核电厂低浓度废水的MVC蒸发工艺及技术

申请日期2018.10.12

公开（公告）日期2019.01.04

IPC分类号G21F9 / 08; G21F9 / 12

摘要

本发明提供了一种用于核电站的低水平废水MVC蒸发装置. 蒸汽再压缩器用于充分改善用于外部加热和自然循环加热室加热的二次蒸汽的味道. 不再需要补充新鲜的热源；废液用于与冷凝水进行热交换，不再需要大量的冷却水来充分冷凝二次蒸汽. 使用更高效的二次分离器可以进一步提高放射性去污因子10 -100倍.

索赔

1. 一种用于核电站的低水平废水MVC蒸发工艺，其特征在于它包括以下步骤:

第一步，工艺废水首先经过预过滤装置，以去除工艺废水中的杂质，例如悬浮固体和颗粒物；

第二步，预过滤的废水进入第一级预热器，并与外部加热的自然循环蒸发器的加热室的不可冷凝气体出口处的不可冷凝气体进行完全热交换，然后主要进行第一阶段的预热. 目的是降低不凝性气体的温度，回收不凝性气体的废热；

步骤3. 步骤2之后的废水进入二次预热器，并与外部加热的自然循环蒸发器加热室的蒸馏水出口处的蒸馏水进行完全热交换，以进行二次预热. 这部分蒸馏水可以首先进入. 蒸馏水箱，从蒸馏水箱经过输送泵后，到达二次预热器，或通过缓冲排污口直接进入二次预热器，主要目的是回收蒸馏水的废热，提高废水温度在这里；

步骤4. 步骤3之后的废水进入外部加热的自然循环蒸发器的加热室，被来自离心式机械蒸汽再压缩器的二次蒸汽加热，并从上部的上升管中蒸发并膨胀. 加热室进入外部加热型. 自然循环蒸发器分离室. 第一级气液分离在分离室中进行. 二次蒸汽从分离室的上端进入二次分离装置，形成浓缩废水. 浓缩的废水通过分离室下部的循环管返回到外部加热的自然循环蒸发中. 加热器加热室，用于进一步加热和浓缩，或排入放射性废物固化系统（TES）；

步骤5. 在步骤4中，二次蒸汽进入二次分离器，以进一步除去二次蒸汽中夹带的小液滴. 二次蒸汽进入机械蒸汽再压缩器，温度和压力升高以进入外部加热. 自然循环蒸发器的加热室用于加热步骤（3）的废水以形成蒸馏水. 蒸馏水排入二次预热器. 废热回收后，测量冷凝水的电导率. 如果电导率高于一定值，则进入离子交换树脂床，进一步去除水中的离子杂质.

2. 2.根据权利要求1所述的核电站低水平废水MVC蒸发工艺，其特征在于:

在外部加热的自然循环蒸发器加热室的加热过程中，使用消泡剂定量给料系统（12）去除蒸发器内部的泡沫.

3. 一种用于核电站的低水平废水MVC蒸发装置，包括: 用于存储钠硼水样品（根据实际需要的钠硼比例）的原水箱（1）和预热阶段（2），两级预热器（3），外部加热的自然循环蒸发器加热室（4），外部加热的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器（7），离子交换树脂床（8），用于外部加热型自然循环蒸发器的蒸馏水罐（9），蒸馏水泵（10），浓缩液水罐（11）和分离室（5），用于消除泡沫的消泡定量系统（12）;

其中，原水罐（1）中的钠-硼混合水样品通过管道，初级预热器（2）和外部加热型自然循环蒸发器加热室进入初级预热器（2）. （4）不可冷凝气体出口通过外部加热的自然循环蒸发器加热室与管道连通. （4）不可冷凝气体被充分换热；通过一次预热器（2）排出的液体通过管道进入二次侧. 在预热器（3）中，管道与二次预热器（3）中的蒸馏水出口和外部加热的自然循环蒸发器加热室（4）连通. 使用外部加热的自然循环蒸发器加热室（4）流入的蒸馏水进行充分的热交换；水温升至98-99℃；

