一种放射性场所用汽-汽转换系统的制作方法

本实用新型涉及乏燃料后处理工程技术领域，具体涉及一种放射性场所用汽-汽转换系统。

背景技术：

乏燃料后处理、放射性生产工程等生产过程中，需要大量低压蒸汽，其有可能受到放射性污染，为了保护工作人员和环境安全，在以往的工程中，传统做法是蒸汽由锅炉房直接提供，而加热料液、保温、蒸残等设备中使用的大量低压蒸汽所产生的凝结水，均直接排放至排污降温池不回收，造成了大量软化水及其所含能源的浪费。另外，由于凝结水温度较高，因而增加了额外的降温用水资源的使用。

技术实现要素：

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本实用新型。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种放射性场所用汽-汽转换系统，其包括：依次通过管道连接的蒸汽换热器、疏水冷却器和除氧器，所述蒸汽换热器还分别通过管道与锅炉房和工艺用汽设备连接，所述疏水冷却器还通过管道与锅炉房连接，所述除氧器还通过管道与工艺用汽设备连接；锅炉房产生的一次侧蒸汽依次经所述蒸汽换热器与所述疏水冷却器的换热降温处理后，形成一次侧冷凝水并返回锅炉房；所述除氧器用于对工艺用汽设备产生的二次侧冷凝水进行热力除氧，然后依次经所述疏水冷却器与所述蒸汽换热器的换热升温处理后，形成二次侧蒸汽并返回工艺用汽设备。

可选地，所述汽-汽转换系统还包括：分别通过管道与所述蒸汽换热器和所述疏水冷却器连接的疏水罐；所述蒸汽换热器用于将一次侧蒸汽释热变为饱和冷凝水；所述疏水罐用于接收所述饱和冷凝水，并在其内水位超过预设水位范围的上限时，自动打开其疏水阀门并向所述疏水冷却器排水；以及在其内水位低于预设范围的下限时，自动关闭其疏水阀门。

可选地，所述疏水冷却器与锅炉房之间设置有并联的两路管道，其中第一路管道直接连通所述疏水冷却器与锅炉房，第二路管道上沿水流方向依次设置有凝结水罐和凝结水泵；所述汽-汽转换系统还包括：测压装置，以及分别与其电连接的两个电动阀，所述两个电动阀分别设置在这两路管道上；所述测压装置用于实时测量所述疏水冷却器输出的一次侧冷凝水的压力，并在测量压力超过预设压力范围上限时，打开所述第一路管道上的电动阀且关闭所述第二路管道上的电动阀，以及在所述压力低于预设压力范围下限时，关闭所述第一路管道上的电动阀且打开所述第二路管道上的电动阀。

可选地，所述蒸汽换热器还通过管道与所述凝结水罐连接；所述汽-汽转换系统还包括：设置在所述蒸汽换热器与所述凝结水罐之间管道上的排污罐，所述排污罐还接入冷却水。

可选地，所述排污罐与所述凝结水罐之间的管道，以及所述疏水冷却器与所述凝结水罐之间的管道，都通过多路共网器接入所述凝结水罐。

可选地，工艺用汽设备产生的二次侧冷凝水与系统补水一起进入所述除氧器中，混合后再进行热力除氧。

可选地，所述汽-汽转换系统还包括：设置在所述除氧器与所述疏水冷却器之间管道上的供水泵，其用于将经过除氧处理后的二次侧冷凝水加压至二次侧蒸汽压力与系统阻力之和。

可选地，所述蒸汽换热器还通过管道与所述除氧器连接，以使得所述蒸汽换热器输出的二次侧蒸汽的一部分返回工艺用汽设备，另一部分进入所述除氧器。

可选地，所述蒸汽换热器采用双流回路、可拆卸传热管束管壳式换热器。

可选地，所述蒸汽换热器的壳侧设计为锥形，且上部预留部分蒸发空腔。

有益效果：

本实用新型所述汽-汽转换系统可间接制备工艺生产用蒸汽(即二次侧蒸汽)，还将一次热网系统的锅炉房与工艺用汽设备隔离，使得一、二次侧蒸汽管网隔离，以防止工艺用汽设备泄露时造成全厂蒸汽管网的污染，将可能发生的放射性泄露污染事故控制在相对较小的二次侧蒸汽管网中，避免影响一次侧蒸汽管网而导致其他用汽系统停用；同时，一、二次侧的冷凝水得以回收利用，提高了水资源的利用率。

附图说明

图1为本实用新型所述放射性场所用汽-汽转换系统的结构示意图；

图2为本实用新型所述放射性场所用汽-汽转换系统的应用示意图。

图中：1－蒸汽换热器；2－疏水冷却器；3－供水泵；4－除氧器；5－排污罐；6－疏水罐；7－凝结水罐；8－凝结水泵；100－锅炉房；200－汽-汽转换系统；300－工艺用汽设备；400－冷凝水回收装置。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

