CN106277184A - 高流速中压离子交换设备 - Google Patents

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梁桥洪
王志明
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Abstract

本发明公开了一种高流速中压离子交换设备，其包括设备壳体、离子交换树脂层和安装在设备壳体内部的下部配水装置，所述设备壳体包括下封头，下部配水装置包括多孔板、布置在多孔板上的水帽以及设置在多孔板下方的环形支撑板；所述下封头由双金属复合材料制成，多孔板为碟形多孔板；环形支撑板与下封头直接焊接连接，环形支撑板按一定规则开孔，在多孔板与下封头之间形成水气分配迷宫。与现有技术相比，本发明高流速中压离子交换设备的下部配水装置完全克服了现有技术的不足，具有结构简单、失效树脂输出完全、寿命长无老化问题、树脂混合搅拌均匀、不易泄漏等诸多优点。

Description

高流速中压离子交换设备
技术领域
本发明属于工业水处理领域，更具体地说，本发明涉及一种高流速中压离子交换设备。
背景技术
在火电、核电等发电站中，为净化热力循环中蒸汽做功后形成的冷凝水，避免发电机组热力系统腐蚀、结垢，一般采用过滤器去除悬浮物，并设置离子交换设备去除溶解杂质。冷凝水净化系统使用的离子交换设备一般是高流速中压离子交换设备。
高流速中压离子交换设备运行时，凝结水从其上部入口进入设备，经过设备中设置的上布水装置对水流进行分配，使水流均匀地分配在整个设备截面上流过离子交换树脂层，在树脂层交换溶解杂质后，由下部配水装置对水流进行收集，从而汇流至出水口流出设备。离子交换树脂运行失效后，用水和压缩空气从设备下部设置的树脂输出管送出，输送到再生系统进行再生，再生后的树脂从上部树脂进口输入设备。可见，下部配水装置的主要功能和要求有：首先要保证水流均匀流过树脂层，不能出现偏流，才能充分利用所有树脂的交换容量，使设备的周期制水量最大，出水水质最好；其次，下部配水装置应不易附着树脂，保证失效树脂的输出完全彻底，以避免下一个周期运行时，失效树脂释放的杂质污染出水水质；再者，树脂需要混合搅拌时，下部配水装置应能均匀分配从下部通入的压缩空气到整个设备截面，保证全部树脂都能有效扰动混合。目前，下部配水装置一般采用多孔板加水帽的技术方案，水帽均匀安装在多孔板上，在整个设备截面上均匀收集流出离子交换树脂层的水流。
请参阅图1，现有的一种下部配水装置包括平板式多孔板10和水帽12。平板式多孔板10为圆形的衬胶多孔板，其中心连接树脂输出管14；水帽12按一定方式布置在平板式多孔板10上，并在适当位置设置有旋转树脂冲洗管16。高流速中压离子交换设备的下封头18采用衬胶防腐，因此需要开设人孔180，以方便衬胶防腐和运行检修。但是，这种下部配水装置存在以下缺陷：1)失效树脂输出不彻底，严重影响出水水质；2)平板式多孔板10上设置的旋转树脂冲洗管16在运行中经常成为树脂泄漏点，使离子交换树脂泄漏到后续热力系统中，造成很大危害；3)下封头18的衬胶层使用寿命一般为10-15年，衬胶老化后需拆除设备返厂重新衬胶。
请参阅图2，现有的第二种下部配水装置包括碟形多孔板20、水帽22、环形支撑板24和夹套封头26。环形支撑板24焊接在夹套封头26上，然后和夹套封头26一起焊接在碟形多孔板20的下表面，碟形多孔板20焊接在高流速中压离子交换设备的下封头28内壁上。碟形多孔板20的中心最低处连接树脂输出管29，水帽22按一定方式布置在碟形多孔板20上。为了保证碟形多孔板20在设备整体中压运行时不承受超过其结构强度的压力，夹套封头26与下封头28之间的空隙采用压力平衡管30与设备内部连接。设备运行前，需要先利用压力平衡管30将空隙中的气体完全排出，空隙充满水后才能加压，使得运行时空隙内压力与设备内压力相同，以保证下部配水装置不受额外压力损坏。这种下部配水装置虽然克服了平板式多孔板导致的失效树脂输出不彻底的问题，也不存在旋转树脂冲洗管导致的树脂泄漏问题，但是却仍旧存在以下缺陷：1)元件众多，制造工艺复杂；2)下封头28与夹套封头26之间的缝隙需要设置压力平衡管30来与设备内部连通，运行前缝隙中的气体必须完全排出，而且运行中压力平衡管30不能堵塞，否则设备运行压力将导致碟形多孔板20的结构损坏；3)由于空间的限制，下封头28无法进行防腐，下封头28与夹套封头26空隙内的积水会对下封头28产生腐蚀，腐蚀产物可能通过压力平衡管30进入设备内部，对设备内的高纯水造成污染。