CN203402942U

CN203402942U - 一种大流量中压凝结水精处理装置

Info

Publication number: CN203402942U
Application number: CN201320512344.1U
Authority: CN
Inventors: 沈万中
Original assignee: HAIYAN POWER SYSTEM RESOURCES Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Haiyan Power System Resources Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2013-08-22
Filing date: 2013-08-22
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2023-08-22

Abstract

本实用新型涉及大流量中压凝结水精处理装置，属于一种金属复层材料中压交换器，是由筒体、上封头和下封头构成，在筒体的上端固定了上封头、下端固定了下封头，其中，在筒体、上封头和下封头的内壁分别贴覆了筒体不锈钢保护层、上封头不锈钢保护层和下封头不锈钢保护层，在装置内筒体的上封头固定了进水室布水孔板、下封头固定了出水孔板，在上封头上设有凝结水进口及树脂输入口，树脂输入口穿过进水室布水孔板置于处理室内，在处理室内有树脂床层置于出水孔板上，出水孔板上设有树脂输出口穿过下封头，在下封头上设有凝结水出口。本装置内层为奥氏体不锈钢，交换器内部整体上做到防腐，从根本上杜绝了从防腐层中泄漏出SO₄ ⁼离子的可能。

Description

一种大流量中压凝结水精处理装置

技术领域

本实用新型属于一种金属复层材料中压交换器，特别是涉及到一种采用金属复层材料的大流量中压凝结水精处理设备，适用于核电厂常规岛凝结水精处理系统和火电超超临界凝结水精处理系统对大流量（单台额定流量＞800立方米/小时）凝结水的精处理的应用。

背景技术

凝结水精处理系统的主要运行设备：前置阳床交换器、高速混床交换器和树脂捕捉器等设备传统都是采用钢衬胶的制造工艺，鉴于核电对二回路水质指标的严格控制，因此对硫化橡胶衬胶工艺的使用适应性已经提出了质疑，并引起广泛的关注。随着核电技术的发展，单机具有更大发电容量，常规岛二回路系统不但对需要处理的凝结水流量增大，而且对使用凝结水精处理装置处理后的水质要求更为严格；对于火电厂而言，大容量超超临界机组对使用凝结水精处理装置处理后的水质也显得有更高要求。特别是对凝结水中有侵蚀性的阴离子SO₄ ^2-、Cl^-、NO₃ ^-等含量的要求已经引起关注。

虽然核电二回路水汽系统的温度、压力等参数，与超超临界仍至超临界火力发电机组相比要低得多；由于蒸汽发生器使用金属材料的特性所决定，蒸汽发生器的管材要兼顾一回路冷却液和二回路除盐水的使用条件，采用了一种价格昂贵的镍基合金，而这种镍基合金却对水中所含有的SO₄ ^2-、Cl^-离子十分敏感。蒸汽发生器二回路水侧在蒸汽发生器工作压力下，一些盐类在饱和蒸汽的分配系数却十分低，如NaCl、Na₂SO₄等盐类，随着蒸发他们在水中不断浓缩；特别是在蒸发器管子与支撑板或箍板间的缝隙中，水中的盐份会达几十倍的浓缩，这些浓缩液里的高浓度离子，会使蒸汽发生器的管子受到严重的腐蚀；这是由于存在于高温水中含硫组分会显著降低高镍合金的抗腐蚀能力，使蒸发器传热管子产生沿着晶界之间的晶间腐蚀。这种腐蚀可以使金属的机械性显著降低，危害性极大。

此外在核电二回路中的水汽分离中间再热器，进入中间再热器含盐的湿蒸汽，由于温度上升湿度下降，盐份得到浓缩会达到危险的程度，对再热器管会产生腐蚀。所以核电二回路汽水系统所控制的水汽质量品质，却要比超超临界的火力发电机组水汽质量要严格得多。因此SO₄ ^2-、Cl^-含量，在压水堆核电二回路水汽系统中都有规定的控制标准。特别对凝结水精处理混床出水SO₄ ^2-离子浓度控制相当严格，期望值要小于0.2μg/kg。

