一种反应堆机组的化容系统净化装置的制作方法

本发明涉及核反应型堆一回路水化学调节及水质控制技术领域，尤其涉及一种反应堆机组的化容系统净化装置。

背景技术：

反应堆机组在启堆、正常运行和停堆时，为清除冷却剂中的悬浮杂质，维持一回路冷却剂的化学及放射性指标在规定的范围内，会将一回路所有部件的腐蚀控制在最低限度，因此需要对一回路冷却剂保持持续的净化，最终达到使机组在安全稳定运行的同时能够减少放射性固体废物排放的目的。

目前，反应堆机组采用化容系统净化装置对一回路冷却剂进行净化。如图1所示，该化容系统净化装置包括混床前置过滤器1^/、混床2^/以及树脂捕集过滤器3^/；其中，混床前置过滤器1^/用来过滤冷却剂中的悬浮固体；混床2^/中采用凝胶型树脂形成过滤层，用来净化冷却剂中的离子态杂质，使得冷却剂中离子态的腐蚀产物通过混床2^/时会与树脂发生置换反应而被去除；树脂捕集过滤器3^/设在混床2^/出水口处，其功能是防止混床2^/中的碎树脂颗粒进入到冷却剂中造成污染。

考虑到混床前置过滤器1^/孔径设计通常为0.45μm，而实际运行过程中的冷却剂含有较多粒径分布在0.001μm～0.1μm之间并带有电荷的胶体杂质却难以有效去除，即便混床前置过滤器1^/的孔径改为0.1μm却依然无法去除，使得这部分胶体杂质滞留在混床2^/中堵塞混床2^/的流道，大大缩短了混床2^/的使用寿命，甚至部分胶体杂质及离子态的腐蚀产物因混床2^/流道的堵塞还会随冷却剂流出混床2^/，虽然要经树脂捕集过滤器3^/二次过滤但因树脂捕集过滤器3^/孔径设计为5μm还是无法被完全拦截住，而后重新进入到一回路的冷却剂中造成污染。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种反应堆机组的化容系统净化装置，能实现对冷却剂中粒径分布在0.001μm～0.1μm之间并带有电荷的胶体杂质的有效过滤，改善了出水品质，提高了混床的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种反应堆机组的化容系统净化装置，包括混床前置过滤器、混床以及树脂捕集过滤器，所述混床内设的过滤层由凝胶型树脂和大孔树脂形成；其中，

所述大孔树脂覆盖于所述凝胶型树脂的上方并靠近所述混床连通所述混床前置过滤器的进水口处设置，且其与所述凝胶型树脂的装填体积比为1：4，用以实现对冷却剂中粒径分布在0.001μm～0.1μm之间并带有电荷的胶体杂质的有效过滤，确保冷却剂中离子态的腐蚀产物能进入所述凝胶型树脂中被置换。

其中，所述大孔树脂以苯乙烯及二乙烯苯为原料，在0.5％的明胶溶液中，加入一定比例的致孔剂聚合而成。

其中，所述致孔剂包括甲苯和二甲苯。

其中，所述凝胶型树脂为硼锂饱和的树脂，其携带的活性交换基团分别为硼酸根离子和锂离子。

其中，还包括：废树脂处理装置，所述废树脂处理装置与所述混床相连通并靠近所述混床连通所述树脂捕集过滤器的出水口处设置，且位于所述混床内设的过滤层的下方。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

相对于传统的化容系统净化装置，本发明实施例中的化容系统净化装置，通过在传统化容系统净化装置的混床中内设的由凝胶型树脂形成的过滤层上部覆盖一层大孔树脂，且该大孔树脂与凝胶型树脂的装填体积比为1：4，就能够吸附冷却剂中粒径分布在0.001μm～0.1μm之间并带有电荷的胶体杂质，从而确保混床不会被堵塞，提高了混床的使用寿命，同时能保证冷却剂中离子态的腐蚀产物在混床中被置换出来，改善了出水的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为现有技术中的反应堆机组的化容系统净化装置的平面结构连接示意图；

