硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法与装置，提供了一种硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法，该方法包括以下步骤：(i)提供微旋流分离成套装置，该装置包括：包含上部腔体、中部腔体(6)和下部腔体的壳体(1)；置于中部腔体(6)中的微旋流器芯管(3)；置于上部腔体中的灰斗(9)；(ii)在除硼工段中，堆冷却剂蒸馏液经除硼后送入该微旋流分离成套装置的中部腔体中，通过微旋流器芯管对蒸馏液进行旋流分离，以将固体杂质颗粒从蒸馏液中分离出来，得到含固体杂质颗粒的浓缩液和清液；(iii)将所得的浓缩液送入上部腔体中，以在灰斗中沉降，得到滤液；(iv)将所得的滤液和所得的清液汇合后流至下游设备。

【技术实现步骤摘要】
硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法与装置
本专利技术属于核电环保领域，涉及一种过滤器件使用周期长、设备部件更换时辐射风险低、集成微旋流芯管组件和灰斗的分离工艺及装置。具体地说，本专利技术涉及一种由微旋流芯管组件和过滤灰斗集成的成套分离装置代替传统过滤器以脱除硼回收系统除硼工段冷却剂破碎树脂固体颗粒的方法，以及实施该脱固工艺所用的装置。
技术介绍
目前，固液分离主要采用重力沉降、过滤分离和旋流分离技术。重力沉降是从液体中分离出固体的最简单方法，只有颗粒较大、流速较小时，重力沉降的作用才较明显，应用的主要设备有浓密机。过滤分离通常是指用固定孔径的滤网以阻挡或截留悬浮液中的固体以达到固液分离的目的，可以有效除去大于滤网孔径的悬浮物、有机物、胶体、泥沙等，工业水处理中常用传统压力式过滤器、网式过滤器等，但是固体颗粒杂质在分离过程中容易堵塞滤孔、压降也随之增大，使得在分离的不同时段产生了表面过滤和深层过滤、分离过程不稳定。旋流分离技术是针对大流量固体杂质少的流体利用流体旋转时产生强大的比重力大几十到几百倍的离心力实现固液分离，分离效率高。在核电站领域中仍以过滤器的应用最为广泛，以大亚湾核电站为例，据初步统计，当前运行中的CPR1000机型核电站机组每台大约有近百台过滤器，这些过滤器在核电站中承担着净化水质、保护下游设备安全的作用。然而，这些过滤器中大部分都处在放射性环境中，其滤芯达到寿命后需按要求更换，成为带放射性的废滤芯并需要进行隔离储存；周期性的滤芯更换不仅成本高昂，造成大量放射性固废，也给维护更换工作带来潜在的核辐射风险。目前旋流器已广泛应用至石油化工、生物医药等众多行业。例如，中国专利ZL200780000799.2公开了用旋流器或高速离心机提纯核电站核废料处理剂蒙脱石的方法；中国专利申请201180041888公开了水力旋流器的离心分离作用在浓缩核电厂放射性废液中用于丢弃的固体方面尤其有效；中国专利申请201010588028.3公开了油页岩干馏系统循环瓦斯利用装置，其主要是利用旋流分离器的旋转湍流场和瓦斯塔的水洗工艺脱除循环瓦斯中夹带的气溶胶颗粒，解决了加热炉结垢、结灰问题；中国专利ZL201010219244公开了在连续式含重金属离子废水的深度处理系统中用重力式水力旋流器实现了对弱酸性阳离子交换树脂与水的分离，可以高效快速回收树脂；中国专利ZL200910045839.6公开了一种利用旋流器脱除煤焦油中颗粒的方法，涉及一种用旋流器分离含盐分的煤焦油，最终得到脱盐煤焦油；中国专利ZL200610025675公开了一种用旋流器对混合物进行分离，以得到一种脱碱的烷烃，该脱碱方法可以显著延长脱碱催化剂长周期使用的进程；中国专利ZL200810038621.3公开了一种利用旋流分离器对加氢裂化反应得到产物进行旋流分离，以除去循环氢中夹带的高分散油液滴。但是，上述现有技术文献都没有给出较好地解决目前核电站硼回收系统中除硼工段冷却剂脱固的问题。大压湾核电硼回收系统(TEP)收集来自化容系统下泄管线以及来自核导排气和疏水系统的可复用一回路冷却剂。由于在除硼工段中可复用一回路冷却剂经过除硼器时会产生树脂碎片等固体颗粒，影响了水质，所以在实际工艺流程中应截留树脂来净化水质。目前，核电站系统中选用机械过滤器来净化水质，但考虑到过滤器滤芯更换造成的环境污染和更换时所造成对人体的辐射以及贯彻1995年IAEA发表《核电厂和核燃料循环终端放射性废物的最少化》条例，本领域迫切需要开发出一种新颖的在核电站中净化放射性溶液的方法，以快速地达到净化效果且降低固废量、延长使用周期、降低放射性废物的辐射风险，并提高环境效益和经济效益。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新颖的硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法与装置，在核电站中用微旋流分离成套装置代替过滤器来净化放射性溶液，从而解决了现有技术中存在的问题。一方面，本专利技术提供了一种硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法，该方法包括以下步骤：(i)提供微旋流分离成套装置，该装置包括：包含上部腔体、中部腔体和下部腔体的壳体；置于中部腔体中的微旋流器芯管；置于上部腔体中的灰斗；(ii)在除硼工段中，堆冷却剂蒸馏液经除硼后送入该微旋流分离成套装置的中部腔体中，通过微旋流器芯管对蒸馏液进行旋流分离，以将固体杂质颗粒从蒸馏液中分离出来，得到含固体杂质颗粒的浓缩液和清液；(iii)将所得的浓缩液送入上部腔体中，以在灰斗中沉降，得到滤液；(iv)将所得的滤液和所得的清液汇合后流至下游设备。