CN206558230U - 一种核电厂放射性废液联动处理装置 - Google Patents

Abstract

一种核电厂放射性废液联动处理装置，包括加药系统、离子交换系统，加药系统包括若干个并联设置的加药装置以及加药控制系统，加药装置的出料管道上均设置有药剂添加泵，加药装置的出料管道并联连接废液进液管道，废液进液管道连接活性炭过滤器，活性炭过滤器出料连接离子交换系统，废液进液管道上与每个加药装置对应设置有管道混合器，每个加药装置的出料管道均连通一管道混合器，相邻管道混合器之间均设置有过滤装置，最末端的管道混合器与活性炭过滤器之间的废液进液管道上另设有一检测管路，检测管路上顺次设置有pH计、流量计以及流动电流仪，pH计与流动电流仪均电连接PLC控制模块，PLC控制模块电连接每个加药装置上的药剂添加泵。

Description

一种核电厂放射性废液联动处理装置

技术领域

本发明涉及核电厂放射性废液处理领域，尤其适用于含多种胶体态和颗粒态的放射性废液。

背景技术

核电厂放射性废液联动处理装置的处理对象包括：核电厂冷却剂流出液、地面疏水、洗手废液和潜在的放射性废液等，其中以冷却剂流出液放射性活度浓度最高，其成分包括Cs和Rb等以离子形态存在的裂变产物和Co、Mn等以胶体、颗粒形态存在的腐蚀产物。根据电厂运行经验反馈，腐蚀产物占据了大部分的源项份额。

目前核电厂中广泛使用的离子交换工艺，可有效的去除废液中以离子形态存在的放射性物质，但对以胶体形态存在的腐蚀产物去除效果较差，所以需引进一种新工艺，强化对腐蚀产物的去除效果。

中国专利申请“一种处理放射性废水的方法”（申请号201310103374.1，公开日2013年6月26日）公开的技术方案主要采用反渗透和连续电除盐的组合工艺对放射性废液进行处理，与本发明采用的处理工艺完全不同，而且该工艺无法去除胶体态核素。

现有的放射废水的处理工艺无法对絮凝反应效果进行检测，从而无法调节加药量，絮凝剂投加量不足或过量均会影响处理效果，需有效改进。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种絮凝过滤吸附和离子交换相结合的方法，精确探测絮凝反应程度，并且及时控制絮凝剂投加量，可有效去除废液中大量的颗粒态、胶体态和离子态的放射性核素。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种核电厂放射性废液联动处理装置，包括加药系统、离子交换系统，其特征在于加药系统包括若干个并联设置的加药装置以及加药控制系统，加药装置的出料管道上均设置有药剂添加泵，加药装置的出料管道并联连接废液进液管道，废液进液管道连接活性炭过滤器，活性炭过滤器出料连接离子交换系统，废液进液管道上与每个加药装置对应设置有管道混合器，每个加药装置的出料管道均连通一管道混合器，相邻管道混合器之间均设置有过滤装置，最末端的管道混合器与活性炭过滤器之间的废液进液管道上另设有一检测管路，检测管路上顺次设置有pH计、流量计以及流动电流仪，pH计与流动电流仪均电连接PLC控制模块，PLC控制模块电连接每个加药装置上的絮凝剂添加泵，检测管路上设置有必要的管阀，pH计用于检测原水的pH值，并将检测值反馈给PLC控制模块，自动控制药剂添加泵的流量，实现pH值的自动控制；流量计用于显示检测单元的流量，以满足调节流量的要求；流动电流仪用于监测原水与絮凝剂反应后的状态，并以数值的形式表征，反馈给PLC控制模块，实现絮凝剂的自动控制投加。核电厂废液经装置处理后，满足滨海核电厂（除氚和C14外）液体放射性流出物槽式排放口处总放射性活度浓度限值为1000 Bq/L、内陆核电厂该浓度限值为100 Bq/L的要求。

作为优选，过滤装置为袋式过滤器、滤芯式过滤器或管道Y型过滤器，其过滤精度为10~50微米，可避免滤袋、滤芯或滤网的频繁堵塞。

作为优选，管道混合器混合元件采用SK型设计，由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成。当流速大于1m/s，即可保证药剂与废液混合均匀。

