CN204303367U - 一种低水平放射性废液处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低水平放射性废液处理系统，该系统包括，预热器、外加热室蒸发器、乳化塔、蒸汽压缩机、电蒸汽发生器和热水泵，所述预热器包括第一预热器和第二预热器，所述外加热室蒸发器包括分离室和加热室，所述分离室和加热室通过上循环管和下循环管连通，所述乳化塔内设置有喷淋装置。本实用新型提供的低水平放射性废液处理系统摒弃了传统锅炉房供热系统和循环冷却水系统，不需要外部蒸汽供给，只消耗电能，系统设备不庞大，能耗低。

Description

一种低水平放射性废液处理系统

技术领域

本实用新型涉及核废水处理设备领域，尤其涉及一种低水平放射性废液处理系统。

背景技术

目前，我国核电站、核废水处理处置厂仍然采用上世纪五六十年代的工艺方法来处理放射性废水，且多年来几乎没有改进，该方法是将经过预热的放射性废液送入蒸发器，采用锅炉房供给的蒸汽将废液加热至沸腾，在蒸发器中，连续沸腾的废液变成了两部分，一部分是废水蒸发出的蒸汽，这一部分所占比重较大，而放射性较小，经冷凝冷却后可直接排放；另一部分是从在蒸发器内定时排放出来的浓缩液，这一部分所占比重较小，而放射性较高，另做处理。这种蒸发工艺，需配备锅炉房不断输入蒸汽加热料液；而蒸发器内产生的大量二次蒸汽则需要另一套冷却水系统对其进行冷凝冷却，系统设备庞大，能耗高。

鉴于上述缺陷，本实用新型创作者经过长时间的研究和试验,最终获得了本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低水平放射性废液处理系统，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：提供一种低水平放射性废液处理系统，该系统包括，预热器、外加热室蒸发器、乳化塔、蒸汽压缩机、电蒸汽发生器和热水泵，所述预热器包括第一预热器和第二预热器，所述外加热室蒸发器包括分离室和加热室，所述分离室和加热室通过上循环管和下循环管连通，所述乳化塔内设置有喷淋装置；

所述第一预热器的废液出口通过管道与所述第二预热器的废液入口连通，所述第二预热器的废液出口通过管道与所述下循环管连通，所述第二预热器的加热流体入口通过管道与所述加热室的不凝性气体出口连通，所述第二预热器的加热流体出口通过管道与所述电蒸汽发生器的冷凝水入口连通，所述分离室的二次蒸汽出口通过管道与所述乳化塔的二次蒸汽入口连通，所述乳化塔的二次蒸汽出口通过管道与所述蒸汽压缩机的入口连通，所述蒸汽压缩机的出口通过管道与所述加热室的第一加热流体入口连通，所述加热室的第二加热流体入口通过管道与所述电蒸汽发生器的蒸汽出口连通，所述加热室的加热流体出口通过管道与所述电蒸汽发生器的冷凝水入口连通，所述电蒸汽发生器的加热流体出口经过所述热水泵通过管道分别与所述乳化塔内的喷淋装置和所述第一预热器的加热流体入口连通，所述乳化塔底部的排水口通过管道与所述下循环管连通，在所述乳化塔底部的排水口和所述下循环管之间的管道上还设置有阀门。

进一步，所述电蒸汽发生器的加热流体出口经过所述热水泵还通过管道所述蒸汽压缩机的出口连通。

进一步，其特征在于，所述分离室的顶部安装有第一金属丝网除沫器。

进一步，所述乳化塔的顶部安装有第二金属丝网除沫器。

进一步，所述乳化塔的底部安装有塔板，所述塔板上放置拉西环填料，所述喷淋装置位于所述第二金属丝网除沫器和所述拉西环填料之间，所述喷淋装置会定时定量向所述拉西环填料喷水，保证所述拉西环填料完全浸泡在水中。

进一步，还包括一取样装置，该取样装置定时对所述乳化塔中的净化水进行取样分析。

进一步，所述蒸汽压缩机采用罗茨式蒸汽压缩机。

与现有技术比较本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的低水平放射性废液处理系统摒弃了传统锅炉房供热系统和循环冷却水系统，不需要外部蒸汽供给，只消耗电能，系统设备不庞大，能耗低。

另外，将电蒸汽发生器中的一部分热水经过管道输送到蒸汽压缩机的出口管道后，就可以消除压缩后二次蒸汽的过热，使其成为饱和蒸汽，提高在换热过程中换热效率。

本实用新型提供的低水平放射性废液处理系统的第二预热器回收了二次蒸汽中不凝性气体的热量，能达到进一步节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型的一种低水平放射性废液处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为便于进一步理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，为本实用新型的一种低水平放射性废液处理系统的结构示意图，该系统包括：预热器、外加热室蒸发器、乳化塔5、蒸汽压缩机6、电蒸汽发生器7和热水泵8，所述预热器包括第一预热器1和第二预热器2，所述外加热室蒸发器包括分离室3和加热室4，所述分离室3和加热室4通过上循环管9和下循环管10连通，所述分离室3的顶部安装有第一金属丝网除沫器31，所述乳化塔5的顶部安装有第二金属丝网除沫器51，底部安装有塔板52，所述塔板52上放置一定量的拉西环填料53，低于所述金属丝网除沫器51高于所述拉西环填料53处设置喷淋装置11，所述喷淋装置会定时定量向所述拉西环填料53喷水，保证所述拉西环填料53完全浸泡在水中。

