CN204625261U - 中压高流速离子交换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中压高流速离子交换装置，包括壳体，在壳体的顶部设置有上封头，在壳体的底部设置有下封头，所述壳体、上封头和下封头的材料为复合钢板，所述复合钢板包括内层钢板和外层钢板，所述内层钢板为满足防腐要求的不锈钢板，所述外层钢板为满足容器设计强度要求的容器钢板。本实用新型解决了现有技术中压高流速离子交换装置中衬胶层寿命较短的问题，延长了设备的使用寿命，使设备在全运行寿期内无需进行内衬翻新工作。

Description

中压高流速离子交换装置

技术领域

本实用新型涉及核电站水处理技术，更具体地说，涉及一种中压高流速离子交换装置。

背景技术

在高纯水净化处理系统中，一般采用离子交换去除水中的微量杂质，为了防止离子交换装置设备本体腐蚀以及腐蚀产物污染高纯水，离子交换器一般采用碳钢衬橡胶防腐。衬胶防腐一般是在设备内部与高纯水接触部分衬贴橡胶板后，整体在硫化釜内通入一定温度、压力的蒸汽使橡胶硫化，硫化后的胶板与钢板间有较高的粘结强度，胶板附着在设备内表面与高纯水接触，能满足防腐要求。由于橡胶的固有特性，衬胶良好的设备一般运行10-15年后，设备内衬的胶板就会出现老化、脱落，失去防腐功能。胶板老化后无法现场修复，需将设备拆除,运回衬胶厂重新衬胶。如新设备衬胶时质量控制不严，或未按规范要求进行运输、储存、安装，则衬胶层使用寿命就更短。在一些应用中，拆除离子交换设备重新衬胶会产生高昂的费用，如核电站主厂房内的冷凝水处理系统，拆除设备时，需要拆除设备相关的大量管道阀门，以及影响设备移出的分隔墙等，施工影响大，周期长，在核电站一个大修期内无法完成设备重新衬胶、系统恢复工作，严重影响核电机组的正常运行。

现有的中压高流速离子交换装置设备的壳体按相应的压力等级一般采用合适的碳钢制造，内部采用衬两层橡胶防腐，一般底层为3mm厚的半硬橡胶，表层衬2mm软橡胶，设备内部上布水多孔板板一般采用不锈钢拼板或双面衬胶的碳钢多孔板，下部排水装置采用不锈钢夹套封头加水帽，下封头内侧不做防腐处理。现有的中压高流速离子交换装置具有如下缺点：(1)衬胶层的使用寿命一般为10-15年，衬胶层出现损坏后，由于重新衬胶需将设备整体放入硫化釜硫 化，无法在不拆除设备的情况下完成重新衬胶，需将设备拆除运到衬胶厂，除去原有老化胶层重新衬胶，重新衬胶过程工程量大，周期长，对系统影响大；(2)衬胶层表面光滑度较差，在输出失效树脂时会粘附少量树脂，导致树脂输出不彻底，影响设备运行出水质量；(3)衬胶胶板在系统运行中可能会有微量溶出物，影响设备出水水质；(4)衬胶层易损坏，设备在衬胶完成后，在设备上进行的任何焊接都会损坏衬胶层，运输、安装过程中的轻微磕碰衬胶也会损坏导致设备需返厂衬胶；(5)运输、储存、使用环境要求苛刻，环境温度低于5℃运输储存，以及储存时阳光直射、温度过高等均可能损坏衬胶层，设备安装前长时间空罐在室外储存会加速橡胶老化，运行温度过高也会缩短设备衬胶寿命；(6)衬胶层局部有微小损坏或缺陷，修补也很困难，且修补后的衬胶使用寿命大大缩短；(7)由于橡胶不耐高温，现场安装、运行检修时不能对设备进行焊接、加热，否则将损坏衬胶层；(8)底部布水装置采用常规夹套封头，夹套封头与下封头间缝隙用压力平衡管与容器内部联通，进行压力平衡，如压力平衡管堵塞后，或缝隙中残留有气体时，设备升压运行时将导致下布水装置损坏；(9)下封头内表面无任何防腐措施，腐蚀产物可能通过压力平衡管渗透到高纯水中，降低出水水质。

