專利名稱：一種高流速中壓樹脂床的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水處理設備，尤其是高流速的中壓樹脂床設備，筒體流速達 80 120m/h，壓力為PNl. 6至5. OMPa、溫度30°C 85°C，適合于單臺處理水量為250m3/ h 1500m3/h的電站凝結水精處理和工業冷凝液回用深度處理系統。
背景技術：
在電站凝結水精處理和工業冷凝液回用深度處理系統中，由于系統所需的處理水 量大，處理出水水質要求較高，大家均在運行設備的布水均勻性、選擇優良的配套設備來提 高處理系統的出水水質，延長系統的運行周期。目前，隨著水處理技術的進步和國內加工工 藝和加工設備的改進，在滿足系統出水水質和系統運行周期的前提下，改進設計，精細加工 工藝，來降低系統運行容器及配套設備的制造成本，在滿足減少運行成本的同時，降低機組 或系統的投資成本。目前現有的水處理設備的進水裝置主要為開有人孔的整體結構多孔板、支母管。 支母管結構的設備的布水均勻性差，會攪動容器設備中裝有的較輕填料樹脂層，影響處理 出水水質和運行容器制水周期，同時由于處理水量大，支母管的管徑較粗，安裝困難，制造 成本較高；開有人孔的整體多孔板結構的布水均勻性好，從多孔板的整體受力情況來看， 多孔板與筒體的焊接處的應力集中，一旦多孔板受力，多孔板與筒體的焊接處的焊接接頭 容易拉壞，造成不可修復的損害，故此種結構對進水沖擊力的要求較高，在滿足進水沖擊力 的條件下，多孔板需加厚，多孔板上的人孔安裝困難，否則需在容器設備上耐中壓的人孔部 件，加工復雜，制造成本高。在目前的高流速、大流量的運行設備中，還存在器壁效應帶來的不穩定水流，在容 器設備的進水區，在進水擋板的作用下，會產生一股水流沿著容器筒體壁流入運行床體的 下部，進入出水區，影響處理出水質量，當進水壓力越高時，這種現象會越明顯。電站的凝結水精處理和工業冷凝液回用深度處理系統中，運行容器的進水區壓力 一般為2. 5 4. 5MPa，差壓一般為0. 1 0. 25MPa，則出水區的壓力一般在2. 4 4. 4MPa之 間，在常規的運行容器中，出水區一般需要襯膠或采用不銹鋼進行防腐，當出水區襯膠時， 在設備高度一定的條件下，由于容器襯膠區需要一定的空間，這必須使設備的運行區的空 間減小，影響容器設備的處理能力和處理出水質量，若減小出水區襯膠空間，會影響襯膠操 作和襯膠質量，出水區采用不銹鋼時，由于出水區承受的壓力較高，所采用的不銹鋼件必須 較厚，增加制造成本。因此，為了解決目前電站凝結水精處理和工業冷凝液回用深度處理系統中運行容 器的問題，從容器設備設計上加以改進，不但使運行容器設備的布水、集水均勻，延長運行 容器的運行周期，而且方便加工制造，降低制造和運行成本，達到節能、環保、節約經濟的目 的
實用新型內容
[0007]本實用新型目的是提出一種高流速中壓樹脂床，主要用于溫度為85°C以下的大 流量、高流速的中壓凝結水精處理和工業冷凝液回用深度處理系統領域，該樹脂床不僅在 高流速下具有布水、集水均勻的內部結構，對填料樹脂層不產生擾動，而且能大大降低樹脂 床的制造成本，具有易于制造、安裝、維護、提高容器床體出水水質和周期制水量，減少了容 器制造成本和操作次數、樹脂再生次數和酸堿耗量，延長床層樹脂和容器設備的使用壽命， 大大降低了機組凝結水精處理的投資和運行成本，達到節能、環保、節約經濟的目的。