湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统的制作方法

1.本发明属于核电技术领域，具体涉及一种湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统。


背景技术：

2.水资源条件是限制内陆核电厂布局和建设的关键因素之一：一方面核电厂运行会产生大量热量，内陆核电厂由于缺乏大海作为热阱，普遍采用二次循环冷却方式，即采用自然通风湿式冷却塔或湿式冷却塔将工业生产中的大量废热排入大气；另一方面，核电厂运行中会产生放射性废液，可以满足排放标准排放到环境中的放射性废液称为液态流出物，液态流出物需按规范容许标准排入受纳水体中，然而我国内陆地区往往没有受纳水体，或者虽有受纳水体，但水体稀释条件较差或因为饮用水源保护等水环境管理要求禁止液态流出物排入，缺乏接收液态流出物的受纳水体成为了核电厂选址的制约因素。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，其中，机械通风冷却塔将液态流出物蒸发至气态，湿式冷却塔将气化后的流出物排放到300m～1000m的大气中。
4.解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，包括：湿式冷却塔、设置于湿式冷却塔的塔体内的机械通风冷却塔，机械通风冷却塔的出风口与湿式冷却塔的出风口联通，机械通风冷却塔的蒸发池用于盛放核电厂的液态流出物。湿式冷却塔为自然通风湿式冷却塔。
5.优选的是，机械通风冷却塔还包括机械通风冷却塔的盘管，机械通风冷却塔的盘管设置于机械通风冷却塔的填料下方，通过机械通风冷却塔盘管中的热循环水对进入机械通风冷却塔的空气进行升温。
6.优选的是，所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，还包括设置于湿式冷却塔塔体内的湿式冷却塔的收水器，湿式冷却塔的收水器设置于机械通风冷却塔下方，湿式冷却塔的喷淋机构设置于湿式冷却塔的收水器下方。
7.优选的是，所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，还包括预热器，预热器与机械通风冷却塔的蒸发池连接，预热器用于对蒸发池内的液态流出物预热，或者，
8.预热器与通入到蒸发池内的外界进液管道连接，预热器用于对外界进液管道内的液态流出物预热。
9.优选的是，机械通风冷却塔为鼓风式机械通风冷却塔。
10.优选的是，机械通风冷却塔包括：机械通风冷却塔塔体，设置于机械通风冷却塔塔体内的蒸发池、进液管道、配液管道、废液喷头、循环泵、机械通风冷却塔的填料、风机、机械通风冷却塔收水器、盘管；进液管道与蒸发池连接，进液管道用于向蒸发池内通入待蒸发液体，配液管道与蒸发池连接，蒸发池设置于机械通风冷却塔塔体底部，循环泵设置于配液管
道上，配液管道与废液喷头连接，废液喷头设置于机械通风冷却塔的填料上方，机械通风冷却塔收水器设置于机械通风冷却塔的喷头上方，盘管设置于机械通风冷却塔的填料下方，配液管道用于将蒸发池内的液体泵入到废液喷头，通过废液喷头流出的液体对机械通风冷却塔的填料进行喷淋，风机用于鼓风，喷淋后蒸发得到的气体通过机械通风冷却塔塔体的出风口排出，再通过湿式冷却塔内的气流作用通过湿式冷却塔的出风口排出，喷淋后未蒸发的液体流回到蒸发池内。
11.本发明中的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，将湿式冷却塔和机械通风冷却塔相结合排放核电厂液态流出物，能够针对不同厂址条件进行工艺布置，使液态流出物被机械通风冷却塔蒸发至气体，再借助湿式冷却塔内巨大气流的载带作用，最终排放到300m～1000m的大气中。该方法能针对缺乏受纳水体区域，有效解决核电厂液态流出物的排放问题，避免缺乏受纳水体成为核电厂选址的制约因素。
附图说明
12.图1是本发明实施例2中的湿式冷却塔的结构示意图；
13.图2是本发明实施例2中的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统的结构示意图。
14.图中：1-进液管道；2-蒸发池；3-循环泵；4-废液喷头；5-机械通风冷却塔的填料；6-盘管；7-风机；8-预热器；9-风筒；10-导风管；11-支撑机构；12-湿式冷却塔的填料；13-喷淋机构；14-湿式冷却塔的收水器；15-集水池；16-竖井；17-立柱；18-湿式冷却塔的进风口；19-配水槽；20-湿式冷却塔的塔体；21-上水管；22-边井；23-人字柱；24-配液管道。