超超临界机组水汽系统，受热面温度都是非常高，容易发生化学物质的沉积，这些主要是Na₂SO₄、NaOH，这类物质溶解在蒸汽中，对过热器、再热器和汽轮机产生腐蚀。

上述情况的产生均是由于凝结水精处理混床出水硫化合物（无机硫化合物和有机硫化合物）的泄出而造成汽水循环中SO₄ ^2-含量过高，其原因来自于以下几个方面：阳树脂的溶出物；凝结水精处理系统阳树脂溶出物的泄出，主要是高分子组分的泄出；混床交换器阳、阴树脂没有彻底混合均匀，床层底部阳树脂居多，其溶出物直接进入凝结水系统；前置阳床阳树脂工作条件恶劣，阳树脂加速氧化降价，溶出物增多穿过混床进入凝结水系统；混床中阴树脂化学交换动力学行性能下降，对阴离子交换的速度下降，造成包括有SO₄ ^2-、Cl^-等离子和包括低分子的阳树脂溶出物的漏出量增加；凝结水精处理系统破碎树脂漏出，进入二回路水气系统，破碎树脂在蒸汽发生器里受热分解释放出SO₄ ^2-。

目前，在前置阳床交换器和高速混床交换器，罐体内部采用衬胶防腐，为了改善衬胶层的性能，要对生橡胶进行一系列炼制和加工过程，在一定条件下，使胶料中的生胶与硫化剂、促进剂、各种添加剂发生化学反应，使其由线型结构的大分子交联成为立体网状结构的大分子，使从而使胶料具备高强度、高弹性、高耐磨、抗腐蚀等等优良性能。整个这个过程称为橡胶硫化。这些残留在衬胶防腐层里的硫化剂、一些含硫或硫酸根离子的促进剂和添加剂，在与凝结水接触的条件下会释放出来，并最终成为SO₄ ^2-离子，随之进入常规岛二回路汽水系统。另外传统的设备衬胶工艺，由于橡胶本身特性所存在的问题，在使用一定的年限后会发生衬胶层会老化，失去了它的防腐性能，罐体设备必须进停止运行，周期性的对衬胶层的重新复衬和更换，这是衬胶防腐工艺的弱点。

实用新型内容

本实用新型旨在于克服现有技术的不足，提供了一种采用金属复层材料的大流量中压凝结水精处理设备，为提高核电常规岛凝结水精处理水质，降低二回路的水中的SO₄ ^2-离子含量，从设备制造着手，革新传统的设备罐体内部的防腐手段，在这里提出了对前置阳床交换器、高速混床交换器罐体采用金属复层材料防腐的新工艺。

本实用新型的一种采用金属复层材料的大流量中压凝结水精处理装置，是由筒体、上封头和下封头构成，在筒体的上端固定了上封头、下端固定了下封头，其中，在筒体、上封头和下封头的内壁分别贴覆了筒体不锈钢保护层、上封头不锈钢保护层和下封头不锈钢保护层，在装置内筒体的上封头固定了进水室布水孔板、下封头固定了出水孔板，在上封头上设有凝结水进口及树脂输入口，树脂输入口穿过进水室布水孔板置于处理室内，在处理室内有树脂床层置于出水孔板上，出水孔板上设有树脂输出口穿过下封头，在下封头上设有凝结水出口。

作为本实用新型的进一步改进，所述的出水孔板为球面，其下方设有升起垂直支承圈和椭圆支承面，升起垂直支承圈和椭圆支承面、升起垂直支承圈和椭圆支承面共同构成集水装置。

作为本实用新型的进一步改进，在下封头的内壁设有压力平衡腔室。

作为本实用新型的进一步改进，压力平衡室其上部与采用不锈钢材料的集水装置相接、其下部与下封头的下封头不锈钢保护层相接。

作为本实用新型的进一步改进，在筒体上设有人孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述的布水孔板为不锈钢材料制成。

本实用新型的一种采用金属复层材料的大流量中压凝结水精处理设备，采用新的金属保护层对凝结水精处理交换器而言，从根本上解决了硫酸根析出问题和交换器衬胶层使用寿命短的两大问题，进一步提升了核电凝结水精处理设备的安全性、可靠性和经济性；采用新的金属复层材料的工艺，还解决了对核电凝结水精处理采用前置阳床和高速混床串联工艺系统，其高速混床下部压力平衡腔的基体金属防腐的问题；平衡液可以直接引用高速混床进水，即前置阳床的低pH出水，从而提高了高速混床运行操作的安全性和可靠性。对于大容量、高参数的火电厂凝结水精处理设备而言，采用新的金属复层材料工艺，消除了硫酸根离子的溶出，对热力系统水汽质量也是一个有效提高。特别是，其与现有的设备相比较，除保持原有设备的良好特性外，还从根本上革新了凝结水精处理交换器内部采用衬胶防腐的传统工艺。特别对于核电凝结水精处理系统的运行有重大的意义，是常规岛二回路水汽系统防止硫酸根腐蚀有力措施。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

