CN103936196B - 一种换流阀内冷水净化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种换流阀内冷水净化装置及方法，所述装置包括进水盖部、净化筒体和出水底部，进水盖部、净化筒体和出水底部依次活动连接构成封闭容器；净化筒体内安装有滤元；净化筒体内壁设有隔环，隔环上安装有隔板，隔板将净化筒体分为第一净化腔和第二净化腔；第一净化腔和第二净化腔分别装填过离子交换树脂Ⅰ和离子交换树脂Ⅱ。本发明不仅能深度除盐，且能去除内冷水中的中性的铝、铁的氧化物，且能在线快速更换失效的滤元及树脂，结构简单便于安装，而不影响换流阀运行。
Description
技术领域
本发明涉及换流阀内冷水净化技术领域，特别涉及一种换流阀内冷水净化装置及方法。
背景技术
高压直流输电过程中，为适应大功率晶闸管在高电压条件下的使用要求，防止在高电压环境下产生泄漏电流，晶闸管冷却水必须具备极低的电导率。因此在晶闸管冷却水循环冷却回路上并联了小混床，使一部分内冷水经过混床，不断净化管路中可能析出的阴、阳离子及铝、铁氧化物。然而，小混床能去除极性的阴、阳离子，实现深度除盐，但是对内冷水中的中性的铝、铁的氧化物的去除能力非常有限，导致大量铝、铁的氧化物在换流阀均压电极表面生成沉积物，影响电气设备工作。如果能有效去除内冷水中铝、铁的氧化物，那么就实现了换流阀内冷水的彻底净化，保证电气设备正常工作。
发明内容
本发明提供一种换流阀内冷水净化装置及方法，能深度除盐，而且能去除换流阀内冷水中的中性的铝、铁的氧化物。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种换流阀内冷水净化装置，包括进水盖部、净化筒体和出水底部，进水盖部、净化筒体和出水底部依次活动连接构成封闭容器；净化筒体内安装有滤元；进水盖部包括封盖、布水板和第一水帽，封盖和布水板形成内空腔，第一水帽设在布水板上，封盖上设有与进水盖部连通的进水口；出水底部包括封底、集水板和第二水帽，封底和集水板形成内空腔，第二水帽在集水板上，集水板中央设有出树脂口，封底上设有与出水底部连通的出水口；净化筒体内壁设有隔环，隔环上安装有隔板，隔板将净化筒体分为位于上部的第一净化腔和位于下部的第二净化腔，第一净化腔和第二净化腔分别装填离子交换树脂Ⅰ和离子交换树脂Ⅱ。
滤元包括滤元封盖、滤元外围、精密滤网和缠绕滤芯；滤元外围为底部开有圆孔的筒状结构，精密滤网焊接在滤元外围的外壁上，滤元外围被精密滤网包裹的外壁上设有进水孔；缠绕滤芯为顶部设有螺栓、侧壁缠绕线状材料的空心柱型结构，其侧壁和底部设有进出水孔，其侧壁靠近底部处设有挡板；缠绕滤芯顶部穿过滤元外围底部圆孔，通过螺栓连接固定在滤元封盖上；在滤元外围与缠绕滤芯之间的形成环形空腔，环形空腔装填过滤介质。
优选的，精密滤网的滤网之间间隙为3～50μm。
优选的，隔板上均匀的设有多个与滤元匹配的安装孔，滤元安装在安装孔上。
优选的，布水板为穹形状或水平状，第一水帽均匀布置在布水板上，第一水帽的数量至少为4个，第一水帽之间间隙为3-300μm。
优选的，集水板为倒穹形状或水平状，第二水帽均匀布置在集水板上，第二水帽的数量至少为4个，第二水帽之间间隙为3-300μm。
优选的，进水盖部、净化筒体和出水底部的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈；隔板与净化筒体内壁的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，隔板通过环形橡胶圈与净化筒体内壁接触；滤元与安装孔的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，滤元通过环形橡胶圈与安装孔接触；缠绕滤芯与滤元外围的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，缠绕滤芯通过环形橡胶圈与滤元外围接触；滤元封盖与滤元外围的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，滤元封盖通过环形橡胶圈与滤元外围接触。
优选的，所述的离子交换树脂Ⅰ为氢型树脂，氢型树脂装填量高度超过滤元高度。
优选的，离子交换树脂Ⅱ包括上层的氢型树脂和下层抛光树脂，其中氢型树脂的体积为第二净化腔体积的20～40%，抛光树脂的体积为第二净化腔体积的60～80%。
优选的，滤元的环形空腔装填的过滤介质为纤维粉、粉末树脂的混合物，纤维粉和粉末树脂的重量比为1:1。
一种换流阀内冷水净化方法，pH值为7.0～8.8的冷水从进水口进入进水盖部，通过第一水帽将水流均匀的分散，进入净化筒体内；冷水先通过上部氢型树脂被酸化，pH值低至5.2～6.8，水中铝的氧化物由于冷水pH值降低，生成大颗粒胶体，被滤元滤过滤、吸附，部分透过滤元的小颗粒氢氧化铝胶体再次进入净化筒体下部的氢型树脂层，在该层，氢氧化铝继续酸化，生成铝离子而被树脂交换去除，底层抛光树脂实现盐分的深度去除，通过出水口排出。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过进水盖部、净化筒体和出水底部的依次通过活动连接构成封闭容器；净化筒体下部依次装入离子交换树脂Ⅱ，中部安装隔板及滤元，上部空间装填离子交换树脂Ⅰ。本设计结构简单，安装方便，可以在线快速更换失效的滤元及树脂，而不影响换流阀运行。
