间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统。

背景技术

在我国能源战略布局的大背景下，沿海核电厂快速建设，厂址资源逐渐紧缺，提前开展内陆核电的研究工作十分必要。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间接空冷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。

发明内容

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，提供一种间接空冷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，间接空冷塔将气化后的流出物排放到300m～1000m的大气中。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，包括：间接空冷塔、设置于间接空冷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间接空冷塔的出风口联通，机械通风冷却塔的蒸发池用于盛放核电厂的液态流出物。

优选的是，所述的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，还包括支撑平台，支撑平台设置于间接空冷塔的塔体底部，机械通风冷却塔设置于支撑平台上。

优选的是，外界的进液管用于通入核电厂的液态流出物，机械通风冷却塔底部的蒸发池与外界的进液管道连接，

或者，间接空冷塔内设置有储水箱，储水箱与外界的进液管道连接，储水箱还与机械通风冷却塔底部的蒸发池连接。

优选的是，所述的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，还包括加热器，加热器设置于间接空冷塔的塔体内，加热器用于加热外界的进液管道内的液体，或者，

加热器与机械通风冷却塔底部的蒸发池连接，加热器用于加热蒸发池内的液体。

优选的是，机械通风冷却塔为鼓风式机械通风冷却塔。

优选的是，机械通风冷却塔的出风口的流速至少为20m/s。

优选的是，机械通风冷却塔的高度至少为50米。

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、配液管路、喷头、循环泵、填料、风机、收水器；配液管路与蒸发池连接，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路上，配液管路与喷头连接，喷头设置于填料上方，收水器设置于喷头上方，配液管路用于将蒸发池内的液体泵入到喷头，通过喷头流出的液体对填料进行喷淋，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，再通过间接空冷塔内的气流作用通过间接空冷塔的出风口排出，喷淋后未蒸发的液体，流回到蒸发池内。

本发明中的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，将间接空冷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，再借助间接空冷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

图1是本发明实施例2中的间接空冷塔的结构示意图；

图2是本发明实施例2中的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统的结构示意图。

图中：1-间接空冷塔的塔体；2-支撑机构；3-散热器；4-百叶窗；5-机械通风冷却塔；6-喷头；7-蒸发池；8-支撑平台。

具体实施方式

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。

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。

实施例1

本实施例提供一种间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，包括：间接空冷塔、设置于间接空冷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间接空冷塔的出风口联通，机械通风冷却塔的蒸发池用于盛放核电厂的液态流出物。

本实施例中的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，将间接空冷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，再借助间接空冷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。

实施例2

如图1、2所示，本实施例提供一种间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，包括：间接空冷塔、设置于间接空冷塔的塔体1内的机械通风冷却塔5，机械通风冷却塔5的出风口与间接空冷塔的出风口联通，机械通风冷却塔5的蒸发池7用于盛放核电厂的液态流出物。

优选的是，所述的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，还包括支撑平台8，支撑平台8设置于间接空冷塔的塔体1的底部，机械通风冷却塔5设置于支撑平台8上。

优选的是，外界的进液管用于通入核电厂的液态流出物，机械通风冷却塔5底部的蒸发池7与外界的进液管道连接，

或者，间接空冷塔内设置有储水箱，储水箱与外界的进液管道连接，储水箱还与机械通风冷却塔5底部的蒸发池7连接。

优选的是，所述的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，还包括加热器，加热器设置于间接空冷塔的塔体1内，加热器用于加热外界的进液管道内的液体，或者，

加热器与机械通风冷却塔5底部的蒸发池7连接，加热器用于加热蒸发池7内的液体。

优选的是，机械通风冷却塔5为鼓风式机械通风冷却塔。

优选的是，机械通风冷却塔5的出风口的流速至少为20m/s。

优选的是，间接空冷塔包括间接空冷塔的塔体1、支撑机构2、散热器3、百叶窗4，支撑机构2设置于间接空冷塔的塔体1底部，支撑机构2用于支撑间接空冷塔的塔体1，散热器3、百叶窗4均设置于支撑机构2外围，散热器3用于对通入的水进行冷却散热，百叶窗4用于调节通入到冷却塔塔体的风量。具体的，本实施例中的的散热器3为冷却三角。

间接空冷塔，由于其良好的节水性能，广泛应用于我国的东北地区。对于1000MW火电机组，间接空冷塔的高度约为200m，冷却三角的高度约为30m，间接空冷塔约包含180个冷却三角。冷却三角，由两个散热片组成，每个散热片由4-5个散热管束组成。冷却三角的散热片，多数为双流程，循环水由扇区母管经散热器3底部水室流入冷却三角，在冷却三角的顶部拐弯回流至底部另外一个水室，经扇区回收母管回流至总母管，然后经凝汽器后，流向扇区进水母管，再进入冷却三角。空气通过冷却三角的散热片进入到间接空冷塔内，在流经散热片时，空气与循环水进行热交换，空气温度升高，密度减小，于是塔内空气密度小、塔外空气密度大，冷却塔形成强大的抽吸力使得空气不断流入塔内，在散热片不断冷却循环水。