在一个优选的实施方式中，所述旋流分离的分离效率为95％或更高，压降不超过0.15MPa。在另一个优选的实施方式中，在步骤(iii)中，含固体杂质颗粒的浓缩液汇集至灰斗后，经过沉降，固体杂质颗粒被灰斗周边的滤网阻拦沉降在底部，而滤液通过灰斗周边的滤孔滤出或通过灰斗边缘溢出。另一方面，本专利技术提供了一种硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化装置，该装置包括：包含上部腔体、中部腔体和下部腔体的壳体；置于中部腔体中的微旋流器芯管；置于上部腔体中的灰斗。在一个优选的实施方式中，所述壳体中的上部腔体、中部腔体和下部腔体通过管板形成，是三个封闭腔体。在另一个优选的实施方式中，灰斗通过底流汇管与微旋流器底流口连接。在另一个优选的实施方式中，所述微旋流芯管采取倒置形式装配在壳体内。在另一个优选的实施方式中，所述灰斗采取活动式装配结构；灰斗周边为滤孔结构，滤孔尺寸根据固体杂质颗粒粒径分布确定。在另一个优选的实施方式中，所述灰斗与壳体间留有缝隙，灰斗上沿与壳体顶盖间留有空间，以便于滤出或溢出的滤液排出。在另一个优选的实施方式中，微旋流器芯管绕壳体轴线均匀地分布在壳体内，微旋流器芯管的数量根据总处理量来调整。附图说明根据结合附图进行的如下详细说明，本专利技术的目的和特征将变得更加明显，附图中：图1是根据本专利技术的一个实施方式的硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化系统的示意图。图2是根据本专利技术的实施例的包含本专利技术的硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化装置的硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化的工艺流程图。具体实施方式本申请的专利技术人在经过了广泛而深入的研究之后发现，旋流器具有操作方便、压降低、耗能少、分离效率高、适用范围广等优点，将其应用于核电站固液分离净化系统，对于大流量且含固量低的固液体系进行分离净化效果显著；再结合灰斗过滤装置使得成套设备核心部件更换周期大幅提高。基于上述发现，本专利技术得以完成。在本专利技术的第一方面，提供了一种高效低耗脱除压水堆核电站硼回收系统可复用冷却剂固体颗粒的方法，它包括以下步骤：在除硼工段中，堆冷却剂蒸馏液经过除盐器除硼后由泵送入到微旋流分离装置中，含少量固体杂质颗粒的蒸馏液在微旋流器旋流分离作用下，实现了破碎树脂等固体杂质颗粒与冷却剂的快速分离；分离出来的底流浓缩液从微旋流器组件底流口经过底流汇管汇集到活动灰斗中，固体杂质颗粒沉降到灰斗底部而滤液通过灰斗周边的滤孔滤出或从灰斗边缘溢出；经过灰斗滤出或溢出的滤液与微旋流器溢流口的净化冷却剂汇合流至下游设备。在本专利技术中，核电站硼回收系统中除硼工段冷却剂的净化采用旋流净化工艺，其分离效率达到95％。在本专利技术中，料液流量为10m3/h的冷却剂经过泵送至微旋流分离器中分离固体杂质颗粒，分离效率达到90％，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法，该方法包括以下步骤：(i)提供微旋流分离成套装置，该装置包括：包含上部腔体、中部腔体(6)和下部腔体的壳体(1)；置于中部腔体(6)中的微旋流器芯管(3)；置于上部腔体中的灰斗(9)；(ii)在除硼工段中，堆冷却剂蒸馏液经除硼后送入该微旋流分离成套装置的中部腔体中，通过微旋流器芯管对蒸馏液进行旋流分离，以将固体杂质颗粒从蒸馏液中分离出来，得到含固体杂质颗粒的浓缩液和清液；(iii)将所得的浓缩液送入上部腔体中，以在灰斗中沉降，得到滤液；(iv)将所得的滤液和所得的清液汇合后流至下游设备。

【技术特征摘要】
1.一种硼回收系统除硼工段冷却剂旋流净化方法，该方法包括以下步骤：(i)提供微旋流分离成套装置，该装置包括：包含上部腔体、中部腔体(6)和下部腔体的壳体(1)；置于中部腔体(6)中的微旋流器芯管(3)；置于上部腔体中的灰斗(9)；(ii)在除硼工段中，堆冷却剂蒸馏液经除硼后送入该微旋流分离成套装置的中部腔体中，通过微旋流器芯管对蒸馏液进行旋流分离，以将固体杂质颗粒从蒸馏液中分离出来，得到含固体杂质颗粒的浓缩液和清液；(iii)将所得的浓缩液送入上部腔体中，以在灰斗中沉降，得到滤液，其中，含固体杂质颗粒的浓缩液汇集至灰斗后，经过沉降固体杂质颗粒被灰斗周边的滤网阻拦沉降在底部，而滤液通过灰斗周边的滤孔滤出或通过灰斗边缘溢出；(iv)将所得的滤液和所得的清液汇合后流至下游设备。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述旋流分离的分离效率为95％或更高，压降不超过0.15MPa。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，杨锦春，徐银香，李剑平，郎红芳，汪华林，欧国勇，沈其松，
申请(专利权)人：上海华畅环保设备发展有限公司，中广核工程有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31