进一步的，滤元包括滤元封盖、滤元外围、精密滤网和缠绕滤芯；缠绕滤芯顶部穿过滤元外围底部圆孔，通过螺栓连接固定在滤元封盖上，安装方便，可以批量生产；在滤元外围与缠绕滤芯之间的形成环形空腔，环形空腔装填过滤介质，失效的过滤介质方便更换和安装，实现滤元封盖、滤元外围的重复利用。
进一步的，精密滤网的滤网之间间隙为3～50μm。可以防止树脂进入滤元内部，有效的过滤水离子中的杂质。布水板为穹形状或水平状，水帽Ⅰ均匀布置在布水板上，水帽Ⅰ的数量至少为4个，水帽Ⅰ之间间隙为3-300μm。有利于水流的均匀流入净化筒，有效利用离子交换树脂。
进一步的，本发明各个结构的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈有利于提高该设备的密封性能，避免水溢出或没有重复净化的情况，同时便于冷水净化装置的快速安装、拆卸。
进一步的，离子交换树脂Ⅰ为氢型树脂，氢型树脂装填量高度超过滤元高度有利于冷水全部通过氢型树脂被酸化，形成大颗粒胶体，被滤元过滤、吸附。净化腔和滤元设计实现了冷水中的中性的铝、铁的氧化物酸化、离子交换及去除。
附图说明
图1为流阀内冷水净化装置示意图；
图2为中间隔板示意图；
图3为滤元结构示意图；
其中，进水盖部1，封盖10，布水板11，第一水帽12，进水口13，出水底部3，封底30，集水板31，第二水帽32，出水口33，出树脂口34，净化筒体2，净化筒体内壁20，隔环21，隔板22，滤元23，第一净化腔24，第二净化腔25,安装孔220,滤元封盖234，滤元外围233，精密滤网230，缠绕滤芯231，进水孔235，挡板236，环形空腔232。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
如图1至图3所示，本发明提供的一种换流阀内冷水净化装置，包括进水盖部1、净化筒体2和出水底部3，进水盖部1、净化筒体2和出水底部3依次活动连接构成封闭容器；进水盖部1包括封盖10、布水板11和第一水帽12，封盖10和布水板11形成内空腔，第一水帽12设在布水板11上，封盖10上设有与进水盖部1连通的进水口13；出水底部3包括封底30、集水板31和第二水帽32，封底30和集水板31形成内空腔，第二水帽12设在集水板31上，集水板31中央设有出树脂口34，封底30上设有与出水底部3连通的出水口33；净化筒体2内壁20设有隔环21，隔环21上安装有隔板22，隔板22将净化筒体2分为位于上部的第一净化腔24和位于下部的第二净化腔25，第一净化腔24和第二净化腔25分别装填离子交换树脂Ⅰ和离子交换树脂Ⅱ。净化筒体2内安装有滤元23；滤元23包括滤元封盖234、滤元外围233、精密滤网230和缠绕滤芯231；滤元外围233为底部开有圆孔的筒状结构，精密滤网230焊接在滤元外围233的外壁上，滤元外围23被精密滤网230包裹的外壁上设有进水孔235；缠绕滤芯231为顶部设有螺栓、侧壁缠绕线状材料的空心柱型结构，其侧壁和底部设有进出水孔，其侧壁靠近底部处设有挡板236；缠绕滤芯231顶部穿过滤元外围23底部圆孔，通过螺栓连接固定在滤元封盖234上；在滤元外围233与缠绕滤芯231之间的形成环形空腔232，环形空腔232装填过滤介质。隔板22上均匀的设有多个与滤元23匹配的安装孔220，滤元23安装在安装孔220上。
本发明中进水盖部1、净化筒体2和出水底部3的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈；隔板22与净化筒体内壁20的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，隔板22通过环形橡胶圈与净化筒体内壁20接触；滤元23与安装孔220的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，滤元23通过环形橡胶圈与安装孔220接触；缠绕滤芯231与滤元外围233的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，缠绕滤芯231通过环形橡胶圈与滤元外围233接触；滤元封盖234与滤元外围23的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，滤元封盖234通过环形橡胶圈与滤元外围23接触。
本发明中的精密滤网230，滤网之间间隙为3～50μm。布水板11为穹形状或水平状，第一水帽12均匀布置在布水板11上，第一水帽12的数量至少为4个，第一水帽12之间间隙为3-300μm。集水板31为倒穹形状或水平状，第二水帽32均匀布置在集水板31上，第二水帽32的数量至少为4个，第二水帽32之间间隙为3-300μm。