废水进入外部加热自然循环蒸发器加热室的加热室（4），外部加热自然循环蒸发器加热室（4）的加热管和离心机械蒸汽再压缩机的二次蒸汽（ 7）. 输出管道被加热. 之后，废水从外部加热的自然循环蒸发器的加热室（4）上部的上升管中蒸发并膨胀，并通过管道进入外部加热的自然循环蒸发器的分离室（5）. . 气液分离，二次蒸汽从分离室的上部出口通过管道进入二次分离装置（6），通过二次分离装置（6）的浓缩废水返回到外部加热的自然循环蒸发通过分离室下部的循环管. 加热器加热室（4）被进一步加热和浓缩，或排放到放射性废物固化系统（TES）中；经过二次分离装置（6）的二次蒸汽进入离心式机械蒸汽再压缩器（7），温度和压力升高后，进入外部加热的自然循环蒸发器的加热室（4）加热废水. 二次蒸汽冷凝形成蒸馏水. 蒸馏水排入二次预热器（3）. 废热回收后，测量冷凝水的电导率. 如果导电率合格mvc蒸发器，则将蒸馏水箱（9）通过蒸馏水泵（10）输送至废水排放监控箱. 如果电导率不理想，则通过管道将其送至离子交换树脂床（8），以进一步去除水中的离子杂质. 浓缩液通过管道排水管排到浓缩水箱（11）.

4. 4.根据权利要求3所述的核电站低水平废水MVC蒸发装置，其特征在于:

还包括消泡剂加药系统（12）;

消泡剂给料系统（12）包括: 消泡剂溶解罐，给料罐，消泡剂计量泵以及用于输送消泡剂的向外加热的自然循环蒸发器加热室（4）. 在管道中.

5. 5.根据权利要求3或4所述的核电站低水平废水MVC蒸发装置，其特征在于: 在所述外部加热的自然循环蒸发器加热室（4）上安装有蒸馏水输送管道，所述外部加热的类型为自完成后，可以使用蒸馏水清洗自然循环蒸发器分离腔（5）顶部的旋转喷头和二级分离装置（6）.

说明

核电厂低浓度废水的MVC蒸发工艺及其装置

技术领域

本发明涉及核电站废液处理领域，尤其涉及核电站低水平废水MVC蒸发工艺及其装置.

背景技术

在核电站废液的处理中，通常采用蒸发浓缩法对成分复杂，放射性浓度变化范围大的放射性废液进行处理.

目前，我国大多数核电站和核废水处理厂都是外部供热的自然循环蒸发器和强制循环蒸发器，多年来一直没有得到改善. 自然循环蒸发器易于在加热管中沉淀盐分和结垢，这使得设备清洗，维护和更换加热管的频率很频繁. 强制循环蒸发器使用强制循环泵增加了动力成本，大功率消耗和高成本，并且增加了泵维护的可能性也增加了对维护人员的辐射剂量. 两种类型的蒸发器工艺都需要大量的加热蒸汽来实现废液的加热和蒸发，并且需要大量的冷却水来冷凝和冷却蒸发器中产生的大量二次蒸汽. 该工艺系统设备庞大，能耗高. 由于泡沫捕集器的简单性，选择了传统的旋风分离器作为二级分离器，二级雾气的夹带率很高，蒸馏水的最终放射性去污因子仅为约103.

发明内容

由于上述技术问题mvc蒸发器，使用蒸汽再压缩器来充分改善用于自然循环加热室加热的外部加热的二次蒸汽的味道. 新鲜的热源需要补充；废液和冷凝水用于热交换，不再需要大量的冷却水来完全冷凝二次蒸汽. 低能核电站低浓废水MVC蒸发工艺及其装置.

本发明采用的技术手段如下:

核电厂的低水平废水MVC蒸发过程，包括以下步骤:

第一步，工艺废水首先经过预过滤装置，以去除工艺废水中的杂质，例如悬浮固体和颗粒物；

第二步，预过滤的废水进入第一级预热器，并与外部加热的自然循环蒸发器的加热室的不可冷凝气体出口处的不可冷凝气体进行完全热交换，然后主要进行第一阶段的预热. 目的是降低不凝性气体的温度，回收不凝性气体的废热；

步骤3. 步骤2之后的废水进入二次预热器，并与外部加热的自然循环蒸发器加热室的蒸馏水出口处的蒸馏水进行完全热交换，以进行二次预热. 这部分蒸馏水可以首先进入. 蒸馏水箱，从蒸馏水箱经过输送泵后，到达二次预热器，或通过缓冲排污口直接进入二次预热器，主要目的是回收蒸馏水的废热，提高废水温度在这里；