本實用新型技術方案是一種高流速中壓樹脂床，包括進水口 1、擋水板2、防濺圈 3、筒體4、進水裝置5、壓力平衡管6、樹脂層7、出水裝置8、出水區9、壓力平衡區10、平衡區 排水口 11、出樹脂口 12、出水口 13、平衡區排氣口 14、進樹脂口 17 ；筒體4內從上到下為進 水裝置5、壓力平衡管6、樹脂層7、出水裝置8、出水區9、壓力平衡區10、平衡區排水口 11 ； 在進水區與出水區9底部之間設有壓力平衡管6 ；出樹脂口 12設在出水裝置8的最低部； 出水裝置8將樹脂層7和出水區9、壓力平衡區10隔開；在進水口 1處設有擋水板2，在擋 水板2外側設有防濺圈3 ；進水裝置支撐圈15直接焊在筒體4上；壓力平衡區10設有平衡 區排水口 11和平衡區排氣口 14。本實用新型在高流速中壓樹脂床進水區和出水區9底部之間設有壓力平衡管6， 通過壓力平衡管6可使壓力平衡區10的壓力相等于進水區的壓力，出水區9與壓力平衡區 10的差壓為進出水區的壓差，出水裝置8所承受的壓力只相當于進出水區的差壓，一般為 0. 1 0. 25MPa，大大降低了設備制造時材料成本和加工成本。本實用新型在高流速中壓樹脂床進水口 1處設有擋水板2，在擋水板2外側設有防 濺圈3，防止水流特別是中壓水流沿器壁產生器壁流，直接進入出水區，影響處理出水的水 質。 本實用新型在高流速中壓樹脂床進水裝置采用了筋板式布水裝置，進水裝置中的 布水板分成若干塊，每塊寬度方向的兩端設有加強筋，布水板上的開孔按整塊板、一定規則 開孔，但需避開筋板，設有進水裝置支撐圈15，每塊進水板在筒體內安裝連接后與焊在筒體 4上的進水裝置支撐圈15用螺栓固定，雙螺母拼緊，固定螺栓點焊在進水裝置支撐圈15上。 這種結構設計為柔性設計，在相同板厚的條件下，帶筋板比平板的承壓能力高，在相同的承 壓能力下，所用的帶筋板的厚度小于平板的厚度，再根據工程力學原理，相同外徑和相同厚 度的圓環板受力大于圓板受力，在相同受力條件下，相同外徑的圓環板厚度小于圓板厚度。 在受力上，此種結構形式主要的承載力在帶筋進水板與進水裝置支撐圈的固定螺栓上，鋼 板具有一定的韌性，一旦進水裝置受力沖擊，其沖擊力迅速通過鋼板傳遞至固定螺栓上，固 定螺栓受力后在拉應力的作用下斷裂，通過校準帶筋布水板和重新配置固定螺栓可以得到 修復；本實用新型高流速中壓樹脂床出水裝置8將樹脂層7和出水區9、壓力平衡區10 隔開，壓力平衡區10設有平衡區排水口 11和平衡區排氣口 14，當筒體采用球形容器時，在 平衡區與出水裝置之間存在一個滿水氣室，通過平衡區排氣口 14初次排氣，可避免氣團效應。高流速中壓樹脂床的出樹脂口 12設在出水裝置8的最低部，有利于樹脂的卸出， 進樹脂口 17設在稍偏于筒體中心位置，進樹脂口 17的下部設有進樹脂擋板16。本實用新型高流速中壓樹脂床的有益效果(1)在筒體流速為80 120m/h的高流速下，可在大直徑(DN2000mm DMOOOmm)運行容器中布水、集水均勻；(2)在承中壓 (PNl. 6 5. OMPa，設計溫度30°C 85°C )的運行容器設備中，采用柔性設計的帶筋板布水 裝置，在滿足布水、集水均勻的同時，避免了突發受力沖擊時產生的不可修復的損壞，降低 了制造成本；⑶在承中壓(Pm. 6 5. OMPa，設計溫度30°C 85°C)的運行容器設備中，采 用平衡設計，使出水裝置的受壓為運行容器的差壓，大大降低了出水裝置的制造成本；(4) 防濺圈的設計，消除了現有容器的器壁效應，避免了直流水的產生；(5)運行容器填料樹脂 的進出設計，提高了填料樹脂在運行容器中的平面度和卸出樹脂的徹底性。(6)同時滿足處 理水質和降低制造成本和運行成本。