针对现有技术中存在的资源浪费问题，本实用新型实施例提供了一种放射性场所用汽-汽转换系统，特别适用于乏燃料后处理工程工艺用蒸汽供应及凝结水处理系统。

如图1和2所示，所述汽-汽转换系统包括：依次通过管道连接的蒸汽换热器1、疏水冷却器2和除氧器4。蒸汽换热器1还分别通过管道与锅炉房100和工艺用汽设备300连接；疏水冷却器2还通过管道与锅炉房100连接；除氧器4还通过管道与工艺用汽设备300连接，具体地，除氧器4与工艺用汽设备300之间还设置有冷凝水回收装置400，即工艺用汽设备300产生的二次侧冷凝水先经过冷凝水回收装置400进行回收，再输入至除氧器4内。

其中，锅炉房100产生的一次侧蒸汽依次经蒸汽换热器1与疏水冷却器2的换热降温处理后，形成一次侧冷凝水并返回锅炉房100；除氧器4用于对工艺用汽设备300产生的二次侧冷凝水进行热力除氧，然后依次经疏水冷却器2与蒸汽换热器1的换热升温处理后，形成二次侧蒸汽并返回工艺用汽设备300。换言之，通过蒸汽换热器1与疏水冷却器2这两个换热设备，使得一次侧蒸汽的热量被用来加热经过除氧处理后的二次侧冷凝水，而一次侧蒸汽降温后形成一次侧冷凝水，经过除氧处理后的二次侧冷凝水升温后形成二次侧蒸汽。

可见，本实施例所述汽-汽转换系统可间接制备工艺生产用蒸汽(即二次侧蒸汽)，还将一次热网系统的锅炉房与工艺用汽设备隔离，使得一、二次侧蒸汽管网隔离，以防止工艺用汽设备泄露时造成全厂蒸汽管网的污染，将可能发生的放射性泄露污染事故控制在相对较小的二次侧蒸汽管网中，避免影响一次侧蒸汽管网而导致其他用汽系统停用；同时，一、二次侧的冷凝水得以回收利用，提高了水资源的利用率。

如图1所示，所述汽-汽转换系统还包括：分别通过管道与蒸汽换热器1和疏水冷却器2连接的疏水罐6。蒸汽换热器1用于将一次侧蒸汽释热变为饱和冷凝水；疏水罐6用于接收饱和冷凝水，并在其内水位超过预设水位范围的上限时，自动打开其疏水阀门并向疏水冷却器排水；以及在其内水位低于预设范围的下限时，自动关闭其疏水阀门。

可见，疏水罐6起到了控制高低水位和自动排水的功能。至于所述预设水位范围的上限与下限，可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。

如图1所示，疏水冷却器2与锅炉房100之间设置有并联的两路管道，其中第一路管道直接连通疏水冷却器2与锅炉房100，第二路管道上沿水流方向依次设置有凝结水罐7和凝结水泵8。其中，凝结水罐7具体为闭式凝结水罐。

所述汽-汽转换系统还包括：测压装置，以及分别与其电连接的两个电动阀，两个电动阀分别设置在这两路管道上。其中，测压装置用于实时测量疏水冷却器2输出的一次侧冷凝水的压力，并在测量压力超过预设压力范围上限时，打开第一路管道上的电动阀且关闭第二路管道上的电动阀，此时一次侧冷凝水的压力符合要求，可直接将疏水冷却器2输出的一次侧冷凝水送往至锅炉房100；以及在压力低于预设压力范围下限时，关闭第一路管道上的电动阀且打开第二路管道上的电动阀，此时一次侧冷凝水的压力不符合要求，需要先经过凝结水罐7储水，及凝结水泵8加压后，再送往锅炉房100，以防止闪蒸。

至于所述预设压力范围的上限与下限，可由本领域技术人员根据实际情况进行设定，例如，所述预设压力范围的上限可以设定为0.24mpa，即一次侧冷凝水的压力超过0.24mpa时就直接送往锅炉房；而凝结水泵8将一次侧冷凝水升压至何种程度则与所述预设压力范围的上限和下限相关。

如图1所示，蒸汽换热器1还通过管道与凝结水罐7连接。所述汽-汽转换系统还包括：设置在蒸汽换热器1与凝结水罐7之间管道上的排污罐5，排污罐5还接入冷却水，用以冷却由蒸汽换热器1输出至排污罐5内的冷凝水，冷却后再排至凝结水罐7。

进一步地，排污罐5与凝结水罐7之间的管道，以及疏水冷却器2与凝结水罐7之间的管道，都通过多路共网器接入凝结水罐。

本实施例中，多路共网器安装在共网汇集处，能够使不同压力等级的凝结水共用一套装置(即凝结水罐7)回收，其利用压力高的凝结水做射流，将压力低的凝结水引射进闭式凝结水罐7。

如图1所示，工艺用汽设备300产生的二次侧冷凝水与系统补水一起进入除氧器4中，混合后再进行热力除氧。

所述汽-汽转换系统还包括：设置在除氧器4与疏水冷却器2之间管道上的供水泵3。供水泵3用于将经过除氧处理后的二次侧冷凝水加压至二次侧蒸汽压力与系统阻力之和。

如图1所示，蒸汽换热器1还通过管道与除氧器4连接，以使得蒸汽换热器1输出的二次侧蒸汽的一部分返回工艺用汽设备300，另一部分进入除氧器4。至于返回工艺用汽设备300的二次侧蒸汽与进入除氧器4内的二次侧蒸汽的比例，可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。

