CN208349267U - 一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，包括蒸汽发生器、可再生能量回收器和离子交换器，蒸汽发生器底部设有排污口，上部设有进水口；可再生能量回收器内部设有均温体，均温体内部设有真空腔，真空腔的内壁设有毛细结构，均温体将内腔分为给水腔、驱动腔，驱动腔与排污口连通，给水腔和进水口通过水泵连通；离子交换器的进水端与驱动腔连通，出水端与给水腔连通。本实用新型，利用排污水携带的余热和余压对进料水实现加热加压后返回至蒸汽发生器中，实现压力能和热能的同时回收；均温体内部的毛细结构，保证驱动腔中排污水和给水腔中进料水间的快速即时传热；突破了典型换热结构、换热原理和工作过程，换热效率大幅提高。

Description

一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统

技术领域

本实用新型涉及蒸汽排污的能量回收，具体涉及一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统。

背景技术

蒸汽发生器的作用是将一回路热量通过热交换传递给二回路中的水，使二回路中水产生高温高压的蒸汽。一回路和二回路的换热管路在蒸汽发生器内交汇，但是由于蒸汽发生器内存在流动死区，很容易由于水的不断蒸发而导致杂质积聚，进而对传热管造成应力腐蚀并严重影响换热效率，甚至造成传热管破裂造成反应堆非正常情况停机的后果。已有研究成果和运行经验都表明严格控制蒸汽发生器中水质或加大排污水量都有利于延长蒸汽发生器的寿命。

核电装置中蒸汽发生器设置排污水系统目的是：通过排污净化核电装置中二回路的水质，使蒸汽发生器内水质满足运行要求。蒸汽发生器排污水占到给水量的1.5％，有的核电厂除了正常连续排污外还设置了3～5％的定期排污量，由于蒸汽发生器内部处于饱和状态，排污水本质上是高温高压状态下的饱和水溶液，其携带的能量相当可观。排污水有三种资源需要回用，分别是压力能、热能和大量的水资源，因此采用某种技术对排污水能量加以回收利用有利于提高核电装置的整体热效率。

现有技术通常是设置减压装置将排污水压力降低后经过换热装置回收一部分热量，剩余的排污水进入树脂交换器后变成高品质的蒸馏水返回至蒸汽发生器中，但忽视了压力能回收。如何将排污水中压力能、热能实现高效回收，并得到能回用的高品质蒸馏水是蒸汽发生器排污系统中极其头疼的问题。

有鉴于此，急需对现有的蒸汽发生器的排污系统的结构进行改进，以提高能量回收率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的蒸汽发生器的排污系统的结构存在能量回收率低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，包括：

蒸汽发生器，底部设有排污口，上部设有进水口；

可再生能量回收器，内部设有可上下移动的均温体，所述均温体采用导热材质，内部设有真空腔，且所述真空腔的内壁设有毛细结构，所述均温体将内腔分为给水腔、驱动腔上下两个腔室，所述驱动腔与所述排污口连通，所述给水腔和所述进水口通过水泵连通；

离子交换器，进水端与所述驱动腔连通，出水端与所述给水腔连通。

在另一个优选的实施例中，所述均温体包括顶板、底板以及将所述顶板和所述底板密闭的围板，所述顶板、底板和所述围板围成所述真空腔，所述真空腔内设有液体工质。

在另一个优选的实施例中，所述底板和所述顶板的外壁面设有均匀排布的高导热系数的肋片。

在另一个优选的实施例中，所述均温体的材料采用铝或铜。

在另一个优选的实施例中，所述蒸汽发生器的内壁上设有液面检测器，所述排污口上设有排污阀，所述排污阀和所述水泵联动，配置为：所述液面检测器的检测高度低于预设高度，所述排污阀关闭，同时所述水泵开启。

在另一个优选的实施例中，所述围板和所述可再生能量回收器的内壁之间采用动密封。

在另一个优选的实施例中，所述顶板和所述底板的外侧边缘处设有橡胶密封圈。

在另一个优选的实施例中，所述真空腔的高度为所述可再生能量回收器的高度的1/4。

与现有技术相比，本实用新型，蒸汽发生器、驱动腔、离子交换器、给水腔和水泵组成一个回路，利用排污水携带的余热和余压对进料水实现加热加压后返回至蒸汽发生器中，具有以下优点：

(1)在对排污水热量回收的同时，实现对排污水余压能的回收，利用巧妙的工艺流程，将余热余压直接作用于进料水，实现压力能和热能的同时回收。

(2)均温体内部设有毛细结构，相当于无数根热管阵列形成的散热元件，具备极高的传热能力和传热效率，其导热能力约为铜的1500倍，是一种超导热元件，保证了驱动腔中排污水和给水腔中进料水间的快速即时传热。

(3)突破了典型换热结构、换热原理和工作过程，换热效率大幅提高，意味着更少的换热面积就能实现热量回收，节约投资成本同时使得可再生能量回收器更加紧凑。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，实现压力能和热能的同时回收，毛细结构保证了驱动腔中排污水和给水腔中进料水间的快速即时传热，换热效率大幅提高，意味着更少的换热面积就能实现热量回收。下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做出详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，包括蒸汽发生器1、可再生能量回收器2和离子交换器3。蒸汽发生器1底部设有排污口，上部设有进水口；可再生能量回收器2内部设有可上下移动的均温体23，均温体23采用导热材质，内部设有真空腔，且真空腔的内壁设有毛细结构，均温体23并将内腔分为给水腔22、驱动腔21上下两个腔室，驱动腔21与排污口连通，给水腔22和进水口通过水泵4连通；离子交换器3的进水端与驱动腔21连通，出水端与给水腔22连通。