步骤4. 步骤3之后的废水进入外部加热的自然循环蒸发器的加热室，被来自离心式机械蒸汽再压缩器的二次蒸汽加热，并从上部的上升管中蒸发并膨胀. 加热室进入外部加热型. 自然循环蒸发器分离室. 第一级气液分离在分离室中进行. 二次蒸汽从分离室的上端进入二次分离装置，形成浓缩废水. 浓缩的废水通过分离室下部的循环管返回到外部加热的自然循环蒸发中. 加热器加热室，用于进一步加热和浓缩，或排入放射性废物固化系统（TES）；

步骤5. 在步骤4中，二次蒸汽进入二次分离器，以进一步除去二次蒸汽中夹带的小液滴. 二次蒸汽进入机械蒸汽再压缩器，温度和压力升高以进入外部加热. 自然循环式蒸发器加热室用于加热加热步骤中的废水形成蒸馏水. 蒸馏水排入二次预热器. 废热回收后，测量冷凝水的电导率. 如果电导率高于特定值，则其进入离子交换树脂. 床层进一步去除水中的离子杂质；

该系统配有消泡剂罐和消泡剂计量泵，以消除蒸发器中的泡沫.

系统在每台设备（外部加热的自然循环蒸发器加热室，外部加热的自然循环蒸发器分离室，二次分离装置）上均配有蒸馏水输送管道. 喷嘴的顶部是自旋转的. 该过程完成后，可以使用蒸馏水. 设备清洁.

MVC蒸发装置，用于核电站中的低级废水，包括: 用于内部存储钠硼水样品的原水水箱（钠硼的比例取决于实际需求），一次预热器，二次预热器，外部加热自然循环蒸发器加热室，外部加热的自然循环蒸发器分离室，二次分离装置，离心机械蒸汽再压缩器，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部加热的消泡剂计量系统消除自然循环蒸发器分离室内的泡沫；

其中，原水罐中的钠硼混合水样品通过管道进入第一级预热器，并用于与外部加热室的非冷凝气体出口连通的管道中一级预热器中加热的自然循环蒸发器. 在外部加热的自然循环蒸发器的加热室内的不可冷凝气体被完全换热；通过一次预热器排出的液体通过管道进入二次预热器，二次预热器和外部加热的自然循环连接蒸发器加热室的蒸馏水出口的管道使用来自外部加热室的蒸馏水加热的自然循环蒸发器，用于充分的热交换水温升至98-99℃；

废水进入外部加热的自然循环蒸发器的加热室. 对外部加热的自然循环蒸发器的加热室的加热管道和离心式机械蒸汽再压缩器的二次蒸汽输出管道进行加热. 被加热的自然循环蒸发器的加热室的上部中的上升管通过管道蒸发并膨胀，从而进入外部被加热的自然循环蒸发器的分离室. 第一级气液分离在分离室中进行，二次蒸汽从分离室的上部出口通过管道. 进入二级分离装置后，已通过二级分离装置的浓缩废水返回至外部加热的自然循环蒸发器加热室，以通过分离室下部的循环管进一步加热和浓缩，或排放至放射性废物固化系统（TES）；分离装置的二次蒸汽进入离心机械蒸汽再压缩器. 在升高温度和压力之后，它进入外部加热的自然循环蒸发器的加热室以加热废水. 二次蒸汽冷凝形成蒸馏水，并将蒸馏水排入二次预热器. 废热回收后，测量冷凝水的电导率. 如果导电率合格，则进入蒸馏水罐并通过蒸馏水泵. 监测水箱中的废水，当电导率经管线输送失败时，无法通过离子交换树脂床进一步去除水中的离子杂质；浓缩的浓缩液通过管道排放到储罐中.

上述核电站低水平废水MVC蒸发装置系统配有消泡剂加料系统，包括: 消泡剂溶解罐，加料罐和消泡剂计量泵，用于消除蒸发器中的泡沫. <

上述核电站低水平废水MVC蒸发装置在每台设备的顶部均配备有蒸馏水输送管和一个自旋转式喷嘴. 处理后，可用蒸馏水清洗设备.

与现有技术相比，采用上述技术方案的本发明具有以下优点:

（1）考虑到充分利用系统废热的工艺设计，设计了两阶段预热. 废液首先与不凝性气体交换，然后与蒸馏水交换；

（2）二次蒸汽使用更高效的二次分离装置和蒸馏水罐后的离子交换树脂作为辅助处理装置，以将放射性去污因子提高至104-105；

（3）设计一个自动清洁系统，无需在过程结束时使用蒸汽吹扫，而是可以使用蒸馏水直接清洁系统；

（4）模块化设计，易于安装.

基于上述原因，可以在核电站废液处理等领域中广泛推广本发明.

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