所述第一预热器1具有废液入口、废液出口、加热流体入口和加热流体出口。所述第二预热器2具有废液入口、废液出口、不凝性气体出口、加热流体入口和加热流体出口。所述加热室4具有浓缩液出口、不凝性气体出口、第一加热流体入口、第二加热流体入口和加热流体出口；所述分离室3具有二次蒸汽出口。所述乳化塔5具有二次蒸汽入口、二次蒸汽出口和排水口。所述电蒸汽发生器7具有加热流体出口、蒸汽出口和冷凝水入口。所述乳化塔5中的塔板52高于所述乳化塔5的二次蒸汽入口。

所述第一预热器1的废液出口通过管道101与所述第二预热器2的废液入口连通。所述第二预热器2的废液出口通过管道102与所述下循环管10连通，所述第二预热器2的加热流体入口通过管道103与所述加热室4的不凝性气体出口连通，所述第二预热器2的加热流体出口通过管道109与所述电蒸汽发生器7的冷凝水入口连通。所述外加热室蒸发器的分离室3的二次蒸汽出口通过管道104与所述乳化塔5的二次蒸汽入口连通。所述乳化塔5的二次蒸汽出口通过管道105与所述蒸汽压缩机6的入口连通。所述蒸汽压缩机6的出口通过管道106与所述外加热室蒸发器的加热室4的第一加热流体入口连通。所述外加热室蒸发器的加热室4的第二加热流体入口通过管道107与所述电蒸汽发生器7的蒸汽出口连通，所述外加热室蒸发器的加热室4的加热流体出口通过管道108与所述电蒸汽发生器7的冷凝水入口连通。所述电蒸汽发生器7的加热流体出口经过所述热水泵8通过管道111与所述蒸汽压缩机6的出口连通，通过管道110与所述乳化塔5内的喷淋装置11连通，通过管道112与所述第一预热器1的加热流体入口连通。所述乳化塔5底部的排水口通过管道116与所述下循环管10连通，在所述管道116上还设置有阀门12。

当低水平放射性废液进入本实用新型中的低水平放射性废液处理的系统后，启动电蒸汽发生器7，电蒸汽发生器7开始产生蒸汽，蒸汽从管道107进入外加热室蒸发器的加热室4，加热加热室4中的放射性废液使其沸腾，废液和蒸发出的二次蒸汽在分离室3中分离，二次蒸汽经过分离室3顶部的第一金属丝网除沫器31净化后从管道104进入乳化塔5中，经过乳化塔5的净化后从管道105进入蒸汽压缩机6，启动蒸汽压缩机6并根据产生蒸汽量的不断增多，逐步提高蒸汽压缩机6的频率，直到达到稳定运行。自动调节电蒸汽发生器7的加热功率，维持电蒸汽发生器7中压力在50KPa，电蒸汽发生器7中的热水经过热水泵8后，大部分热水经过管道112送至第一预热器1中作为加热流体，一部分经过管道111输送到蒸汽压缩机6的出口管道，一部分经过管道110输送到乳化塔5中的喷淋装置。

经永磁软水器除去铁磁性杂质后的废液从管道113进入第一预热器1中，被来自管道112的热水加热至80℃以上，进入第二预热器2中，来自管道112的热水在第一预热器1中放出热量冷却后经管道115排出后重新被收集起来。进入第二预热器2中的废液被来自管道103的不凝性气体和少量蒸汽加热至90℃以上，进入下循环管10中，来自管道103的不凝性气体经过管道114排出后被收集，少量水蒸汽在第二预热器2中放出热量冷凝后经管道109流入电蒸汽发生器7中。加热到90℃以上的废液经过下循环管10进入加热室4中，被来自管道106的二次蒸汽和来自管道107的水蒸汽加热沸腾，沸腾后的废液流过上循环管9进入分离室3中，废液和二次蒸汽分离，二次蒸汽通过第一金属丝网除沫器31后从管道104进入乳化塔5中，来自管道106的二次蒸汽和管道107的水蒸汽在加热室4放出热量冷凝后经管道108流入电蒸汽发生器7中。进入乳化塔5的二次蒸汽被净化后经管道105进入蒸汽压缩机6被压缩后，进入管道106作为加热室4的加热流体进入加热室4加热废液。最后废液经过上述处理后成为浓缩液，从所述加热室4的浓缩液出口排出后被收集起来。

上述低水平放射性废液处理的系统还包括一取样装置，该取样装置定时对所述乳化塔5中的净化水进行取样分析，如果发现净化水中的放射性水平较高，无法起到洗涤净化的作用时，开启管道116上的阀门12，经管道116将乳化塔5中净化水排入所述循环管10中，所述喷淋装置11会重新喷入净化水。