具体实施方式
15.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
16.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
17.实施例1
18.本实施例提供一种湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，包括：湿式冷却塔、设置于湿式冷却塔的塔体内的机械通风冷却塔，机械通风冷却塔的出风口与湿式冷却塔的出风口联通，机械通风冷却塔的蒸发池用于盛放核电厂的液态流出物。湿式冷却塔为自然通风湿式冷却塔。
19.本实施例中的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，将湿式冷却塔和机械通风冷却塔相结合排放核电厂液态流出物，能够针对不同厂址条件进行工艺布置，使液态流出物被机械通风冷却塔蒸发至气体，再借助湿式冷却塔内巨大气流的载带作用，最终排放到300m～1000m的大气中。该方法能针对缺乏受纳水体区域，有效解决核电厂液态流出物的排放问题，避免缺乏受纳水体成为核电厂选址的制约因素。
20.实施例2
21.如图1、2所示，本实施例提供一种湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，包括：湿式冷却塔、设置于湿式冷却塔的塔体20内的机械通风冷却塔，机械通风冷却塔的出风口
与湿式冷却塔的出风口联通，机械通风冷却塔的蒸发池2用于盛放核电厂的液态流出物。湿式冷却塔为自然通风湿式冷却塔。
22.优选的是，机械通风冷却塔还包括机械通风冷却塔的盘管6，机械通风冷却塔的盘管6设置于机械通风冷却塔的填料5下方，通过机械通风冷却塔的部分盘管6对进入机械通风冷却塔的空气进行升温。
23.优选的是，所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，还包括设置于湿式冷却塔塔体内的湿式冷却塔的收水器14，湿式冷却塔的收水器14设置于机械通风冷却塔下方，湿式冷却塔的喷淋机构13设置于湿式冷却塔的收水器14下方。
24.优选的是，所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，还包括预热器8，预热器8与机械通风冷却塔的蒸发池2连接，预热器8用于对蒸发池2内的液态流出物预热，或者，
25.预热器8与通入到蒸发池2内的外界进液管道1连接，预热器8用于对外界进液管道1内的液态流出物预热。
26.优选的是，湿式冷却塔包括湿式冷却塔的塔体20、用于支撑湿式冷却塔的塔体20的支撑机构11、集水池15、湿式冷却塔的填料12、湿式冷却塔的喷淋机构13、湿式冷却塔的收水器14，集水池15设置于塔体20下方，湿式冷却塔的填料12、湿式冷却塔的喷淋机构13、湿式冷却塔的收水器14在湿式冷却塔的塔体20内由下到上依次排布，湿式冷却塔的喷淋机构13喷淋下来的液体经过湿式冷却塔的填料12后，再流入到集水池15内。支撑机构11为人字柱23，人字柱23位于湿式冷却塔的进风口18。湿式冷却塔的填料12为薄膜式或点滴式填料。湿式冷却塔还包括设置于雨区用于支撑的立柱17，设置于塔体20内部区域的边井22、竖井16，设置于喷淋机构13上的配水槽19，与喷淋机构13连接的上水管21。湿式冷却塔的收水器14设置于配水槽19上方。其中，立柱17用于支撑湿式冷却塔的填料12。
27.自然通风湿式冷却塔，由于其冷却性能良好，广泛应用于核、火电厂。
28.通过冷却凝汽器后温度较高的循环水(以下简称热循环水)，由管道送至竖井16，竖井16数量取决于湿式冷却塔的淋水面积，可为一个或多个，湿式冷却塔的配液管道24将竖井16内的热循环水分配给喷淋机构13的成千上万个喷头，喷头再将热循环水均匀喷洒至湿式冷却塔的填料12上表面，热循环水在湿式冷却塔的填料12内部形成薄膜，随后滴落经过雨区，落入湿式冷却塔底部的集水池15；与此同时，从湿式冷却塔进风口涌入的冷空气在雨区与循环水液滴进行热交换，空气温度升高、密度减小，湿式冷却塔内外的空气密度差形成了抽吸力，冷空气不断涌入，气流向上涌动，进而对湿式冷却塔填料内部的水膜进行冷却，带走热循环水的绝大部分热量。最后，冷却后落入集水池15的循环水，会再次泵送至凝汽器中使用，周而复始。
29.利用自然通风湿式冷却塔将气化后的液态流出物排放至大气，即利用湿式冷却塔内的抽吸力，使得热气流裹挟住气化后的液态流出物共同向上运动，排出湿式冷却塔后继续向上，最终排放至300-1000m的大气中扩散。
