一種百萬千瓦級(jí)核電站處理放射性廢水的反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及放射性廢水處理領(lǐng)域，尤其是一種百萬千瓦級(jí)核電站處理放射性廢水的反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，放射性廢水處理領(lǐng)域所使用的吸附反應(yīng)器一般為固定床吸附反應(yīng)器，這種反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括腔體1’，腔體I’內(nèi)填充有大顆粒的吸附劑2’。工作時(shí)，放射性廢水沿圖中箭頭所示方向流動(dòng)，即從反應(yīng)器上端輸入腔體I’，然后從吸附劑2’的間隙中向下流動(dòng)，在流動(dòng)過程中吸附劑2’與水中的核素離子反應(yīng)，將其吸附，處理后的水從反應(yīng)器下端排出。
[0003]這種固定床吸附反應(yīng)器中的吸附劑粒徑通常較大，因此，吸附劑的比表面積小、傳質(zhì)速度慢，過床流速慢，所需的反應(yīng)器體積大、重量大，在輻射防護(hù)、運(yùn)輸、安裝等方面具有極大的困難。這種固定床吸附反應(yīng)器在現(xiàn)場的運(yùn)輸和安裝也都需要特種設(shè)備才能完成。例如:2011年日本福島第一核電站由超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的海嘯引發(fā)重大核事故后，對(duì)事故后放射性廢水進(jìn)行處理的無機(jī)吸附工藝所使用的即為固定床吸附反應(yīng)器。整個(gè)吸附工藝由4組裝置并聯(lián)組成，每組并聯(lián)裝置又由6個(gè)模塊組成，即使采用了多組并聯(lián)、每組設(shè)置多個(gè)模塊的方式來降低單個(gè)反應(yīng)器的體積，構(gòu)成主體模塊的單個(gè)反應(yīng)器的重量仍然重達(dá)90噸，防護(hù)材料還額外增加15噸的重量。由于重量太大，為了運(yùn)輸該反應(yīng)器，只能利用世界上掛載重量最大的運(yùn)輸機(jī)安124進(jìn)行運(yùn)輸。
[0004]若減小吸附劑粒徑，雖然會(huì)提高吸附效果，但吸附劑的間隙也將隨之減小，放射性廢水流經(jīng)固定床的水頭損失增加，水頭損失增加到一定程度會(huì)使固定床吸附反應(yīng)器無法正常工作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種百萬千瓦級(jí)核電站處理放射性廢水的反應(yīng)器。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]—種百萬千瓦級(jí)核電站處理放射性廢水的反應(yīng)器，該反應(yīng)器內(nèi)腔的下部為吸附反應(yīng)區(qū)，反應(yīng)器內(nèi)腔的上部為分離區(qū)；所述吸附反應(yīng)區(qū)中設(shè)置有放射性廢水的入水口和攪拌裝置，所述攪拌裝置將比重大于廢水的吸附劑懸置分散在放射性廢水中，所述分離區(qū)內(nèi)設(shè)置有將吸附劑留滯在反應(yīng)器內(nèi)的攔截裝置，所述攔截裝置的上方設(shè)置有處理后廢水的出水
□ O
[0008]進(jìn)一步，所述攔截裝置為斜板過濾器。
[0009]進(jìn)一步，所述攔截裝置為鈦膜過濾器。
[0010]進(jìn)一步，所述攔截裝置包括相對(duì)上下配置的斜板過濾器和鈦膜過濾器，所述鈦膜過濾器位于斜板過濾器的上方。
[0011]進(jìn)一步，所述斜板過濾器設(shè)置一層或者多層，斜板過濾器由若干相互平行的傾斜板間隔一定距離排布。
[0012]進(jìn)一步，所述反應(yīng)器還設(shè)置有鈦膜過濾器清洗裝置，該清洗裝置包括清洗栗和清洗頭，所述清洗頭位于所述鈦膜過濾器下方，清洗頭通過管路連接所述清洗栗，并在該管路上設(shè)置有第一流量控制閥門，清洗栗的吸入口連接在所述反應(yīng)器上，從反應(yīng)器中吸取放射性廢水并由清洗頭噴出，以對(duì)鈦膜過濾器下表面進(jìn)行沖刷。
[0013]進(jìn)一步，所述清洗栗的吸水口位于所述鈦膜過濾器之下。
[0014]進(jìn)一步，所述清洗栗的吸水口位于所述鈦膜過濾器和所述斜板過濾器之間。
[0015]進(jìn)一步，所述反應(yīng)器的底部呈向下逐漸縮小的錐形，所述入水口設(shè)置在反應(yīng)器底部的錐形尖端處，在停止進(jìn)水時(shí)，該入水口還能夠排出沉淀在反應(yīng)器內(nèi)腔底部的吸附劑顆粒。
[0016]進(jìn)一步，所述攪拌裝置為機(jī)械攪拌裝置。
[0017]進(jìn)一步，所述攪拌裝置為水流攪拌裝置，所述水流攪拌裝置包括攪拌栗和射流攪拌器，其中，所述射流攪拌器設(shè)置在所述吸附反應(yīng)區(qū)中；所述射流攪拌器通過管路依次連接所述攪拌栗和反應(yīng)器的吸附反應(yīng)區(qū)，在攪拌栗的上游和下游管路上設(shè)置有第二、第三流量控制閥門，攪拌栗吸取吸附反應(yīng)區(qū)中的放射性廢水，并將所吸取的廢水送至射流攪拌器由射流攪拌器噴出，實(shí)現(xiàn)攪拌。