具体实施时，净化筒体2下部依次装入抛光树脂和氢型树脂，中部安装隔板22及滤元23，上部空间装填氢型树脂，氢型树脂的装填量应该高于滤元23的高度，保证水能够全部通过氢型树脂和滤元，再依次安装进水盖部1、净化筒体2和出水底部3，使其通过螺栓连接构成封闭容器。
方式一：
净化筒体2下部依次装入60%的抛光树脂和40%的氢型树脂，中部安装隔板22及滤元23，滤元23内部装填60%纤维粉及40%粉末树脂组成的混合物，上部空间装填50%氢型树脂。
方式二：
净化筒体2下部依次装入80%的抛光树脂和20%的氢型树脂，中部安装隔板22及滤元23，滤元23内部装填50%纤维粉及50%粉末树脂组成的混合物，上部空间装填50%氢型树脂。
按照方式一或二安装的流阀内冷水净化装置，并用0.2μS/cm的除盐水清洗换流阀内冷水净化装置，待出水电导率小于0.2μS/cm，将容器串联于换流阀内冷水旁路中，调整流量，流速为5米/小时，投入运行。使用时，pH值为7.0～8.8的冷水从进水口13进入进水盖部1，通过第一水帽12将水流均匀的分散，进入净化筒体2内。冷水先通过上部氢型树脂被酸化，pH值低至5.2～6.8，水中铝的氧化物由于冷水pH值降低，生成大颗粒胶体，被滤元23滤过滤、吸附，部分透过滤元23的小颗粒氢氧化铝胶体再次进入净化筒体2下部的氢型树脂层，在该层，氢氧化铝继续酸化，生成铝离子而被树脂交换去除，底层抛光树脂实现盐分的深度去除，通过出水口33排出。待出水电导率大于0.2μS/cm或进、出口压差大于0.12Mpa，换流阀内冷水净化装置退出运行并隔离，开启进水盖部1，掏出上部氢型树脂，移出滤元23及隔板22，下部树脂通过集水板31中央设有出树脂口34排放；重新依上述顺序装填下部抛光树脂和氢型树脂、安装隔板及滤元，装填上部氢型树脂，冲洗合格，投入运行。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种换流阀内冷水净化装置，其特征在于：包括进水盖部(1)、净化筒体(2)和出水底部(3)，进水盖部(1)、净化筒体(2)和出水底部(3)依次活动连接构成封闭容器；所述的净化筒体(2)内安装有滤元(23)；
所述的进水盖部(1)包括封盖(10)、布水板(11)和第一水帽(12)，封盖(10)和布水板(11)形成内空腔，第一水帽(12)设在布水板(11)上，封盖(10)上设有与进水盖部(1)连通的进水口(13)；
所述的出水底部(3)包括封底(30)、集水板(31)和第二水帽(32)，封底(30)和集水板(31)形成内空腔，第二水帽(32)设在集水板(31)上，集水板(31)中央设有出树脂口(34)，封底(30)上设有与出水底部(3)连通的出水口(33)；
所述的净化筒体(2)内壁(20)设有隔环(21)，隔环(21)上安装有隔板(22)，隔板(22)将净化筒体(2)分为位于上部的第一净化腔(24)和位于下部的第二净化腔(25)，第一净化腔(24)和第二净化腔(25)分别装填离子交换树脂Ⅰ和离子交换树脂Ⅱ；
所述的滤元(23)包括滤元封盖(234)、滤元外围(233)、精密滤网(230)和缠绕滤芯(231)；所述的滤元外围(233)为底部开有圆孔的筒状结构，精密滤网(230)焊接在滤元外围(233)的外壁上，滤元外围(233)被精密滤网(230)包裹的外壁上设有进水孔(235)；所述的缠绕滤芯(231)为顶部设有螺栓、侧壁缠绕线状材料的空心柱型结构，其侧壁和底部设有进出水孔，其侧壁靠近底部处设有挡板(236)；缠绕滤芯(231)顶部穿过滤元外围(233)底部圆孔，通过螺栓连接固定在滤元封盖(234)上；在滤元外围(233)与缠绕滤芯(231)之间的形成环形空腔(232)，环形空腔(232)装填过滤介质。
2.根据权利要求1所述的换流阀内冷水净化装置，其特征在于:所述的精密滤网(230)，滤网之间间隙为3～50μm。
3.根据权利要求1所述的换流阀内冷水净化装置，其特征在于：所述的隔板(22)上均匀的设有多个与滤元(23)匹配的安装孔(220)，滤元(23)安装在安装孔(220)上。
4.根据权利要求1所述的换流阀内冷水净化装置，其特征在于：所述的布水板(11)为穹形状或水平状，第一水帽(12)均匀布置在布水板(11)上，第一水帽(12)的数量至少为4个，第一水帽(12)之间间隙为3-300μm。
5.根据权利要求1所述的换流阀内冷水净化装置，其特征在于：所述的集水板(31)为倒穹形状或水平状，第二水帽(32)均匀布置在集水板(31)上，第二水帽(32)的数量至少为4个，第二水帽(32)之间间隙为3-300μm。
6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的换流阀内冷水净化装置，其特征在于：
所述进水盖部(1)、净化筒体(2)和出水底部(3)的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈；
所述隔板(22)与净化筒体内壁(20)的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，隔板(22)通过环形橡胶圈与净化筒体内壁(20)接触；