利用间接空冷塔将气化后的液态流出物排放至大气，即利用塔内的抽吸力，使得热气流裹挟住气化后的液态流出物共同向上运动，排出冷却塔后继续向上，最终排放至300-1000m的大气中扩散。该工艺设计的关键因素包括几点。

(1)将用于蒸发液态流出物的鼓风式机械通风冷却塔5布置在间接空冷塔内较高位置，使机械通风冷却塔5的出风口高度不小于50m，以此保障液态流出物蒸发后的气体能尽可能完全地从间接空冷塔内排出，避免污染冷却塔内的设施。

(2)在机械通风冷却塔5的底部设计一个蒸发池7，蒸发池7下部有支撑平台8支撑，用于储存待蒸发的液态流出物。该设计一方面是由于间接空冷塔底部地面有大量的管道和贮水箱，在地面挖掘蒸发池7的空间有限；另一方面，该设计能有效节省循环泵的扬程，降低能耗。

(3)核电厂内的液态流出物，可由管道直接泵送至机械通风冷却塔5的底部蒸发池7，或者先输送至间接空冷塔内的储水箱中、再由水泵泵送至机械通风冷却塔5的底部蒸发池7。

(4)液态流出物本身温度低于空气温度，须在液态流出物输送过程中或储存时进行一定的预处理提高液态流出物的温度，以提高液态流出物的蒸发效率。

优选的是，机械通风冷却塔5的高度至少为50米。

优选的是，机械通风冷却塔5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7、配液管路、喷头6、循环泵、填料、风机、收水器；配液管路与蒸发池7连接，蒸发池7设置于机械通风冷却塔塔体底部，循环泵设置于配液管路上，配液管路与喷头6连接，喷头6设置于填料上方，收水器设置于喷头上方，配液管路用于将蒸发池7内的液体泵入到喷头6，通过喷头6流出的液体对填料进行喷淋，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，再通过间接空冷塔内的气流作用通过间接空冷塔的出风口排出，喷淋后未蒸发的液体流回到蒸发池7内。

利用机械通风冷却塔5蒸发液态流出物时，空气在风机的作用下由机械通风冷却塔5进风口流入雨区，经雨区后进入填料，从填料顶部流出后，绕过配水管路后，流经收水器，最后从机械通风冷却塔5出风口流出。待蒸发的液态流出物由循环泵从底部蒸发池7送入配水管路的配水母管，再分配给配水分管，最后分配给每个喷头6，喷头6将液态流出物喷出，然后以水膜的形式流经填料，在填料内部与空气接触、蒸发，未蒸发的液态流出物再次回到底部蒸发池7中。

该工艺设计的关键因素包括以下几点：

通过前期试验获得液态流出物的蒸发特性，确定合理的机械通风冷却塔5的填料面积和蒸发所需的风量参数。

合理选择机械通风冷却塔5的类型。利用机械通风冷却塔5蒸发液态流出物时，为降低液态流出物对风机叶片的腐蚀和污染，考虑采用鼓风式机械通风冷却塔5，将风机布置在进风口，可以是一个风机，也可以是两个风机，风机出口附近设置收水器，进一步降低风机被液态流出物飘滴污染的风险。

机械通风冷却塔5出风口塔筒尽量缩小，同时保证风机的功率足够大，以保障出风口流速达到20m/s。

在机械通风冷却塔5内应采用高效收水器(标准高于十万分之一)，或双层高效收水器，减少液态流出物对机械通风冷却塔5内各部件的影响。

优化机械通风冷却塔5的布置位置，在保证液态流出物汽化后可顺利排至大气的前提下，进一步利用间接空冷塔的余热提高液态流出物蒸发速率等。

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，据此匹配出合理的填料面积和蒸发所需的风量，确定机械通风冷却塔5的基本参数。然后通过管道将液态流出物直接泵送至机械通风冷却塔5的底部蒸发池7，或先输送至间接空冷塔内的水箱中再用泵送至机械通风冷却塔5的底部蒸发池7中，在输送过程或蒸发池7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5的循环泵将蒸发池7中加热后的液态流出物泵送至配液管路的配水母管，配水母管将液态流出物分配给配水分管，再分配到每个喷头6，喷头6将液态流出物均匀喷洒至填料顶面，然后以水膜的形式流经填料，在填料内部与空气接触、换热蒸发，蒸发气化后的液态流出物从机械通风冷却塔5的上部流出，在间接空冷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7中继续蒸发。需要注意的是，在间接空冷塔负荷不足或者停机条件下，须停止机械通风冷却塔5的运行。

本实施例中的间接空冷塔排放核电厂液态流出物系统，将间接空冷塔和机械通风冷却塔5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5蒸发至气体，再借助间接空冷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。

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。