所述蒸汽压缩机6可以是任何满足技术要求和使用要求的压缩机，以罗茨式和离心式蒸汽压缩机为主，本实施例中采用罗茨式蒸汽压缩机，采用变频电机驱动。

由于外加热室蒸发器蒸发出来的二次蒸汽中含有细小液滴，相比二次蒸汽来说，这些细小液滴仍然具有较强的放射性，通过在所述分离室3的顶部安装第一金属丝网除沫器31，当带有细小液滴的二次蒸汽经过所述第一金属丝网除沫器31时，这些细小液滴就会吸附到金属丝网上，从而除去二次蒸汽中大部分具有放射性的细小液滴，达到净化二次蒸汽的目的。虽然经过所述分离室3的第一金属丝网除沫器31除去了大部分具有放射性的细小液滴了，但是还是会有少部分细小液滴经过管道104进入乳化塔5，这部分细小液滴和二次蒸汽被塔板51上的拉西环填料53和第二金属丝网除沫器51进一步净化，达到再一次净化二次蒸汽的目的。

由于外加热室蒸发器蒸发出来的二次蒸汽为饱和蒸汽，经过蒸汽压缩机6压缩后，二次蒸汽变为过热蒸汽，但是，过热蒸汽在换热过程中换热效率较差，所以，将电蒸汽发生器7中的一部分热水经过管道111输送到蒸汽压缩机6的出口管道后，就可以消除压缩后二次蒸汽的过热，使其成为饱和蒸汽，提高在换热过程中换热效率。

另外，本实用新型提供的低水平放射性废液处理系统的第二预热器回收了二次蒸汽中不凝性气体的热量，达到进一步节能的目的。

本实用新型提供的低水平放射性废液处理系统摒弃了锅炉房供热系统和循环冷却水系统，不需要外部蒸汽供给，只消耗电能，主要耗电设备为蒸汽压缩机6和电蒸汽发生器7。采用现有的处理系统，每处理1吨废液大约消耗1.2吨-1.5吨、压力约为200kpa的蒸汽，按消耗1.2吨蒸汽计算，耗能约为2.73×10⁶kJ，而利用本实用新型提供的低水平放射性废液处理系统，每处理1吨废液大约耗电63kWh，耗能为2.56×10⁵kJ，可以算出，本实用新型提供的低水平放射性废液处理系统每处理1吨废液节能在90％以上，能耗低，具有很大的优势。

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 (7)

1.一种低水平放射性废液处理系统，其特征在于，该系统包括，预热器、外加热室蒸发器、乳化塔、蒸汽压缩机、电蒸汽发生器和热水泵，所述预热器包括第一预热器和第二预热器，所述外加热室蒸发器包括分离室和加热室，所述分离室和加热室通过上循环管和下循环管连通，所述乳化塔内设置有喷淋装置；

所述第一预热器的废液出口通过管道与所述第二预热器的废液入口连通，所述第二预热器的废液出口通过管道与所述下循环管连通，所述第二预热器的加热流体入口通过管道与所述加热室的不凝性气体出口连通，所述第二预热器的加热流体出口通过管道与所述电蒸汽发生器的冷凝水入口连通，所述分离室的二次蒸汽出口通过管道与所述乳化塔的二次蒸汽入口连通，所述乳化塔的二次蒸汽出口通过管道与所述蒸汽压缩机的入口连通，所述蒸汽压缩机的出口通过管道与所述加热室的第一加热流体入口连通，所述加热室的第二加热流体入口通过管道与所述电蒸汽发生器的蒸汽出口连通，所述加热室的加热流体出口通过管道与所述电蒸汽发生器的冷凝水入口连通，所述电蒸汽发生器的加热流体出口经过所述热水泵通过管道分别与所述乳化塔内的喷淋装置和所述第一预热器的加热流体入口连通，所述乳化塔底部的排水口通过管道与所述下循环管连通，在所述乳化塔底部的排水口和所述下循环管之间的管道上还设置有阀门。

2.根据权利要求1所述的一种低水平放射性废液处理系统，其特征在于，所述电蒸汽发生器的加热流体出口经过所述热水泵还通过管道所述蒸汽压缩机的出口连通。

3.根据权利要求2所述的一种低水平放射性废液处理系统，其特征在于，所述分离室的顶部安装有第一金属丝网除沫器。

4.根据权利要求2所述的一种低水平放射性废液处理系统，其特征在于，所述乳化塔的顶部安装有第二金属丝网除沫器。

5.根据权利要求4所述的一种低水平放射性废液处理系统，其特征在于，所述乳化塔的底部安装有塔板，所述塔板上放置拉西环填料，所述喷淋装置位于所述第二金属丝网除沫器和所述拉西环填料之间，所述喷淋装置会定时定量向所述拉西环填料喷水，保证所述拉西环填料完全浸泡在水中。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种低水平放射性废液处理系统，其特征在于，还包括一取样装置，该取样装置定时对所述乳化塔中的净化水进行取样分析。

7.根据权利要求6所述的一种低水平放射性废液处理系统，其特征在于，所述蒸汽压缩机采用罗茨式蒸汽压缩机。