CN204303366U - 一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，包括：净化塔，其内部中空；用于将所述二次蒸汽引入所述净化塔内的蒸汽进口，其开设在所述净化塔的下层，并且所述蒸汽进口与所述蒸发器的出口连通；用于供所述二次蒸汽离开所述净化塔内的蒸汽出口，其开设在所述净化塔的上层；用于喷洒热水的喷淋单元，其设置在所述净化塔内的中层；用于降低所述二次蒸汽放射性的填料单元，其设置在所述净化塔内，并且所述填料单元位于所述喷淋单元与所述蒸汽进口之间。本实用新型能够高效处理二次蒸汽，且处理比较简单，系统设备比较体积小，并且处理时二次蒸汽受到阻力较小。

Description

一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置

技术领域

本实用新型涉及放射性废液的净化处理领域，尤其是涉及一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置。

背景技术

放射性废液是核燃料循环过程中产生最多、体积最大的一种放射性液体，为了避免放射性废液对人员以及环境的破坏，需要对放射性废液进行处理，以降低其放射性，从而安全排放。

目前，蒸发浓缩法是处理放射性废液最有效的方法，该方法将放射性废液加热至沸腾后，放射性废液中的水变成放射性较弱的水蒸汽，而水中的放射性随浓缩液得到浓缩，放射性废水体积得到大幅度减小，放射性较弱的水蒸汽(二次蒸汽)需要进行净化，净化后的二次蒸汽进行冷凝冷却后排放，而浓缩后放射性较高的废液另作处理。

这种处理工艺中，二次蒸汽的净化是其中的关键，如果二次蒸汽中携带的放射性不能得到充分去除，经冷凝冷却后的水将达不到排放标准，进而影响整个放射性废液处理系统。

目前的二次蒸汽净化技术中，蒸发出的二次蒸汽先后送入旋风分离器、净化器、捕集器等设备进行净化，另外，还需在净化设备后端另设一套真空系统，抽取二次蒸汽，使其以一定速度进入上述净化设备，最后的二次蒸汽净化系数约为10；这些设备虽然能够处理二次蒸汽，但是在处理时比较复杂，系统设备比较庞大，二次蒸汽受到阻力大，且处理效率较低，所以具有一定的改进空间。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，用以克服上述技术缺陷。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，包括：

一净化塔，其内部中空；

一用于将所述二次蒸汽引入所述净化塔内的蒸汽进口，其开设在所述净化塔的下层，并且所述蒸汽进口与所述蒸发器的出口连通；

一用于供所述二次蒸汽离开所述净化塔的蒸汽出口，其开设在所述净化塔的上层；

一用于喷洒热水的喷淋单元，其设置在所述净化塔的中层；

一用于降低所述二次蒸汽放射性的填料单元，其设置在所述净化塔内，且位于所述喷淋单元与所述蒸汽进口之间。

较佳的，还包括用于清除所述二次蒸汽内细微水珠的除沫单元，所述除沫单元设置在所述净化塔内且位于所述蒸汽出口与所述喷淋单元之间。

较佳的，所述填料单元包括散堆填料以及用于分隔所述喷淋单元与所述蒸汽进口的塔板，所述塔板上设置有用于供所述二次蒸汽通过的气孔，所述散堆填料置于所述塔板上。

较佳的，所述喷淋单元包括喷淋水入口以及喷头，所述喷淋水入口设置在所述净化塔上，所述喷头与所述喷淋水入口连接，且所述喷头朝向所述散堆填料。

较佳的，所述除沫单元为金属丝网除沫器，所述金属丝网除沫器上有若干过滤孔。

较佳的，所述塔板上开设有喷淋水出口。

较佳的，所述喷淋水出口与所述蒸发器的进口连通。

较佳的，还包括高温水箱，所述高温水箱内装有热水，所述高温水箱的出口与所述喷淋水入口连通。

较佳的，还包括用于冷凝被净化过的所述二次蒸汽的冷凝水箱，所述冷凝水箱与所述蒸汽出口连通，所述高温水箱的进口与所述冷凝水箱连通。

较佳的，所述净化塔上设置有用于对喷淋的热水进行取样的取样口。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：能够高效处理二次蒸汽，且处理过程简单，系统设备体积小，并且处理时二次蒸汽受到阻力小。