30.机械通风冷却塔与自然通风湿式冷却塔存在多种布置方法，可以将机械通风冷却塔布置在自然通风湿式冷却塔的喷淋机构13及填料上部，并设置湿式冷却塔的收水器14，减少液态流出物对循环水水质的污染；或者将机械通风冷却塔布置在自然通风湿式冷却塔外部，液态流出物完成气化后再从合适高度输送到自然通风湿式冷却塔内；或者将机械通风冷布置在自然通风湿式冷却塔内靠近塔筒位置，与自然通风湿式冷却塔的填料12和喷淋
机构13的喷淋区分隔开，气化后的液态流出物直接从喷淋机构13上方排出。机械通风冷却塔与自然通风湿式冷却塔位置的布置关系，主要取决于液态流出物的排放量，如液态流出物排放量较大，导致机械通风冷却塔体积较大，则考虑布置在湿式冷却塔外或湿式冷却塔内喷淋以上部分，如液态流出物排放量较小，机械通风冷却塔体积较小，则可以直接布置在自然通风湿式冷却塔内靠近湿式冷却塔的塔体20的塔壁位置。由于机械通风冷却塔的体积小，设置于湿式冷却塔的塔体20的塔壁可以节约湿式冷却塔的塔体20的有效通风体积。
31.优选的是，根据风机7的安装位置，机械通风冷却塔为鼓风式机械通风冷却塔。
32.优选的是，机械通风冷却塔包括：机械通风冷却塔塔体，设置于机械通风冷却塔塔体内的蒸发池2、进液管道1、配液管道24、废液喷头4、循环泵3、机械通风冷却塔的填料5、风机7、机械通风冷却塔收水器、盘管6；进液管道1与蒸发池2连接，进液管道1用于向蒸发池2内通入待蒸发液体，配液管道24与蒸发池2连接，蒸发池2设置于机械通风冷却塔塔体底部，循环泵3设置于配液管道24上，配液管道24与废液喷头4连接，废液喷头4设置于机械通风冷却塔的填料5上方，机械通风冷却塔收水器设置于机械通风冷却塔的喷头4上方，盘管6设置于机械通风冷却塔的填料5下方，配液管道24用于将蒸发池2内的液体泵入到废液喷头4，通过废液喷头4流出的液体对机械通风冷却塔的填料5进行喷淋，风机7用于鼓风，喷淋后蒸发得到的气体通过机械通风冷却塔塔体的出风口排出，再通过湿式冷却塔内的气流作用通过湿式冷却塔的出风口排出，喷淋后未蒸发的液体，流回到蒸发池2内。废液喷头4以上的机械通风冷却塔塔体区域为风筒9，风筒9内设置有用于导风的导风管10。
33.利用机械通风冷却塔蒸发液态流出物时，空气在风机7的作用下由机械通风冷却塔进风口流入雨区，经雨区后进入机械通风冷却塔的填料5，从机械通风冷却塔的填料5顶部流出后，绕过配液管道24后，流经机械通风冷却塔收水器，最后从机械通风冷却塔出风口流出。待蒸发的液态流出物由循环泵3从底部蒸发池2送入配液管道24的配液母管，从配液母管再分配给配液分管，最后分配给每个废液喷头4，废液喷头4将液态流出物均匀喷洒至机械通风冷却塔的填料5顶面，然后以水膜的形式流经机械通风冷却塔的填料5，在机械通风冷却塔的填料5内部与空气接触、换热蒸发，未蒸发的液态流出物再次回到底部蒸发池2中。
34.为了提高液态流出物的蒸发效率，通过管道将自然通风湿式冷却塔内热的循环水引至机械通风冷却塔的盘管6，机械通风冷却塔的盘管6位于机械通风冷却塔的填料5下方。当环境冷空气进入到机械通风冷却塔内，在盘管6区域与盘管6内的热水进行热交换，使得空气温度升高，从而提高液态流出物的蒸发效率。此外，在盘管6区域，液态流出物在此以水膜的方式流动，进一步提高了液态流出物的蒸发效率。
35.对于某具体工程，首先计算核电厂运行时液态流出物的周期排放量，据此匹配出合理的机械通风冷却塔填料面积和蒸发所需的风量，确定机械通风冷却塔的基本参数。如液态流出物排放量较大，导致机械通风冷却塔体积较大，则考虑布置在湿式冷却塔外或湿式冷却塔内喷淋以上部分，如液态流出物排放量较小，机械通风冷却塔体积较小，则可以直接布置在自然通风湿式冷却塔内靠近塔筒位置。
36.以机械通风冷却塔布置在湿式冷却塔塔内喷淋机构13的喷淋区域上方为例，通过管道将液态流出物直接泵送至机械通风冷却塔的底部蒸发池2，在通过预热器8输送过程或蒸发池2内将液态流出物加热至适宜温度，以提高蒸发效率。然后，机械通风冷却塔的循环
泵3将蒸发池2中加热后的液态流出物泵送至配液管道24的配液母管，配液母管将液态流出物分配给配液分管，再分配到每个废液喷头4，废液喷头4将液态流出物均匀喷洒至机械通风冷却塔的填料5顶面，然后以水膜的形式流经机械通风冷却塔的填料5和盘管6，在机械通风冷却塔的填料5、盘管6内部与空气接触、换热蒸发，蒸发气化后的液态流出物从机械通风冷却塔的上部流出，在自然通风湿式冷却塔内湿热气流的裹挟下，继续向上运动直至流出塔外，排放至300-1000m米的大气中。未蒸发的液态流出物再次回到底部蒸发池2中继续蒸发。需要注意的是，在自然通风湿式冷却塔负荷不足或者停机条件下，须停止机械通风冷却塔的运行。