作为优选，活性炭过滤器的介质为椰壳活性炭，其粒径20~50目，强度≥98%，酸溶物≤2.5%。对絮体和胶体具有较好截留和吸附性能，杂质溶出少。

作为优选，离子交换系统包括顺次连接的无机离子交换床、一至五级离子交换树脂床以及Y型过滤器。

作为优选，无机离子交换床的介质为沸石，其粒径20~40目，酸可溶率<2%，磨损率<2%。其主要作用在于乏燃料元件包壳破损，从而导致裂变材料和裂变产物泄漏时，去除其中的放射性核素Cs。

作为优选，一级离子交换床的介质为阳树脂，均一系数<1.1，二至五级离子交换柱的介质为阴阳混合树脂，均一系数<1.1。床体初期运行压差低，树脂使用寿命长。

本发明有益效果：絮凝剂的投加由流动电流仪与絮凝剂添加泵联锁控制，结合下游的活性炭过滤器，对胶体的去污因子达到50以上。采用流动电流仪控制絮凝剂投加，不仅能够保证絮凝的处理效果，而且能够使出水稳定，同时絮凝剂添加不过量，不会造成活性炭过滤器过快堵塞，絮凝剂不会透过活性炭层进入树脂床，影响树脂的性能。

附图说明

图1为本发明核电厂放射性废液联动处理装置结构框图。

具体实施方式

实施例1：一种核电厂放射性废液联动处理装置，包括加药系统、离子交换系统，加药系统包括两个并联设置一号、二号加药装置（1、2）以及各自的加药控制系统，一号加药装置1的药剂为NaOH、二号加药装置2的药剂为絮凝剂，一号、二号加药装置（1、2）的一号、二号出料管道（3、4）上对应设置有一号、二号药剂添加泵（5、6），一号、二号出料管道（3、4）并联连接废液进液管道7，废液进液管道7连接活性炭过滤器8，活性炭过滤器8出料连接离子交换系统，废液进液管道7上与一号、二号加药装置（1、2）对应设置有一号、二号管道混合器（9、10），一号、二号出料管道（3、4）对应连通一号、二号管道混合器（9、10），一号、二号管道混合器（9、10）之间设置有前置过滤器11，二号管道混合器（9、10）与活性炭过滤器8之间的废液进液管道7上另设有一检测管路12，检测管路12上设置有必要的管阀，检测管路12上顺次设置有pH计13、流量计14以及流动电流仪15，pH计13与流动电流仪15均电连接PLC控制模块16，PLC控制模块16电连接一号、二号絮凝剂添加泵（5、6），流量计14前设置有调节阀17，pH计13用于检测原水的pH值，并将检测值反馈给PLC控制模块16，实现pH值得自动控制；流量计14用于显示检测单元的流量，以满足调节流量的要求；流动电流仪15用于监测原水与絮凝剂反应后的状态，并以数值的形式表征，反馈给PLC控制模块16，实现絮凝剂的自动投加。

管道混合器混合元件采用SK型设计，由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成。

活性炭过滤器的介质为椰壳活性炭，其粒径20~50目，强度≥98%，酸溶物≤2.5%。

离子交换系统包括顺次连接的无机离子交换床18、一至五级离子交换树脂床（19、20、21、22、23）以及Y型过滤器24。

无机离子交换床的介质为沸石，其粒径20~40目，酸可溶率<2%，磨损率<2%。

一级离子交换床的介质为阳树脂，均一系数<1.1，二至五级离子交换柱的介质为阴阳混合树脂，均一系数<1.1。

实现絮凝剂的自动精确投加。采用流动电流仪检测投加絮凝剂，经一定时间反应之后废液的流动电流值，絮凝剂添加泵将根据流动电流实测值和整定值调节絮凝剂投加量，最终使实测值达到整定值。

无机离子交换床主要用于处理严重事故工况下产生的放射性核素Cs，利用沸石对Cs离子选择性吸附的性质，将大量的Cs离子去除，大大减轻后续树脂床的负荷。

流动电流仪控制絮凝剂投加量方式：流动电流仪整定值可为一定值，也可以是一个区间，当流动电流仪的检测值与整定值不一致时或不在设定区间内时，PLC将根据设定的程序，改变絮凝剂添加泵的工作频率，改变絮凝剂投加量，最终使流动电流值达到其整定值或区间内。