附图说明

图1为本实用新型的一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置的结构示意图。

图中：1-蒸发器；2-净化塔；3-蒸汽进口；4-蒸汽出口；5-除沫单元；6-散堆填料；7-塔板；8-喷淋水入口；9-喷头；10-喷淋水出口；11-高温水箱；12-冷凝水箱；13-取样口。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，用于处理蒸发器1产生的二次蒸汽，包括净化塔2、蒸汽进口3、蒸汽出口4、喷淋单元以及填料单元；净化塔2设置在地面上，由耐腐并且防辐射的特殊不锈钢制成，其体积较小，并且净化塔2的内部中空，用于净化二次蒸汽；蒸汽进口3开设在净化塔2的下层，并且蒸汽进口3与蒸发器1的出口之间通过一个管道连通，当蒸发器1加热放射性废液时，产生二次蒸汽，二次蒸汽通过蒸汽进口3从净化塔2的下层进入净化塔2内,然后从蒸汽出口4中离开；蒸汽出口4开设在净化塔2的上层，其通过管道与后续接收已处理的二次蒸汽的设备连通，当二次蒸汽在净化塔2内处理之后，其放射性降低，然后通过净化塔2的上层的蒸汽出口4离开净化塔2，并且由于蒸汽进口3在净化塔2下层，蒸汽出口4在净化塔2上层，并且二次蒸汽其自身具有由下往上运动的性质，所以在处理时能够使整个装置在处理时结构更加合理；喷淋单元设置在净化塔2内的中层，开启相关的阀门，能够向填料单元喷洒热水；填料单元设置在净化塔2内，并且位于喷淋单元与蒸汽进口3之间，填料单元浸泡在喷淋单元喷洒下来的水中，其比较紧凑，并且占用的体积很小，二次蒸汽进入净化塔2内，并通过填料单元，起到洗涤净化的作用，从而降低二次蒸汽放射性。

在放射性废液净化系统中，将高放射性的放射性废液通入蒸发器1内，然后经过蒸发器1加热，浓缩得到浓缩液，其中一部分的放射性废液变成了放射性浓度较低的二次蒸汽，二次蒸汽用过蒸汽进口3进入净化塔2的下层，在净化塔2内，打开相关的阀门，使喷淋单元向正下方的填料单元喷洒热水，从而使填料单元沾上热水，二次蒸汽由于压力以及自身性质的原因，会由下向上运动，二次蒸汽在向上运动时，并会与填料单元充分接触，且二次蒸汽只需要较低的压力以及速度就能通过填料单元，二次蒸汽通过填料单元时受到的阻力较小；由于填料单元浸泡在水中，能够起到洗涤并且吸附放射性的效果，并且处理时比较简单，带有放射性的二次蒸汽被洗涤之后，其放射性降低，然后由净化塔2上层的蒸汽出口4离开，进入后续设备之中进行冷凝，在具体处理时，处理的放射性废液原液β放射性浓度为10⁵-2.49×10⁶Bq/L，加热蒸汽压力为0.5kg/cm²，经过取样分析计算，净化塔2的净化系数平均值为18，所以净化效率较高，直接达到国家排放标准。

还包括除沫单元5，除沫单元5设置在净化塔2内，并且其位于蒸汽出口4与喷淋单元之间，当二次蒸汽经过填料单元后，虽然其自身的经过热水与填料单元的洗涤，放射性大大降低，但是在离开填料单元后，二次蒸汽内会混入不少细微水滴，这些水滴带有大量的放射性，如果让这些细微水滴离开净化塔2冷凝后，会造成后续的放射性超标，从而加大了处理难度；所以在喷淋单元与蒸汽出口4之间设置除沫单元5，当二次蒸汽通过除沫单元5时，二次蒸汽中的细微液滴被除沫单元5分离，从而使二次蒸汽离开净化塔2，而细微液滴被吸附在除沫单元5上，并且不断低落到填料单元上；该设计能够去除二次蒸汽内的细微液滴，从而使二次蒸汽的放射性降低。