本实施例中的一种蒸汽发生器1排污水可再生能量回收系统的工作过程为：

蒸汽发生器1的排污口开启时，高温高压的排污水通过排污管流入驱动腔21时，驱动均温体23上移并对给水腔22中的进料水加压；当蒸汽发生器1的排污口关闭时，均温体23在重力作用下移，泄压后的排污水流入离子交换器3中。因此，排污口开启和关闭的过程，实现均温体23的上下往复运动，并将排污水经过离子交换转化成进料水。离子交换器3的作用是净化处理排污水，去掉各种阴阳离子使其达到进入蒸汽发生器1的给水标准。泄压后的排污水经过离子交换器3后变成可满足蒸汽发生器1给水要求的进料水，进料水流入给水腔22中在均温体23加压和加热作用下转换成压力很高的高压进料水，该过程实现了排污水的余压能回收。蒸汽发生器1、驱动腔21、离子交换器3、给水腔22和水泵4组成一个回路，利用排污水携带的余热和余压对进料水实现加热加压后返回至蒸汽发生器1中。

均温体23包括顶板、底板以及将顶板和底板密闭的围板，顶板、底板和围板围成真空腔，真空腔内设有液体工质。在可再生能量回收器2内，高温的排污水与均温体23的底板的外壁面发生热交换，真空腔底部的液体工质在吸收高温排污水中的热量后，急速蒸发扩散至真空腔中，随后在均温体23内真空腔上部冷凝成液体回到底部，往复循环。液体工质在真空腔上部冷凝过程中释放大量热量通过顶板将给水腔22中的进料水预热。均温体23传热过程中，驱动腔21相当于热源侧，给水腔22相当于冷源侧，由于液体工质在真空腔内为快速蒸发-冷凝的循环，使得驱动腔21中热量向给水腔22内快速转移，该过程实现了排污水的余热能回收。

底板和顶板的外壁面设有均匀排布的高导热系数的肋片。肋片强化传热效率，同时起到提高结构强度的作用，以进一步增强吸热/放热侧的综合换热系数。

均温体23的材料采用铝或铜，有效强化均温体23热侧和冷侧的换热系数，减少均温体23传热过程中热阻，并且降低了经济成本。

蒸汽发生器1的内壁上设有液面检测器，排污口上设有排污阀，排污阀和水泵4联动，配置为：液面检测器的检测高度低于预设高度，排污阀关闭，同时水泵4开启。液面检测器使得蒸汽发生器1内的水量得到智能监控，当循环水量超量时，则关闭排污阀同时开启水泵4，使得进料水进入，提升内部水量。

围板和可再生能量回收器2的内壁之间采用动密封。均温体23可在压力驱动下自由滑动，保证均温体23在进行移动做功的同时，还能保证驱动腔21和给水腔22之间的隔离。

顶板和底板的外侧边缘处设有橡胶密封圈，橡胶密封圈能利用自身材质的弹性，防止排污水和进料水之间的混合，同时不影响围板与可再生能量回收器2的摩擦顺畅性。

真空腔的高度为可再生能量回收器2的高度的1/4，由于排污水和进料水所在的驱动腔21、给水腔22具有一定的容积，而真空腔为了传递热量，内部的液体工质的含量都需要与水量形成合适的比例，保证排污水在做功的同时热量也能被真空腔进行吸收。

本实用新型利用均温体23实现了对蒸汽发生器1的排污水的压力能和热能同时回收，具体是利用高压排污水余压能驱动均温体23来增压进料给水，同时借助均温体23优良的传热性能利用高温排污水余热能来预热进料给水。相比传统技术本实用新型具有以下优点：

(1)在对排污水热量回收的同时，实现对排污水余压能的回收，利用巧妙的工艺流程，将余热余压直接作用于进料水，实现压力能和热能的同时回收。

(2)均温体内部设有毛细结构，相当于无数根热管阵列形成的散热元件，具备极高的传热能力和传热效率，其导热能力约为铜的1500倍，是一种超导热元件，保证了驱动腔中排污水和给水腔中进料水间的快速即时传热。

(3)突破了典型换热结构、换热原理和工作过程，换热效率大幅提高，意味着更少的换热面积就能实现热量回收，节约投资成本同时使得可再生能量回收器更加紧凑。

本实用新型并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，包括：

蒸汽发生器，底部设有排污口，上部设有进水口；

可再生能量回收器，内部设有可上下移动的均温体，所述均温体采用导热材质，内部设有真空腔，且所述真空腔的内壁设有毛细结构，所述均温体将内腔分为给水腔、驱动腔上下两个腔室，所述驱动腔与所述排污口连通，所述给水腔和所述进水口通过水泵连通；

离子交换器，进水端与所述驱动腔连通，出水端与所述给水腔连通。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，所述均温体包括顶板、底板以及将所述顶板和所述底板密闭的围板，所述顶板、底板和所述围板围成所述真空腔，所述真空腔内设有液体工质。

3.根据权利要求2所述的蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，所述底板和所述顶板的外壁面设有均匀排布的高导热系数的肋片。

4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，所述均温体的材料采用铝或铜。

5.根据权利要求1所述的蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，所述蒸汽发生器的内壁上设有液面检测器，所述排污口上设有排污阀，所述排污阀和所述水泵联动，配置为：所述液面检测器的检测高度低于预设高度，所述排污阀关闭，同时所述水泵开启。

6.根据权利要求2所述的蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，所述围板和所述可再生能量回收器的内壁之间采用动密封。

7.根据权利要求2所述的蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，所述顶板和所述底板的外侧边缘处设有橡胶密封圈。

8.根据权利要求2所述的蒸汽发生器排污水可再生能量回收系统，其特征在于，所述真空腔的高度为所述可再生能量回收器的高度的1/4。