37.本实施例中的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，将湿式冷却塔和机械通风冷却塔相结合排放核电厂液态流出物，能够针对不同厂址条件进行工艺布置，使液态流出物被机械通风冷却塔蒸发至气体，再借助湿式冷却塔内巨大气流的载带作用，最终排放到300m～1000m的大气中。该方法能针对缺乏受纳水体区域，有效解决核电厂液态流出物的排放问题，避免缺乏受纳水体成为核电厂选址的制约因素。
38.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明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发明的保护范围。

技术特征：
1.一种湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，其特征在于，包括：湿式冷却塔、设置于湿式冷却塔的塔体内的机械通风冷却塔，机械通风冷却塔的出风口与湿式冷却塔的出风口联通，机械通风冷却塔的蒸发池用于盛放核电厂的液态流出物。2.根据权利要求1所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，其特征在于，机械通风冷却塔还包括机械通风冷却塔的盘管，机械通风冷却塔的盘管设置于机械通风冷却塔的填料下方，通过机械通风冷却塔盘管中的热循环水对进入机械通风冷却塔的空气进行升温。3.根据权利要求1所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，其特征在于，还包括设置于湿式冷却塔塔体内的湿式冷却塔的收水器，湿式冷却塔的收水器设置于机械通风冷却塔下方，湿式冷却塔的喷淋机构设置于湿式冷却塔的收水器下方。4.根据权利要求1所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，其特征在于，还包括预热器，预热器与机械通风冷却塔的蒸发池连接，预热器用于对蒸发池内的液态流出物预热，或者，预热器与通入到蒸发池内的外界进液管道连接，预热器用于对外界进液管道内的液态流出物预热。5.根据权利要求1～4任意一项所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，其特征在于，机械通风冷却塔为鼓风式机械通风冷却塔。6.根据权利要求1～4任意一项所述的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，其特征在于，机械通风冷却塔包括：机械通风冷却塔塔体，设置于机械通风冷却塔塔体内的蒸发池、进液管道、配液管道、废液喷头、循环泵、机械通风冷却塔的填料、风机、机械通风冷却塔收水器、盘管；进液管道与蒸发池连接，进液管道用于向蒸发池内通入待蒸发液体，配液管道与蒸发池连接，蒸发池设置于机械通风冷却塔塔体底部，循环泵设置于配液管道上，配液管道与废液喷头连接，废液喷头设置于机械通风冷却塔的填料上方，机械通风冷却塔收水器设置于机械通风冷却塔的喷头上方，盘管设置于机械通风冷却塔的填料下方，配液管道用于将蒸发池内的液体泵入到废液喷头，通过废液喷头流出的液体对机械通风冷却塔的填料进行喷淋，风机用于鼓风，喷淋后蒸发得到的气体通过机械通风冷却塔塔体的出风口排出，再通过湿式冷却塔内的气流作用通过湿式冷却塔的出风口排出，喷淋后未蒸发的液体流回到蒸发池内。

技术总结
本发明公开了一种湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，包括：湿式冷却塔、设置于湿式冷却塔的塔体内的机械通风冷却塔，机械通风冷却塔的出风口与湿式冷却塔的出风口联通，机械通风冷却塔的蒸发池用于盛放核电厂的液态流出物。本发明中的湿式冷却塔排放核电厂液态流出物系统，将湿式冷却塔和机械通风冷却塔相结合排放核电厂液态流出物，能够针对不同厂址条件进行工艺布置，使液态流出物被机械通风冷却塔蒸发至气体，再借助湿式冷却塔内巨大气流的载带作用，最终排放到300m～1000m的大气中。该方法能针对缺乏受纳水体区域，有效解决核电厂液态流出物的排放问题，避免缺乏受纳水体成为核电厂选址的制约因素。核电厂选址的制约因素。核电厂选址的制约因素。


技术研发人员：白玮 杨若冰 盛丽媛 王芳 肖霄 张荣勇 周春灌 李京 杨嘉
受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司
技术研发日：2023.03.10
技术公布日：2023/7/26