申请日2018.10.12
公开(公告)日2019.01.04
IPC分类号G21F9/08; G21F9/12
摘要
本发明提供一种核电厂低放废水MVC蒸发装置，采用蒸汽再压缩机对二次蒸汽品味进行充分提升，用于外加热自然循环加热室加热，除第一次启动需要外界热源后，不再需要补充新鲜热源;采用废液与冷凝水进行热交换，不再需要大量冷却水对二次蒸汽进行充分冷凝;采用更高效的二次分离器，可使放射性去污因子进一步提高10‑100倍。
权利要求书
1.一种核电厂低放废水MVC蒸发工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，工艺废水首先通过一台预过滤装置，去除工艺废水中悬浮物和颗粒物质等杂质;
步骤二，经过预过滤的废水进入一级预热器，与外加热式自然循环蒸发器加热室不凝气出口来的不凝气体进行充分换热，进行第一级预热，主要目的是降低不凝气体的温度，回收不凝气体的余热;
步骤三，经过步骤二的废水进入二级预热器，与外加热式自然循环蒸发器加热室蒸馏水出口来的蒸馏水进行充分换热，进行二级预热，该部分蒸馏水可以先进入蒸馏水箱，从蒸馏水箱经过输送泵后进入二级预热器，也可以直接经过缓冲疏水直接进入二级预热器，主要目的是回收蒸馏水的余热，提高此处废水的进水温度;
步骤四，经过步骤三的废水进入外加热式自然循环蒸发器加热室，被来自离心式机械蒸汽再压缩机的二次蒸汽加热，从加热室上部的上升管汽化膨胀进入外加热式自然循环蒸发器分离室，在分离室经一级气液分离，二次蒸汽从分离室上端出口进入二次分离装置形成浓缩废水，浓缩废水经分离室下部循环管回到外加热式自然循环蒸发器加热室进一步加热浓缩，或排出至放射性废物固化系统(TES);
步骤五，在步骤四中经过二次蒸汽进入二次分离器，进一步去除二次蒸汽中夹带的小液滴，二次蒸汽进入机械蒸汽再压缩机，提升温度和压力后进入外加热式自然循环蒸发器加热室用于加热步骤(3)的废水，形成蒸馏水，蒸馏水排出进入二级预热器，经余热回收后在线测量冷凝水的电导率，若电导率高于一定值则进入离子交换树脂床，进一步除去水中的离子杂质。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂低放废水MVC蒸发工艺，其特征在于：
外加热式自然循环蒸发器加热室加热过程中通过消泡剂加药系统(12)去除蒸发器内部泡沫。
3.一种核电厂低放废水MVC蒸发装置，其特征在于：包括：内部存储钠硼水样(钠硼比例具体根据实际需求而定)的原水箱(1)、一级预热器(2)、二级预热器(3)、外加热式自然循环蒸发器加热室(4)、外加热式自然循环蒸发器分离室(5)、二次分离装置(6)、离心式机械蒸汽再压缩机(7)、离子交换树脂床(8)、蒸馏水箱(9)、蒸馏水泵(10)、浓缩液水箱(11)以及用于外加热式自然循环蒸发器分离室(5)消除泡沫的消泡剂加药系统(12);
其中，原水箱(1)中钠硼混合水样通过管路进入一级预热器(2)中，与一级预热器(2)中与外加热式自然循环蒸发器加热室(4)不凝气出口连通的管路利用外加热式自然循环蒸发器加热室(4)不凝气体进行充分换热;经一级预热器(2)排出的液体通过管路进入二级预热器(3)中，与二级预热器(3)中与外加热式自然循环蒸发器加热室(4)蒸馏水出口连通的管路利用外加热式自然循环蒸发器加热室(4)来的蒸馏水进行充分换热;水温提升至98-99℃;