控制逻辑：流动电流仪的检测范围为-100~100，将此范围进行区间分段，每一个区间段设置不同的数学模型关系式，当流动电流仪检测值与整定值差值大于30时，在一个检测周期内，计量泵变化频率可达到10%，随着两者之间的差值变小，计量泵变化频率逐渐变小，当两者之间的差值接近0时，计量泵的频率不再变化，保持恒定频率工作。

实现NaOH的自动精确投加。设定pH整定值区间为7~7.5，当pH检测值小于整定值时，提高计量泵工作频率，即增大计量泵流量，加大NaOH投加量；当pH检测值大于整定值时，降低计量泵工作频率，即减小计量泵流量，减少NaOH投加量。

压差报警：前置过滤器、活性炭过滤器、离子交换床、Y型过滤器均设置压力变送器，当压差达到设定值时，报警提示更换介质或者进行反冲洗，其中前置过滤器滤芯更换压差0.08~0.1MPa，活性炭过滤器介质更换压差0.12~0.15MPa，离子交换床介质更换压差0.08~0.1MPa，Y型过滤器反冲洗压差0.08~0.1MPa。

装置运行时，其流量范围9~17m³/h，废液首先与NaOH溶液通过管道混合器混合，由PLC控制程序控制NaOH添加泵的流量，使废液pH值控制在7~7.5；然后与絮凝剂通过管道混合器混合，由PLC控制程序控制絮凝剂添加泵的流量，使反应一定时间（三分钟以内）后废液的流动电流值控制在-10~0；接着形成的絮体被活性炭过滤器截留，部分胶体和离子亦可被活性炭吸附；再接着进入无机离子交换床，去除其中的放射性核素Cs；最后进入离子交换树脂床，去除离子态核素，最终出水达标排放。

Claims (7)

1.一种核电厂放射性废液联动处理装置，包括加药系统、离子交换系统，其特征在于加药系统包括若干个并联设置加药装置以及加药控制系统，加药装置的出料管道上均设置有药剂添加泵，加药装置的出料管道并联连接废液进液管道，废液进液管道连接活性炭过滤器，活性炭过滤器出料连接离子交换系统，废液进液管道上与每个加药装置对应设置有管道混合器，每个加药装置的出料管道均连通一管道混合器，相邻管道混合器之间均设置有过滤装置，最末端的管道混合器与活性炭过滤器之间的废液进液管道上另设有一检测管路，检测管路上顺次设置有pH计、流量计以及流动电流仪，pH计与流动电流仪均电连接PLC控制模块，PLC控制模块电连接每个加药装置上的药剂添加泵，检测管路上设置有必要的管阀，pH计用于检测原水的pH计，并将检测值反馈给PLC控制模块，实现pH值的自动控制；流量计用于显示检测单元的流量，以满足调节流量的要求；流动电流仪用于监测原水与絮凝剂反应后的状态，并以数值的形式表征，反馈给PLC控制模块，实现絮凝剂的自动投加。

2.根据权利要求1所述的一种核电厂放射性废液联动处理装置，其特征在于过滤装置为袋式过滤器、滤芯式过滤器或管道Y型过滤器，其过滤精度为10~50微米。

3.根据权利要求1所述的一种核电厂放射性废液联动处理装置，其特征在于管道混合器混合元件采用SK型设计，由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成。

4.根据权利要求1所述的一种核电厂放射性废液联动处理装置，其特征在于活性炭过滤器的介质为椰壳活性炭，其粒径20~50目，强度≥98%，酸溶物≤2.5%。

5.根据权利要求1所述的一种核电厂放射性废液联动处理装置，其特征在于离子交换系统包括顺次连接的无机离子交换床、一至五级离子交换树脂床以及Y型过滤器。

6.根据权利要求5所述的一种核电厂放射性废液联动处理装置，其特征在于无机离子交换床的介质为沸石，其粒径20~40目，酸可溶率<2%，磨损率<2%。

7.根据权利要求5所述的一种核电厂放射性废液联动处理装置，其特征在于一级离子交换床的介质为阳树脂，均一系数<1.1，二至五级离子交换柱的介质为阴阳混合树脂，均一系数<1.1。