[0018]進(jìn)一步，連接所述攪拌栗輸出端和所述射流攪拌器的管路上設(shè)置有第四流量控制閥門，與該閥門并聯(lián)接入真空射流器，所述真空射流器的吸入口通過管路與吸附劑盛放容器相接，且在該段管路上設(shè)置有第五流量控制閥門，真空射流器吸取吸附劑射流投加到所述吸附反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
[0019]進(jìn)一步，所述射流攪拌器包括水平設(shè)置的橫管，該橫管兩端設(shè)置有水平噴射的噴嘴，所述噴嘴的噴射方向相反且在橫管的軸向之外，由噴嘴射出的水流推動(dòng)反應(yīng)區(qū)內(nèi)的放射性廢水和吸附劑顆粒旋轉(zhuǎn)攪拌。
[0020]進(jìn)一步，所述噴嘴的噴射方向垂直于所述橫管的軸向。
[0021]進(jìn)一步，所述反應(yīng)器的入水口上連接有供水主管路，在所述主管路上設(shè)置有兩個(gè)分管路，第一分管路上連接有供料栗，放射性廢水由該供料栗推動(dòng)經(jīng)該分管路和主管路進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)腔；第二分管路用于排放吸附劑顆粒；主管路上設(shè)置有第六流量控制閥門，第一分管路上設(shè)有第七流量控制閥門，第二分管路上設(shè)有第八流量控制閥門。
[0022]使用上述反應(yīng)器處理放射性廢水的方法，包括以下步驟:通過攪拌使比重大于放射性廢水比重的吸附劑懸置分散在放射性廢水中，通過吸附劑吸附放射性廢水中的核素離子。
[0023]進(jìn)一步，放射性廢水從入水口輸入反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)腔中部的吸附反應(yīng)區(qū)放置有吸附劑，攪拌使吸附劑懸置分散在吸附反應(yīng)區(qū)的放射性廢水中，吸附劑吸附放射性廢水中的核素離子，處理后的廢水從出水口排出。
[0024]進(jìn)一步，放射性廢水的輸入和處理后廢水的排出連續(xù)進(jìn)行。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0026](I)本實(shí)用新型將現(xiàn)有的固定床吸附改為流動(dòng)床吸附，可以選取粉末或者小顆粒的吸附劑以增加比表面積，通過攪拌在放射性廢水中來提高吸附劑與放射性廢水充分接觸，減少反應(yīng)時(shí)間，能夠快速地對(duì)大量放射性廢水進(jìn)行預(yù)處理；
[0027](2)本實(shí)用新型中斜板過濾器利用層流原理縮短吸附劑的沉降距離，減少所需要的沉降時(shí)間，提高吸附劑和水體的分離效果，減小反應(yīng)器的體積；利用鈦膜過濾器攔截吸附劑，清洗裝置能夠在線清理鈦膜過濾器下表面的吸附劑，并使其重新返回反應(yīng)區(qū)，無需停機(jī)；
[0028](3)本實(shí)用新型采用攪拌方式使比重大于放射性廢水的吸附劑懸置分散在放射性廢水中。攪拌還可以有多種形式，如射流攪拌器、搖晃攪拌、插入攪棍攪拌、向水體底部通入氣泡等等，只要達(dá)到吸附劑懸置分散的效果即可。射流攪拌器上方向相反的噴嘴使吸附反應(yīng)區(qū)內(nèi)的放射性廢水與吸附劑旋轉(zhuǎn)攪拌，使吸附劑可以分散在水中，當(dāng)噴嘴的噴射方向垂直于橫管的軸向時(shí)攪拌效果最佳；射流攪拌器的管路上的真空射流器可產(chǎn)生的負(fù)壓，將吸附劑自動(dòng)加入反應(yīng)器中；
[0029](4)本實(shí)用新型反應(yīng)器底部設(shè)置成錐形可以使沉底的吸附劑集中在錐形底部的尖端，配合設(shè)置在尖端的入水口，在注入新的放射性廢水時(shí)可以提供上向流速，使吸附劑再次懸浮、提高攪拌效果，在吸附劑失效時(shí)，還可以通過入水口排出沉積的吸附劑。
【附圖說明】
[0030]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中固定床吸附反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5為本發(fā)明實(shí)施例4中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖6為本發(fā)明實(shí)施例5中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖7為本發(fā)明實(shí)施例6中反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]附圖標(biāo)記為:
[0038]腔體1’，清洗頭14，
[0039]吸附劑2’，清洗栗15，
[0040]反應(yīng)器3，鈦膜過濾器16，
[0041]入水口 31，第一壓力表17，
[0042]出水口 32，第二