标号说明：上封头1、上封头不锈钢保护层2、筒体3、筒体不锈钢保护层4、下封头5、下封头不锈钢保护层6、出水孔板9、水孔板10、树脂床层11、集水装置12、压力平衡室13、凝结水出口14、人孔15、树脂输出口16、处理室17。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

本实用新型的一种采用金属复层材料的大流量中压凝结水精处理设备，是由筒体3、上封头1和下封头5构成，在筒体3的上端固定了上封头1、下端固定了下封头5，在筒体3上设有人孔15。

其中，在筒体3、上封头1和下封头5内壁分别贴覆了筒体不锈钢保护层4、上封头不锈钢保护层2和下封头不锈钢保护层6，采用金属复层材料制造的罐体其内部的防腐层十分完整，包括上、下封头和直筒内壁都处在奥氏体不锈钢防腐层的保护之下，奥氏体不锈钢防腐层与罐体基体的接合是严密的，罐体内部基体无外露。内层为奥氏体不锈钢防腐，在设备使用年限上不受限止，完全可以与罐体基体使用年限保持同步，为用户提供更可靠的使用度。

在装置内上封头1的下端固定了进水室布水孔板10、下封头5的上端固定了出水孔板9，在上封头1上设有凝结水进口7及树脂输入口8，树脂输入口8穿过进水室布水孔板10置于处理室17内，在处理室17内有树脂床层11置于出水孔板9上，出水孔板9上设有树脂输出口16穿过下封头5，在下封头5上设有凝结水出口14。

出水孔板9为球面，与其下方的升起垂直支承圈和椭圆支承面，共同组成集水装置12；布水孔板10为不锈钢材料制成。本装置中，交换器进水管及其法兰也采用相同工艺防腐，并保持接合面的完整。

在下封头5的内壁设有压力平衡腔室13。压力平衡室13其上部与采用不锈钢材料的集水装置12相接、其下部与下封头5的下封头不锈钢保护层6相接，实现了整个腔室的全不锈钢防腐，使压力平衡腔室内的平衡液与基体材质完全隔离。特别适用于经过前置阳床处理后的水进入压力平衡腔室，无须担心低pH的平衡液对基体金属的腐蚀。

本装置撇弃了在凝结水精处理罐体内部对集水孔板以上的罐体壁进行局部衬胶的传统防腐工艺（在集水孔板以下没有防腐层处理）；而是采用金属复层材料其内层为奥氏体不锈钢，用新制造工艺使得交换器内部整体上做到防腐，可以从根本上杜绝了从防腐层中泄漏出SO₄ ^2-离子的可能，使凝结水精处理的水质进一步得以提高；体现了核电凝结水精处理的设备在设计和制造工艺上有一个整体的实质性提升。

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。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型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，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种大流量中压凝结水精处理装置，是由筒体（3）、上封头（1）和下封头（5）构成，在筒体（3）的上端固定了上封头（1）、下端固定了下封头（5），其特征是在筒体（3）、上封头（1）和下封头（5）的内壁分别贴覆了筒体不锈钢保护层（4）、上封头不锈钢保护层（2）和下封头不锈钢保护层（6），在装置内筒体（3）的上封头固定了进水室布水孔板（10）、下封头固定了出水孔板（9），在上封头（1）上设有凝结水进口（7）及树脂输入口（8），树脂输入口（8）穿过进水室布水孔板（10）置于处理室（17）内，在处理室（17）内有树脂床层（11）置于出水孔板（9）上，出水孔板（9）上设有树脂输出口（16）穿过下封头（5），在下封头（5）上设有凝结水出口（14）。

2.如权利要求1所述的一种大流量中压凝结水精处理装置，其特征在于所述的出水孔板（9）为圆孤形，其下方设有集水装置（12）。

3.如权利要求2所述的一种大流量中压凝结水精处理装置，其特征在于：在下封头（5）的内壁设有压力平衡腔室（13）。

4.如权利要求3所述的一种大流量中压凝结水精处理装置，其特征在于：压力平衡室（13）其上部与采用不锈钢材料的集水装置（12）相接、其下部与下封头（5）的下封头不锈钢保护层（6）相接。

5.如权利要求1所述的一种大流量中压凝结水精处理装置，其特征在于：在筒体（3）上设有人孔（15）。

6.如权利要求1所述的一种大流量中压凝结水精处理装置，其特征在于：布水孔板（10）为不锈钢材料制成。