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种带有新型下部配水装置的高流速中压离子交换设备，以克服现有下部配水装置的种种不足。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种高流速中压离子交换设备，其包括设备壳体、离子交换树脂层和安装在设备壳体内部的下部配水装置，所述设备壳体包括下封头，下部配水装置包括多孔板、布置在多孔板上的水帽以及设置在多孔板下方的环形支撑板；所述下封头由双金属复合材料制成，多孔板为碟形多孔板；环形支撑板与下封头直接焊接连接，环形支撑板按一定规则开孔，在多孔板与下封头之间形成水气分配迷宫。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述双金属复合材料包括不锈钢板制成的内衬和容器钢板制成的外壁。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述碟形多孔板的中央最低处设有树脂输出口。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述环形支撑板为多圈垂直设置的不锈钢板，这些环形支撑板的上端与碟形多孔板塞焊连接，下端与下封头直接焊接连接并按一定规则开孔，从而在碟形多孔板与下封头之间形成水气分配迷宫。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述碟形多孔板、水帽和环形支撑板的材质均为不锈钢。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述碟形多孔板焊接连接在设备壳体内壁的下部。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述设备壳体还包括筒体，下封头焊接连接在筒体的下部；碟形多孔板焊接连接在下封头的顶部，或下封头与筒体的连接处，或筒体的下部。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述筒体的直径为1000mm～4500mm。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述筒体也由双金属复合材料制成，双金属复合材料包括不锈钢板制成的内衬和容器钢板制成的外壁。
作为本发明高流速中压离子交换设备的一种改进，所述离子交换树脂层装填在碟形多孔板的上方，下封头设有出水口；待净化的凝结水经过离子交换树脂层进行净化后，经水帽、多孔板后进入环形支撑板形成的水气分配迷宫，收集后由出水口流出。
与现有技术相比，本发明高流速中压离子交换设备的下部配水装置完全克服了现有技术的不足，具有结构简单、失效树脂输出完全、寿命长无老化问题、树脂混合搅拌均匀、不易泄漏等诸多优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明高流速中压离子交换设备及其有益效果进行详细说明。
图1为一种现有高流速中压离子交换设备下部配水装置的结构示意图。
图2为另一种现有高流速中压离子交换设备下部配水装置的结构示意图。
图3为本发明高流速中压离子交换设备的下部配水装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图3，本发明高流速中压离子交换设备包括设备壳体、离子交换树脂层50和安装在设备壳体内部的下部配水装置。
设备壳体包括筒体42和焊接连接在筒体42下部的下封头44。筒体42和下封头44由双金属复合材料压制成型，双金属复合材料包括不锈钢板制成的内衬和容器钢板制成的外壁。由于无需衬胶防腐及检修，因此下封头44上不开设人孔。下封头44的适当位置处设有出水口440。筒体42的直径根据设备出力、运行要求等进行选择，一般为1000mm～4500mm之间。
下部配水装置包括碟形多孔板60、水帽62和环形支撑板64。碟形多孔板60的材质为不锈钢，其焊接连接在设备壳体内壁的下部，具体连接位置可以在下封头44的顶部，也可以在下封头44与筒体42的连接处，或是在筒体42的下部。离子交换树脂层50装填在碟形多孔板60的上方，碟形多孔板60的中央最低点处设有树脂输出口640，树脂输出口640与树脂输出管642连接，以便将失效树脂完全输出。水帽62为不锈钢水帽，其数量按缝隙流速等要求计算确定；水帽62按一定规则均匀布置在碟形多孔板60上，其收集流过离子交换树脂层50的水流，使经过离子交换树脂净化后的水流均匀流出离子交换树脂层50，确保水流不发生偏流现象。环形支撑板64为多圈垂直设置的不锈钢板，其上端与碟形多孔板60塞焊连接，下端与下封头44直接焊接连接并按一定规则开孔，从而在碟形多孔板60与下封头44之间形成水气分配迷宫。有需要时，可在下封头44的出水口440或是专设的进气口接入压缩空气管，压缩空气经过环形支撑板64形成的水气分配迷宫、碟形多孔板60、水帽62进行分配后，对离子交换树脂层50的树脂进行均匀搅拌混合。
