[发明专利]核电站专用平面狭缝涡流式除盐器过滤装置

说明书

技术领域

本发明涉及核电站技术领域，特别是涉及一种核电站专用平面狭缝涡流式除盐器过滤装置。

背景技术

现有核电站的水处理设备除盐器的阴床、阳床、湿床的进料口和出料口均安装有滤头装置，也称作水帽，用于阻止离子交换树脂通过，但能使净化后的水通过，以此来获得净水。

现有的过滤头结构形式有绕丝型、叠片型等。绕丝形过滤头易破损，钢丝绕制时需要经点焊焊固在骨架上，焊接变形大，钢丝强度低，易变形，钢丝与钢丝之间的缝隙难以控制。叠片形过滤头的滤管由若干片相同结构的滤片叠加组合而成，每片滤片的十字向均有对称的、与滤片为一整体的小凸台，因而若干片叠加组合后在轴向形成四条筋、相连两片之间沿着圆周形成等距间隔的四条过滤缝隙，这种装置与绕丝形过滤头相比不易破损，其缺陷在于：

1. 由于小凸台的高度在制作中极易产生偏差，而片与片之间的过滤缝隙靠四个部位的小凸台接触控制而成，这样就会使过滤缝隙大小不均，缝隙偏大处会产生离子交换树脂流失的现象。

2. 由于每相邻两滤片之间有四个小凸台，这也降低了过滤头的透水率。

为解决因小凸台尺寸的偏差导致过滤缝隙大小不均的问题，专利号为200820040698.X的“核电站除盐器滤头装置”提供了一种精加工所形成的过滤缝隙和隔离筋的整体结构，以保证水流缝隙的一致性。但此方案的缺陷在于：

1. 滤管的加工工序繁琐、且加工的精度要求非常高，加工难度相应较高；

2. 由于在长期水流冲击对滤片的振动下，个别滤片在高频率的反复弯折下会发生疲劳折断。由于在上述方案中，所有的滤片为一个不可拆分的整体，滤片没有可单独更换的的余地，任何一个滤片的破损必将使整个经过精细加工得来的滤管成为废品。这无疑是一个浪费。而要避免此情况发生，在不改变该方案技术特征的前提下只有增加滤片的厚度。由于过滤头长度有限，加大滤片的厚度无疑是减少了过滤缝隙的数量，这样又会大大降低过滤头的透水率，降低了装置的使用效率。

3. 由于在上述方案中，所有的滤片为一个不可拆分的整体，这为定期的拆洗工作带来很大的难度，大幅度降低了拆洗工作的效率。

为解决上述问题，专利号为201010148989.2的“核电站专用等距式除盐器过滤头”采用端片和环形的滤片交替重叠的方式，以保证每相邻两滤片之间的过滤缝隙的宽度的一致性。但该方案又产生了以下几点缺陷：

1．由于该装置中在水流前进方向设有障碍物，同时又没有对进入过滤头的水流进行有序的引导，因此水流进入过滤头后呈紊流状态，这使得水中的离子交换树脂无法均匀地被滤片之间的缝隙过滤，会出现某些部位的滤片有大量离子交换树脂堆积，而其它部位的滤片却少有离子交换树脂触碰的情况。离子交换树脂的堆积会对滤片的过滤缝隙造成部分封堵，从而降低了装置的过滤效率。同时，由于离子交换树脂的密度低于水的密度，因此多数离子交换树脂集中在水的上层，而该装置的滤片缝隙至上而下是均匀分布的，这就使得下层的滤片缝隙的通透率高，而上层滤片的缝隙却易被堵塞，进一步降低了装置的过滤效率。

2.水过滤的效率取决于朝向滤片间隙方向的杂质厚度，这正如公路堵车的原理一样，在可通过车的缺口固定的情况下，车队的长度决定了堵车的时间。

由于该装置的所有滤片间隙的宽度均相等，而离子交换树脂的粒径是大小不一的，因此在过滤过程中，较小的树脂颗粒会填充较大颗粒之间的缝隙，从而使大小不一的颗粒结合成一个厚度较大的整块，降低了装置的过滤效率。

3.由于每一块由端片和拉结片构成的片体必须将其三个套环片同时、准确地套在与之成动配合关系的三根拉结杆上，具有较高的装配精度要求，因此装配过程效率不高。

4.每块端片都是由拉接片和纵向贯穿除盐器过滤头整体的三根位置固定的拉结杆固定的，这就决定了每一层的三块端片在水平方向处于相同的位置，因此，重叠的端片在过滤装置的纵向会形成三条筋，滤片处于这三条筋位置的部分会具备较强的刚性，而滤片的其余部分由于没有任何其他构件的支撑，其刚性较弱，因此，每一块滤片的刚性分布不均。在水流的长时间冲击下，这种刚性分布不均会使滤片因长期的高频振动而发生断裂。这无疑降低了装置的耐久性和抗冲击强度。

5.该装置中，为节省空间，提高装置的过水率，滤片只能被设计成宽度远大于其厚度的薄片，但这样的设计使得滤片在竖直方向的刚性很弱，因此在处于紊流状态的水流的冲击下，滤片会因为受到竖向的冲击力而发生竖向的弹性高频振动，这张高频振动不仅降低了滤片的使用寿命，更重要的是，因其在竖向振动过程中会改变相邻两滤片之间的缝隙宽度，这样就降低了离子交换树脂的过滤效果。