另外，如果离子交换设备整体采用304、316等不锈钢制造，也可满足设备的防腐要求，且设备寿命与机组相同，在机组寿期内不需要更换。但是，中压设备要满足结构强度要求，必须采用较厚的设备壁厚，材料耗量大，全不锈钢设备造价昂贵，难以普及应用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种中压高流速离子交换装置，解决现有技术中压高流速离子交换装置中衬胶层寿命较短的问题，延长了设备的使用寿命，使设备在全运行寿期内无需进行内衬翻新工作。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种中压高流速离子交换装置，包括壳体，在壳体的顶部设置有上封头，在壳体的底部设置有下封头，所述壳体、上封头和下封头的材料为复合钢板，所述复合钢板包括内层钢板和外层钢板， 所述内层钢板为满足防腐要求的不锈钢板，所述外层钢板为满足容器设计强度要求的容器钢板。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，在所述壳体上设置有人孔门，所述人孔门的材料为所述复合钢板。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，在所述上封头设置有进水口和进树脂管，在所述进水口的下方设置有挡水环、挡水板、上布水多孔板和上布水水帽，在所述下封头设置有出水口和出树脂管，在所述出水口的上方设置有下布水多孔板和下布水水帽，在所述下布水多孔板和下封头之间设置有支撑板，所述支撑板与下封头焊接形成集水、布气迷宫，在所述壳体的中部填充有离子交换树脂，在所述壳体的侧壁上设置窥视孔。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，所述进水口、进树脂管、挡水环、挡水板、上布水多孔板、上布水水帽、出水口、出树脂管、下布水多孔板、下布水水帽和支撑板的材料均为不锈钢。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，所述进树脂管穿过上封头、上布水多孔板，并连接至离子交换树脂的填充区。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，所述下布水多孔板为碟形多孔板，所述下布水水帽以一定规律布置在碟形多孔板上。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，所述出树脂管设置在所述下布水多孔板中心的最低处。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，所述下布水多孔板的支撑板为多圈环形布置，支撑板与下封头直接焊接连接，支撑板与下布水多孔板之间采用塞焊连接，支撑板还组成集水、布气迷宫。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，所述壳体的形状为圆柱形或者球形。

作为本实用新型中压高流速离子交换装置的一种改进，在所述上封头上设置吊耳，在所述下封头上设置支腿，所述吊耳和支腿均为碳钢材料制造。

与现有技术相比，本实用新型中压高流速离子交换装置有效克服了衬胶层寿命较短的缺陷，延长了设备使用寿命，使设备在全运行寿期内无需进行内衬翻新工作；设备造价增加幅度在可承受范围内，大大低于全不锈钢制造设备的造价；没有衬胶设备运输储存安装中不能受热、不能施焊、不能受冻、避免轻微撞击等苛刻要求，可大大降低相关费用及施工、管理难度；内层的不锈钢表面光滑，失效树脂输出时不会粘附在设备内表面，大幅提高失效树脂输出率；运行时高纯水流经的整个设备过流部分均为耐蚀不锈钢，确保设备出水质量不会被设备自身溶出物污染；设备底部布水装置不采用常规夹套封头，而是下布水多孔板、支撑板直接焊接在下封头上，不设置压力平衡管，故不会出现压力平衡管堵塞后导致下布水多孔板损坏的风险；设备外壁为设备结构承压部分，可完全按压力容器设计要求选材、设计；采用复合钢板制造的设备在全寿期内较现有设备的综合经济性更好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型中压高流速离子交换装置的结构及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本实用新型中压高流速离子交换装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的发明目的、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，对本实用新型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实用新型，并非为了限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型中压高流速离子交换装置包括壳体2，在壳体2的顶部设置有上封头1，在壳体2的底部设置有下封头3，壳体2、上封头1和下封头2的材料为复合钢板，复合钢板包括内层钢板和外层钢板，内层钢板为满足防腐要求的不锈钢板，外层钢板为满足容器设计强度要求的容器钢板，两 种钢板可采用爆炸复合、焊接复合等工艺完成复合。在壳体2上设置有人孔门17，人孔门17的材料为复合钢板；在上封头1设置有进水口11和进树脂管13，在进水口11的下方设置有挡水环16、挡水板15、上布水多孔板4和上布水水帽5，上布水多孔板和上封头之间通过上布水板吊杆6连接，在下封头3设置有出水口12和出树脂管14，在出水口12的上方设置有下布水多孔板7和下布水水帽8，在下布水多孔板7和下封头3之间设置有支撑板9，支撑板9与下封头3焊接形成集水、布气迷宫，在壳体2的中部填充有离子交换树脂10，在壳体2的侧壁上设置窥视孔20；进水口11、进树脂管13、挡水环16、挡水板15、上布水多孔板4、上布水水帽5、出水口12、出树脂管14、下布水多孔板7、下布水水帽8和支撑板9的材料均为不锈钢；进树脂管13穿过上封头1、上布水多孔板4，并连接至离子交换树脂10的填充区；下布水多孔板7为碟形多孔板，下布水水帽8以一定规律布置在碟形多孔板上，支撑板9的分布方式为多圈环形布置；出树脂管14设置在下布水多孔板7中心的最低处；支撑板9与下布水多孔板7之间采用塞焊连接；壳体2的形状为圆柱形或者球形；在上封头1上设置吊耳18，在下封头3上设置支腿19，吊耳18和支腿19均为碳钢材料制造。