通过以上描述可知，本发明高流速中压离子交换设备具有以下优点：1)采用具有圆弧凹面的碟形多孔板60，可确保失效树脂完全输出；2)下封头44采用双金属复合材料压制成型，内衬的不锈钢满足设备防腐要求，外侧的容器钢满足结构强度要求，因此满足防腐要求的同时，在设备全寿期内无老化问题，维护工作量极小；3)取消了夹套封头，也就消除了夹套封头与下封头间的空隙，因此不需要设置平衡管进行压力平衡，也不存在下部配水装置受不平衡压力损坏的风险，同时避免了缝隙间含腐蚀产物的积水扩散到设备内高纯水中造成污染的风险；4)碟形多孔板60与下封头44间所有的构件均为金属焊接结构，水帽62从碟形多孔板60上方安装和更换，碟形多孔板60下方无易损件，设备寿期内不需要检修，因此下封头44无需设置人孔，有利于降低造价及加工难度；5)不锈钢材质的水帽62按一定规则布置在碟形多孔板60上，使经过离子交换树脂净化后的水流均匀流出离子交换树脂层50，运行时设备内不会发生偏流现象，保证设备出水质量；6)整个下部配水装置无树脂泄漏点，设备运行时无树脂泄漏问题；7)元件数量少，设备制造加工工艺简单。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种高流速中压离子交换设备，包括设备壳体、离子交换树脂层和安装在设备壳体内部的下部配水装置，所述设备壳体包括下封头，下部配水装置包括多孔板、布置在多孔板上的水帽以及设置在多孔板下方的环形支撑板，其特征在于：所述下封头由双金属复合材料制成，多孔板为碟形多孔板；环形支撑板与下封头直接焊接连接，环形支撑板按一定规则开孔，在多孔板与下封头之间形成水气分配迷宫。
2.根据权利要求1所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述双金属复合材料包括不锈钢板制成的内衬和容器钢板制成的外壁。
3.根据权利要求1所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述碟形多孔板的中央最低处设有树脂输出口。
4.根据权利要求1所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述环形支撑板为多圈垂直设置的不锈钢板，这些环形支撑板的上端与碟形多孔板塞焊连接，下端与下封头直接焊接连接并按一定规则开孔，从而在碟形多孔板与下封头之间形成水气分配迷宫。
5.根据权利要求1所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述碟形多孔板、水帽和环形支撑板的材质均为不锈钢。
6.根据权利要求1所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述碟形多孔板焊接连接在设备壳体内壁的下部。
7.根据权利要求6所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述设备壳体还包括筒体，下封头焊接连接在筒体的下部；碟形多孔板焊接连接在下封头的顶部，或下封头与筒体的连接处，或筒体的下部。
8.根据权利要求6所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述筒体的直径为1000mm～4500mm。
9.根据权利要求6所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述筒体也由双金属复合材料制成，双金属复合材料包括不锈钢板制成的内衬和容器钢板制成的外壁。
10.根据权利要求1所述的高流速中压离子交换设备，其特征在于：所述离子交换树脂层装填在碟形多孔板的上方，下封头设有出水口；待净化的凝结水经过离子交换树脂层进行净化后，经水帽、多孔板后进入环形支撑板形成的水气分配迷宫，收集后由出水口流出。
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