除沫单元5可以优选为金属丝网除沫器，金属丝网除沫器由多层目数不等的叠合形成，从而在金属丝网除沫器上形成若干过滤孔，该过滤孔的孔径小于细微液滴的直径；金属丝网除沫器平铺封堵在净化塔2内，从而将蒸汽出口4与喷淋单元分隔开，当带有细微液滴的二次蒸汽要进入蒸汽出口4时，会先通过金属丝网除沫器，然后二次蒸汽从过滤孔中流出，细微液滴被阻拦在金属丝网除沫器上，从而达到气液分离的效果；该设计对二次蒸汽流动时的阻力较小，且结构简单，占用的体积小，性能比较可靠，不易损坏。

除沫单元5也可以为汽水分离器，汽水分离器能够供二次蒸汽通过，并且阻拦水滴，并且汽水分离器的体积较小，过滤效率较高。

填料单元包括散堆填料6以及塔板7，塔板7平铺在喷淋单元与蒸汽进口3之间，从而使喷淋单元与蒸汽进口3分隔开，塔板7上设置有用于供二次蒸汽通过的气孔，散堆填料6置于塔板7上，其中，散堆填料6优选为拉西环填料，拉西环填料具有优异的耐酸耐热的性能，且耐腐蚀；喷淋单元向拉西环填料喷洒热水，使拉西环填料浸泡在热水中，拉西环填料与能够与二次蒸汽充分接触，当二次蒸汽从蒸汽入口进入净化塔2内后，二次蒸汽通过气孔穿过塔板7与散堆填料6接触，并经过洗涤后离开净化塔2；并且，由于二次蒸汽是从塔板7正下方向上运动，所以在经过塔板7时，从散堆填料6的底部运动到散堆填料6的顶部，其与散堆填料6的接触面积以及接触时间都能最大化，从而充分洗涤二次蒸汽；如果使用管道从塔板7的侧方或者上方通入二次蒸汽，则二次蒸汽与散堆填料6的接触面积以及接触时间均不够，无法达到理想的洗涤效果；该设计能够使二次蒸汽与散堆填料6充分接触，提高了处理效率以及效果，从而使二次蒸汽能够一次性处理达标。

喷淋单元包括喷头9以及喷淋水入口8，喷淋水入口8设置在净化塔2上并且喷头9与喷淋水入口8通过管道连接，也可以将喷头9直接与喷淋水入口8连接，喷头9朝向散堆填料6，当喷淋水入口8内通入热水时，热水被喷头9喷出，从而形成细小的喷淋水水滴，并且不断的喷在散堆填料6上，使散堆填料6浸泡在喷淋水中，并且二次蒸汽在向上运动时，会被向下喷淋的热水喷到，从而起到进一步洗涤的效果；该设计能够通过喷头9使热水形成细微的水滴，从而热水更均匀的浸润到整个散堆填料6上。

塔板7上开设有喷淋水出口10，当喷头9将热水喷在散堆填料6上时，散堆填料6浸润在热水中，但是随着喷头9不断喷洒着热水，使塔板7上的热水越来越多，当热水过多时，会堵住塔板7上气孔，并且使二次蒸汽在通过散堆填料6时受到极大的阻力，并影响处理的效率以及处理效果，并且最关键的就是，当二次蒸汽通过散堆填料6进行洗涤时，散堆填料6上的热水的放射性会逐渐增高，当散堆填料6上浸润的热水的放射性高到一定值时，就会失去洗涤净化的效果，所以需要定时对喷淋的热水进行抽样检测，当塔板7上的喷淋水放射性超标时，就开启相关阀门，通过喷淋水出口10将喷淋水排出净化塔2内；该设计能够定时更换喷淋水，从而将塔板7上的喷淋水维持在一定的量上，使二次蒸汽能够顺利流动，同时更换掉高浓度的喷淋水，防止散堆填料6的净化洗涤效果降低。