本实用新型中压高流速离子交换装置运行时，水由进水口进入，经过挡水板、挡水环进行第一次缓冲、分配，再进入上布水多孔板与上布水水帽组成的第二级进水配装置，使进水均匀稳定的分配在整个设备的过流截面上，然后均匀的流过树脂层，水中微量杂质被离子交换树脂吸附。下布水多孔板和下布水水帽收集经过离子交换树脂后的水流，水流穿过下布水多孔板和下布水水帽后经下部集水迷宫收集，由出水口流出设备外。树脂失效后经出树脂管输出至再生设备进行复苏完成后，再次从进树脂管输入设备运行。光滑的容器内壁、碟形多孔板(下布水多孔板)等结构可保证失效树脂完全输出至再生系统。在装填混合树脂时，为保证树脂混合均匀，可以从出水口输入压缩空气，压缩空气通过集水迷宫、布水板、水帽分配，对树脂进行扰动混合。采用双金属复合钢板进行设备制造，设备内部与介质接触的部分为耐腐蚀的不锈钢，外部为高强度合金钢，内部防腐效果与全不锈钢制造相同，且内层的不锈钢表面光滑，树 脂输出时不会粘附在表面，大幅提高失效树脂输出率。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型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，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型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，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种中压高流速离子交换装置，包括壳体，在壳体的顶部设置有上封头，在壳体的底部设置有下封头，其特征在于，所述壳体、上封头和下封头的材料为复合钢板，所述复合钢板包括内层钢板和外层钢板，所述内层钢板为满足防腐要求的不锈钢板，所述外层钢板为满足容器设计强度要求的容器钢板。

2.根据权利要求1所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，在所述壳体上设置有人孔门，所述人孔门的材料为所述复合钢板。

3.根据权利要求1所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，在所述上封头设置有进水口和进树脂管，在所述进水口的下方设置有挡水环、挡水板、上布水多孔板和上布水水帽，在所述下封头设置有出水口和出树脂管，在所述出水口的上方设置有下布水多孔板和下布水水帽，在所述下布水多孔板和下封头之间设置有支撑板，所述支撑板与下封头焊接形成集水、布气迷宫，在所述壳体的中部填充有离子交换树脂，在所述壳体的侧壁上设置窥视孔。

4.根据权利要求3所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，所述进水口、进树脂管、挡水环、挡水板、上布水多孔板、上布水水帽、出水口、出树脂管、下布水多孔板、下布水水帽和支撑板的材料均为不锈钢。

5.根据权利要求3所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，所述进树脂管穿过上封头、上布水多孔板，并连接至离子交换树脂的填充区。

6.根据权利要求3所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，所述下布水多孔板为碟形多孔板，所述下布水水帽以一定规律布置在碟形多孔板上。

7.根据权利要求6所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，所述出树脂管设置在所述下布水多孔板中心的最低处。

8.根据权利要求6所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，所述下布水多孔板的支撑板为多圈环形布置，支撑板与下封头直接焊接连接，支撑板与下布水多孔板之间采用塞焊连接，支撑板还组成集水、布气迷宫。

9.根据权利要求1所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，所述壳 体的形状为圆柱形或者球形。

10.根据权利要求1所述的中压高流速离子交换装置，其特征在于，在所述上封头上设置吊耳，在所述下封头上设置支腿，所述吊耳和支腿均为碳钢材料制造。