下面具体描述本实施例所采用的蒸汽换热器1。

蒸汽换热器1采用双流回路、可拆卸传热管束管壳式换热器，具体为一种卧式压力容器，可以按额定工况参数设计其换热面积，但需要在此基础上增加5％的堵管余量。

蒸汽换热器1属于双相变换热器。双相变换热器借助于设置冷热流体的不同分流和不同配比，实现高效换热器不同结构形式的优化组合，并构造成不同具体形式的复合相变换热器。与传统的换热器相比，它能在较大幅度降低废气排放温度的同时将整个低温段受热面壁温维持在较高的温度水平，既最大可能地提高了用热设备的热效率，又避免了因结露引起低温腐蚀和灰堵现象。

相应地，蒸汽换热器1的结构形式应在壳侧设计为锥形，且上部预留部分蒸发空腔，因此，相当于kettle式再沸器，由较大的壳体和内置管束组成。

蒸汽换热器1的接口包括：管侧供汽管接口、管侧冷凝水管接口、壳侧供汽管接口、壳侧给水管接口、排气管接口、安全阀接口、连续排污管接口、定期排污管接口、压力表、温度计、液位计接口等。其中，管侧供汽管接口通过管道与锅炉房100连接；排气管接口通过管道与工艺用汽设备300连接；管侧冷凝水管接口通过管道与疏水罐6连接；壳侧给水管接口通过管道与疏水冷却器2连接；连续排污管接口通过管道与排污罐5连接。

下面结合图1和图2描述本实施例所述汽-汽转换系统的工作原理。

来自锅炉房100的一次侧高压蒸汽进入蒸汽换热器1内加热来自疏水冷却器1的二次侧给水后变为饱和冷凝水，而二次侧给水则升温并生成低压饱和蒸汽；蒸汽换热器1输出的饱和冷凝水进入疏水罐6，来自疏水罐6的饱和冷凝水进入疏水冷却器2内，对经过除氧处理后的二次侧冷凝水进行预热后作为一次侧冷凝水进入凝结水回收系统，经回收处理后返回锅炉房100；蒸汽换热器1输出的低压饱和蒸汽作为二次侧蒸汽，送往各工艺用汽设备300；二次侧蒸汽经工艺用汽设备后冷凝、冷却、化验后作为二次侧冷凝水返回除氧器4，由工艺用汽设备300返回的二次侧冷凝水及系统补水经过除氧器4进行除氧处理后，经供水泵3加压再送往疏水冷却器2，由疏水冷却器2预热后进入蒸汽换热器1，以此循环。

下面结合图1和图2描述本实施例所述汽-汽转换系统的工作流程。

1)一次侧蒸汽-冷凝水转换流程：

一次侧高压蒸汽(1.1mpa左右)通过调节阀调节后进入蒸汽换热器1内释热变为饱和冷凝水(184.1℃左右)，所述饱和冷凝水进入疏水罐6内，来自疏水罐6的饱和冷凝水进入疏水冷却器2内为经过除氧处理后的二次侧冷凝水预热，而饱和冷凝水降温后即为一次侧冷凝水(126℃左右)，再根据其压力大小(如是否达到0.24mpa)确定将其直接排至一次侧凝结水管网，然后送往锅炉房100，还是将其先排至凝结水罐7，经凝结水泵8加压后再排至一次侧凝结水管网，然后送往锅炉房100，以防止闪蒸。

2)二次侧冷凝水-蒸汽转换流程：

工艺用汽设备300产生的二次侧冷凝水和系统补水进入除氧器4内，被蒸汽加热至104.8℃左右进行热力除氧，经过除氧处理后的二次侧冷凝水通过供水泵3加压至二次侧蒸汽压力与系统阻力之和，然后送至疏水冷却器2壳侧进行预热，预热后作为二次侧给水(165℃左右)进入蒸汽换热器1内再次加热，以形成工艺所需条件的饱和蒸汽(0.85mpa左右)，其中一路饱和蒸汽作为二次侧蒸汽送至二次侧蒸汽管网，供工艺用汽设备300使用，另一路送至除氧器4内用于热力除氧。

为保证二次侧蒸汽品质及保证蒸汽换热器1的效率，在蒸汽换热器1壳侧设置连续排污管排至排污罐5，通过接入排污罐5的冷水冷却后排至凝结水罐7。

综上所述，本实用新型提供的放射性场所用汽-汽转换系统由蒸汽换热器1、除氧器4、疏水冷却器2、疏水罐6、排污罐5、闭式凝结水罐7、供水泵3、凝结水泵8，及相应控制装置、辅助管道和阀门等组成，其能够将一、二次侧蒸汽管网隔离，并制备工艺生产所需要水质的蒸汽，还可有效防止工艺用汽设备泄露时造成全厂蒸汽管网的放射性污染，同时将一、二次侧的冷凝水回收利用，实现安全、节能的目的。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

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