喷淋水出口10与蒸发器1的进口连通，当塔板7上的高浓度喷淋水通过喷淋水出口10排放后，进入蒸发器1内进行蒸发，高浓度喷淋水经过蒸发器1的蒸发浓缩后，一部分变成浓缩液，另一部分变成二次蒸汽继续进入净化塔2内净化，从而形成循环净化。

还包括高温水箱11，高温水箱11内设置有热水，高温水箱11的出口与喷淋水入口8连通，喷头9喷出的热水就是高温水箱11内储存的热水，当净化塔2洗涤净化二次蒸汽时，相关的水泵将热水从高温水箱11中泵入喷淋水入口8，然后通过喷头9喷到散堆填料6上；该设计能够稳定的为喷头9提供热水，使整个装置在运行时更加可靠，防止中途缺水导致的无法洗涤净化的情况发生。

还包括冷凝水箱12，冷凝水箱12用于冷凝净化过的二次蒸汽，冷凝水箱12与蒸汽出口4通过相关的管道连通，并且冷凝水箱12上设置有用于排放冷凝水的排放管道，高温水箱11的进口与冷凝水箱12通过相关管道连通；当二次蒸汽净化洗涤完毕后，从蒸汽出口4离开净化塔2，并进入冷凝水箱12内冷凝成液体，经过冷凝后的冷凝液约有80℃以上，所以冷凝液的其中一部分能够用于喷淋单元中，这部分冷凝液通过相关的水泵泵入进入高温水箱11，作为喷淋水重新喷到填料单元上来洗涤二次蒸汽，喷淋水的放射性浓度升高后再通入蒸发器1内蒸发浓缩；该设计能够循环利用二次蒸汽以及冷凝水，充分利用了二次蒸汽冷凝后的余热，达到节约能源以及减少排放的效果。

净化塔2上设置有取样口13，取样口13用于对喷淋水进行取样，取样口13上设置有一个密封门,当净化塔2运行一段时间后，打开取样口13，用专门的取样器抽取塔板7上的喷淋水，然后测验其放射性的高度；该设计能够方便操作人员取样。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，对本实用新型而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本实用新型权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，包括：

一净化塔，其内部中空；

一用于将所述二次蒸汽引入所述净化塔内的蒸汽进口，其开设在所述净化塔的下层，并且所述蒸汽进口与所述蒸发器的出口连通；

一用于供所述二次蒸汽离开所述净化塔的蒸汽出口，其开设在所述净化塔的上层；

一用于喷洒热水的喷淋单元，其设置在所述净化塔的中层；

一用于降低所述二次蒸汽放射性的填料单元，其设置在所述净化塔内，且位于所述喷淋单元与所述蒸汽进口之间。

2.如权利要求1中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，还包括用于清除所述二次蒸汽内细微水珠的除沫单元，所述除沫单元设置在所述净化塔内且位于所述蒸汽出口与所述喷淋单元之间。

3.如权利要求1中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，所述填料单元包括散堆填料以及用于分隔所述喷淋单元与所述蒸汽进口的塔板，所述塔板上设置有用于供所述二次蒸汽通过的气孔，所述散堆填料置于所述塔板上。

4.如权利要求3中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，所述喷淋单元包括喷淋水入口以及喷头，所述喷淋水入口设置在所述净化塔上，所述喷头与所述喷淋水入口连接，且所述喷头朝向所述散堆填料。

5.如权利要求2中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，所述除沫单元为金属丝网除沫器，所述金属丝网除沫器上有若干过滤孔。

6.如权利要求4中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，所述塔板上开设有喷淋水出口。

7.如权利要求6中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，所述喷淋水出口与所述蒸发器的进口连通。

8.如权利要求7中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，还包括高温水箱，所述高温水箱内装有热水，所述高温水箱的出口与所述喷淋水入口连通。

9.如权利要求8中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，还包括用于冷凝被净化过的所述二次蒸汽的冷凝水箱，所述冷凝水箱与所述蒸汽出口连通，所述高温水箱的进口与所述冷凝水箱连通。

10.如权利要求8中所述的放射性废液蒸发过程中二次蒸汽净化装置，其特征在于，所述净化塔上设置有用于对喷淋的热水进行取样的取样口。