洗水出入口5送入，从空气进出口10排出，对树脂进一步进行气和水的洗涤，深入剥落树脂表面污物和去除静电，同时抬升水位。

5、至少到树脂膨胀高度大于50％时，停止从反洗水出入口5送入低压空气和水。同时从空气进出口10送入压缩空气加压，在树脂层2上部空间形成顶部空气压力包。

6、分别开启再生液进出口16出口阀门和反洗水出入口5的阀门将废弃物排出。

7、完成对树脂的清洗后通过正洗水入口11和再生液进出口16注水，同时从空气进出口10排气，至水满。

8、从再生液进出口16送入再生液，通过分配收集装置分配再生液于树脂层2，再生废液从反洗水出入口5排出。完成对树脂的进再生液和置换过程。

9、重复上述2、3、4、5、6、7过程对树脂再生后清洗。

10、清洗水从正洗水入口11送入，从反洗水出入口5排出，以大流量方式对再生后树脂进行清洗，直至水质达标。

11、用空气进出口10送入压缩空气、以及接合从反洗水出入口5送入冲洗水，分部将再生好的备用树脂通过树脂出口管4送回交换器。

发明树脂再生设备的接管配以自动阀门，整个过程由PLC实行自动操作。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种前置阳床阳离子再生塔，包括壳体，其特征是：所述的壳体的两端采用椭圆封头曲面的形式封闭，壳体的上端设置有空气进出口、正洗水入口和人孔，壳体内部的上部为树脂膨胀空间，壳体内部的下部为树脂层，壳体的底部设置有底部分配装置，所述的底部分配装置由球面孔板和水帽组成，水帽设置在球面孔板上，球面孔板与下椭圆封头曲面形成双层装置，所述的水帽的布局是以球面孔板的中心向外侧以每圈400mm递增，圈上相邻二颗水帽间的夹角，由内圈向外圈，分别以90°、45°、30°、22.5°的间隔排列，底部分配装置的上方为树脂层，树脂层的上方设置有分配收集装置，所述的分配收集装置由水平方向设置的母管和支管组成，所述的支管为梯形绕丝管，所述的支管的数量为4-10对，梯形绕丝管的绕丝间的缝隙为0.36mm，分配收集装置的上方为树脂膨胀空间，在树脂膨胀空间处的壳体上设置有树脂入口，壳体的下端设置有树脂出口管和反洗水出入口，树脂出口管设置在下椭圆封头曲面轴中心，反洗水出入口与底部分配装置相连。

2.根据权利要求1所述的前置阳床阳离子再生塔，其特征是：所述的壳体的上部、中部和下部分别设置有上窥视镜、中窥视镜和下窥视镜。

3.根据权利要求1、2所述的前置阳床阳离子再生塔，其特征是：所述的壳体的材质为碳钢，内部衬有两层耐酸橡胶层，耐酸橡胶层的总厚度为4.8mm--8mm。

4.根据权利要求1、2所述的前置阳床阳离子再生塔，其特征是：所述的正洗水进口位于壳体轴中心，空气进出口位于旁侧。

5.根据权利要求1、2所述的前置阳床阳离子再生塔，其特征是：所述的底部分配装置，其球面孔板的曲率半径为壳体直径的1.4--1.7倍。