所述滤元(23)与安装孔(220)的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，滤元(23)通过环形橡胶圈与安装孔(220)接触；
所述缠绕滤芯(231)与滤元外围(233)的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，缠绕滤芯(231)通过环形橡胶圈与滤元外围(233)接触；
所述滤元封盖(234)与滤元外围(233)的连接处设有凹槽，凹槽内有环形橡胶圈，滤元封盖(234)通过环形橡胶圈与滤元外围(233)接触。
7.根据权利要求1所述的换流阀内冷水净化装置，其特征在于：所述环形空腔(232)装填的过滤介质为纤维粉、粉末树脂的混合物，纤维粉和粉末树脂的重量比为1:1。
8.根据权利要求1所述的换流阀内冷水净化装置，其特征在于：所述的离子交换树脂Ⅰ为氢型树脂，氢型树脂装填量高度超过滤元(23)高度；所述的离子交换树脂Ⅱ包括上层的氢型树脂和下层抛光树脂，其中氢型树脂的体积为交换树脂Ⅱ体积的20～40％，抛光树脂的体积为交换树脂Ⅱ体积的60～80％。
9.一种换流阀内冷水净化方法，其特征在于：pH值为7.0～8.8的冷水从权利要求8所述的换流阀内冷水净化装置的进水口(13)进入进水盖部(1)，通过第一水帽(12)将水流均匀的分散，进入净化筒体(2)内；冷水先通过上部氢型树脂被酸化，pH值低至5.2～6.8，水中铝的氧化物由于冷水pH值降低，生成大颗粒胶体，被滤元(23)过滤、吸附，部分透过滤元(23)的小颗粒氢氧化铝胶体再次进入净化筒体(2)下部的氢型树脂层，在该层，氢氧化铝继续酸化，生成铝离子而被树脂交换去除，底层抛光树脂实现盐分的深度去除，通过出水口(33)排出。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ding De Inventor after: Yan Aijun Inventor after: Bai Xiaochun Inventor after: Wu Jian Inventor after: Song Yuanfeng Inventor after: Xue Jun Inventor after: Jiang Dan Inventor after: Zhao Qinhu Inventor before: Ding De Inventor before: Yan Aijun Inventor before: Bai Xiaochun Inventor before: Wu Jian Inventor before: Jiang Dan Inventor before: Zhao Qinhu |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100761 West Chang'an Avenue, Xicheng District, Xicheng District, Beijing Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee after: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Address before: 100761 West Chang'an Avenue, Xicheng District, Xicheng District, Beijing Patentee before: State Grid Corporation of China Patentee before: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221215 Address after: 100031 No. 86 West Chang'an Avenue, Beijing, Xicheng District Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee after: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute Patentee after: National Network (Xi'an) Environmental Protection Technology Center Co.,Ltd. Address before: 100761 West Chang'an Avenue, Xicheng District, Xicheng District, Beijing Patentee before: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Patentee before: STATE GRID SHAANXI ELECTRIC POWER Research Institute |
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| TR01 | Transfer of patent right |