废水进入外加热式自然循环蒸发器加热室(4)，外加热式自然循环蒸发器加热室(4)的供热管路与离心式机械蒸汽再压缩机(7)的二次蒸汽输出管路加热，过后废水从外加热式自然循环蒸发器加热室(4)上部的上升管汽化膨胀通过管路进入到外加热式自然循环蒸发器分离室(5)，在分离室经一级气液分离，二次蒸汽从分离室上端出口通过管路进入二次分离装置(6)，经过了二次分离装置(6)的浓缩废水经分离室下部循环管回到外加热式自然循环蒸发器加热室(4)进一步加热浓缩，或排出至放射性废物固化系统(TES);经二次分离装置(6)的二次蒸汽进入离心式机械蒸汽再压缩机(7)，提升温度和压力后进入外加热式自然循环蒸发器加热室(4)用于加热废水，二次蒸汽冷凝形成蒸馏水，蒸馏水排出进入二级预热器(3)，经余热回收后在线测量冷凝水的电导率，若电导率合格则进入蒸馏水箱(9)，通过蒸馏水泵(10)输送至废水排放监测箱，若电导率不合格则通过管路输送至离子交换树脂床(8)，进一步除去水中的离子杂质;浓缩液通过管路排至浓缩液水箱(11)。
4.根据权利要求3所述的核电厂低放废水MVC蒸发装置，其特征在于：
还包括，消泡剂加药系统(12);
所述消泡剂加药系统(12)包括：消泡剂溶药箱、加药箱和消泡剂计量泵以及向外加热式自然循环蒸发器加热室(4)输送消泡剂的管路。
5.根据权利要求3或4所述的核电厂低放废水MVC蒸发装置，其特征在于：装设蒸馏水输送管路至外加热式自然循环蒸发器加热室(4)、外加热式自然循环蒸发器分离室(5)、二次分离装置(6)的顶部的自旋转喷头，工艺结束后可采用蒸馏水进行设备清洗。
说明书
一种核电厂低放废水MVC蒸发工艺及其装置
技术领域
本发明涉及核电厂废液处理领域，具体而言，尤其涉及核电厂低放废水MVC蒸发工艺及其装置。
背景技术
核电厂废液处理中，对于废液成份较复杂，放射性浓度变化范围较大的放射性废液通常采用蒸发浓缩处理。
目前，我国核电站、核废水处理处置厂采用的多为外加热自然循环式蒸发器和强制循环式蒸发器两大类，且多年来几乎没有改进。自然循环式蒸发器在加热管内易产生盐析、结垢，至使设备清洗、维修及更换加热管的次数频繁;而强制循环式蒸发器使用强制循环泵动力费用增加，耗电量大、成本高，并且泵维修几率上升也增加维修人员所受辐照剂量。两种蒸发器工艺都需要大量的加热蒸汽实现废液的加热蒸发，又需要大量的冷却水使蒸发器内产生的大量二次蒸汽进行冷凝冷却。工艺系统设备庞大，能耗高。由于捕沫器简单，选择常规旋风分离器作为二次分离器，二次蒸汽的雾沫夹带较高，最终蒸馏水的放射性去污因子仅在103左右。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种采用蒸汽再压缩机对二次蒸汽品味进行充分提升，用于外加热自然循环加热室加热，除第一次启动需要外界热源后，不再需要补充新鲜热源;采用废液与冷凝水进行热交换，不再需要大量冷却水对二次蒸汽进行充分冷凝的能耗低核电厂低放废水MVC蒸发工艺及其装置。
本发明采用的技术手段如下：
一种核电厂低放废水MVC蒸发工艺，包括以下步骤：
步骤一，工艺废水首先通过一台预过滤装置，去除工艺废水中悬浮物和颗粒物质等杂质;
步骤二，经过预过滤的废水进入一级预热器，与外加热式自然循环蒸发器加热室不凝气出口来的不凝气体进行充分换热，进行第一级预热，主要目的是降低不凝气体的温度，回收不凝气体的余热;
步骤三，经过步骤二的废水进入二级预热器，与外加热式自然循环蒸发器加热室蒸馏水出口来的蒸馏水进行充分换热，进行二级预热，该部分蒸馏水可以先进入蒸馏水箱，从蒸馏水箱经过输送泵后进入二级预热器，也可以直接经过缓冲疏水直接进入二级预热器，主要目的是回收蒸馏水的余热，提高此处废水的进水温度;