图2为本发明实施例提供的反应堆机组的化容系统净化装置的平面结构连接示意图；

图3为图2中混床的放大示意图；

图4为图3中大孔树脂的微观形貌图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图2和图3所示，为本发明实施例中，提供的一种反应堆机组的化容系统净化装置，包括混床前置过滤器1、混床2以及树脂捕集过滤器3，该混床)内设的过滤层由凝胶型树脂21和大孔树脂22形成；其中，

大孔树脂22覆盖于凝胶型树脂21的上方并靠近混床2连通混床前置过滤器1的进水口处a设置，且其与凝胶型树脂21的装填体积比为1：4，用以实现对冷却剂中粒径分布在0.001μm～0.1μm之间并带有电荷的胶体杂质的有效过滤，确保冷却剂中离子态的腐蚀产物能进入凝胶型树脂21中被置换。

应当说明的是，

可以理解的是，由于粒径处于0.001μm～0.1μm之间的胶体杂质能够在水中长期稳定的保持悬浮状态，通常带有电荷，从而大孔树脂22与常规的凝胶型树脂21的装填体积比为1：4，该比例是经过核工业领域的实践表明此为最好的，能平衡大孔树脂22对胶体杂质的吸附和凝胶型树脂21对离子态杂质的去除。当然，发明人也对其它比例范围(如1：2～3.5)做过实验，但相对于1：4来说效果不佳，也达到粒径分布在0.001μm～0.1μm之间并带有电荷的胶体杂质的有效过滤，确保冷却剂中离子态的腐蚀产物能进入凝胶型树脂21中被置换的效果。因此，大孔树脂22与常规的凝胶型树脂21的装填体积比为1：4具备非常有效的显著效果。

在本发明实施例中，凝胶型树脂21为硼锂饱和的树脂，其携带的活性交换基团分别为硼酸根离子和锂离子，因此冷却剂中离子态的腐蚀产物通过凝胶型树脂21时会发生置换反应而被去除，置换出冷却剂中本就含有的硼酸根离子和锂离子。

在本发明实施例中，大孔树脂22以苯乙烯及二乙烯苯为原料，在0.5％的明胶溶液中，加入一定比例的致孔剂聚合而成；其中，所述致孔剂包括甲苯和二甲苯。与常规离子交换树脂不同，大孔树脂22的物理结构主要是孔结构，如图3所示，它是在合成时加入惰性的致孔剂，待网络骨架固化和链接结构单元形成后，再用溶剂萃取或水洗蒸馏将其去掉，就留下了不受外界条件影响的孔隙。这种大孔树脂22的主要吸附机理是物理吸附，是基于树脂表面上的原子力场不饱和而有表面能，因而可能吸附某些分子以降低表面能，因此可吸附冷却剂中带电荷的胶体物质。同时，大孔树脂22还可以起到布水器的作用，使冷却剂在凝胶型树脂21中分布更均匀，提升混床2的工作交换容量。

在本发明实施例中，还包括：废树脂处理装置4，该废树脂处理装置4与混床2相连通并靠近混床2连通树脂捕集过滤器3的出水口处b设置，且位于混床2内设的过滤层的下方，用以回收混床2中脱落的废树脂。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

相对于传统的化容系统净化装置，本发明实施例中的化容系统净化装置，通过在传统化容系统净化装置的混床中内设的由凝胶型树脂形成的过滤层上部覆盖一层大孔树脂，且该大孔树脂与凝胶型树脂的装填体积比为1：4，就能够吸附冷却剂中粒径分布在0.001μm～0.1μm之间并带有电荷的胶体杂质，从而确保混床不会被堵塞，提高了混床的使用寿命，同时能保证冷却剂中离子态的腐蚀产物在混床中被置换出来，改善了出水的品质。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。