步骤四，经过步骤三的废水进入外加热式自然循环蒸发器加热室，被来自离心式机械蒸汽再压缩机的二次蒸汽加热，从加热室上部的上升管汽化膨胀进入外加热式自然循环蒸发器分离室，在分离室经一级气液分离，二次蒸汽从分离室上端出口进入二次分离装置形成浓缩废水，浓缩废水经分离室下部循环管回到外加热式自然循环蒸发器加热室进一步加热浓缩，或排出至放射性废物固化系统(TES);
步骤五，在步骤四中经过二次蒸汽进入二次分离器，进一步去除二次蒸汽中夹带的小液滴，二次蒸汽进入机械蒸汽再压缩机，提升温度和压力后进入外加热式自然循环蒸发器加热室用于加热步骤的废水，形成蒸馏水，蒸馏水排出进入二级预热器，经余热回收后在线测量冷凝水的电导率，若电导率高于一定值则进入离子交换树脂床，进一步除去水中的离子杂质;
系统设消泡剂箱和消泡剂计量泵用于蒸发器内消除泡沫。
系统设蒸馏水输送管路至各设备(外加热式自然循环蒸发器加热室、外加热式自然循环蒸发器分离室、二次分离装置)顶部自旋转喷头，工艺结束后可采用蒸馏水进行设备清洗。
核电厂低放废水MVC蒸发装置，包括：内部存储钠硼水样(钠硼比例具体根据实际需求而定)的原水箱、一级预热器、二级预热器、外加热式自然循环蒸发器加热室、外加热式自然循环蒸发器分离室、二次分离装置、离心式机械蒸汽再压缩机、离子交换树脂床、蒸馏水箱、蒸馏水泵、浓缩液水箱以及用于外加热式自然循环蒸发器分离室消除泡沫的消泡剂加药系统;
其中，原水箱中钠硼混合水样通过管路进入一级预热器中，与一级预热器中与外加热式自然循环蒸发器加热室不凝气出口连通的管路利用外加热式自然循环蒸发器加热室不凝气体进行充分换热;经一级预热器排出的液体通过管路进入二级预热器中，与二级预热器中与外加热式自然循环蒸发器加热室蒸馏水出口连通的管路利用外加热式自然循环蒸发器加热室来的蒸馏水进行充分换热;水温提升至98-99℃;
废水进入外加热式自然循环蒸发器加热室，外加热式自然循环蒸发器加热室的供热管路与离心式机械蒸汽再压缩机的二次蒸汽输出管路加热，过后废水从外加热式自然循环蒸发器加热室上部的上升管汽化膨胀通过管路进入到外加热式自然循环蒸发器分离室，在分离室经一级气液分离，二次蒸汽从分离室上端出口通过管路进入二次分离装置，经过了二次分离装置的浓缩废水经分离室下部循环管回到外加热式自然循环蒸发器加热室进一步加热浓缩，或排出至放射性废物固化系统(TES);经二次分离装置的二次蒸汽进入离心式机械蒸汽再压缩机，提升温度和压力后进入外加热式自然循环蒸发器加热室用于加热废水，二次蒸汽冷凝形成蒸馏水，蒸馏水排出进入二级预热器，经余热回收后在线测量冷凝水的电导率，若电导率合格则进入蒸馏水箱，通过蒸馏水泵输送至废水排放监测箱，若电导率不合格则通过管路输送至离子交换树脂床，进一步除去水中的离子杂质;浓缩液通过管路排至浓缩液水箱。
上述核电厂低放废水MVC蒸发装置系统设消泡剂加药系统，包括：消泡剂溶药箱、加药箱和消泡剂计量泵用于蒸发器内消除泡沫。
上述核电厂低放废水MVC蒸发装置设蒸馏水输送管路至各设备顶部自旋转喷头，工艺结束后可采用蒸馏水进行设备清洗。
采用上述技术方案的本发明，较现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)充分利用系统余热的工艺设计上有所考虑，设计两级预热，废液首先与不凝气进行热量交换，再与蒸馏水进行热量交换;
(2)二次蒸汽采用更高效的二次分离装置和蒸馏水箱后的离子交换树脂作为补充处理装置，提高放射性去污因子至104-105;
(3)设计自动清洗系统，在工艺最后无需采用蒸汽吹扫，可直接采用热蒸馏水对系统进行清洗;
(4)模块化设计，方便安装。
基于上述理由本发明可在核电厂废液处理等领域广泛推广。