圖1為本實用新型一種高流速中壓樹脂床的結構示意圖圖2為帶筋布水裝置結構示意圖1進水口、2擋水板、3防濺圈、4筒體、5進水裝置、6壓力平衡管、7樹脂層、8出水裝 置、9出水區、10壓力平衡區、11平衡區排水口、12出樹脂口、13出水口、14平衡區排氣口、 15進水裝置支撐圈、16進樹脂擋板、17進樹脂口。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型裝置作進一步說明。一種高流速中壓樹脂床，筒體流速達80 120m/h，設計壓力為PNl. 6至5. OMPa、 設計溫度30°C 85°C。圖1所示為一種高流速中壓樹脂床，其結構主要包括進水口 1、擋水板2、防濺圈3、 筒體4、進水裝置5、壓力平衡管6、樹脂層7、出水裝置8、出水區9、壓力平衡區10、平衡區排 水口 11、出樹脂口 12、出水口 13、平衡區排氣口 14、進水裝置支撐圈15、進樹脂擋板16、進 樹脂口 17。高流速中壓樹脂床的筒體4可采用球形或圓柱形，相同壁厚的容器，球形容器的 耐壓高于圓柱形容器，相同壓力的容器，球形容器的壁厚小于圓柱形壁厚，但圓柱形容器可 不受填料樹脂層高度的影響，圓柱形直段長度可根據樹脂床層的高度來確定，一般為樹脂 層高度的基礎上高出600 1200mm，當填料樹脂層高度滿足球形容器要求時，可優選用球 形容器，以降低設備的造價；筒體4的直徑可根據處理水量進行計算圓準；筒體一般用碳鋼 制作，內襯防腐層，筒體的厚度根據有關標準進行計算圓整取值；高流速中壓樹脂床的進水口 1、擋水板2和出水口 13是根據每臺運行容器設備所 需的處理水量和設計規范規定的流速(2. 0 3. 5m/s)計算圓整得出，進水口一般采用碳鋼 襯膠防腐，擋水板和出水口一般采用不銹鋼制作；筒體即容器的厚度要滿足使用壓力容器 的要求，即按照壓力使用條件的規范設計；這方面本實用新型不作細述；高流速中壓樹脂床的防濺圈3焊在擋水板2外側的且焊在筒體4內壁上，其直徑 根據水流通過擋水板2的水力模型或試驗來確定取值的。當筒體4直徑一定時，進水壓力變 化，防濺圈直徑也會變化，防濺圈直徑一般約為筒體直徑的1/3 1/2，當進水壓力為3. 2 3. 8MPa時，其最佳值為2/5 ；高流速中壓樹脂床的進水裝置5采用筋板式布水裝置(帶加強筋的布水板，用于承受壓力，且帶布水孔的布水板)，進水裝置中的布水板分成若干塊，每塊寬度方向的兩端 設有加強筋，布水板的開孔按整塊板(在整個布水面開孔)、按規則均勻開孔，但需避開筋 板，若干塊帶加強筋的布水板構成整個布水面(圓面)，每塊帶筋布水板(截面為槽狀)在 筒體內拼成布水面、安裝連接后與焊在筒體4上的進水裝置支撐圈15用螺栓固定，雙螺母 拼緊，固定螺栓點焊在進水裝置支撐圈15上。進水裝置5及支撐圈15的位置即進水擋板 2與進水裝置5之間的距離是根據水流通過擋水板2和防濺圈3后進入進水裝置5的水力 模型來確定的，也可根據經驗和水力模型來取值，根據高度和筒體的直徑來確定進水裝置5 及支撐圈15的外徑。每塊板的加強筋的厚度和寬度是根據進水裝置5的外徑和單位面積 上的受力進行計算來確定的，加強筋一般厚為6 12mm，寬為50 120mm，加強筋可用板的 折邊或鋼條焊在布水板上，進水裝置5和支撐圈15 —般采用不銹鋼制作；高流速中壓樹脂床的壓力平衡管6，壓力平衡管是連接在進水區和出水區之間的 管道，壓力平衡管頂部設在進水區，并裝有濾帽，螺紋連接在壓力平衡管上，壓力平衡管的 底部焊在開有同平衡管內徑相當的出水裝置的弧形多孔板上，其中部有兩處通過連接板固 定在筒體4上 ，壓力平衡管管徑一般較細，只需要通水即可，以不影響運行容器的填料樹脂 的裝填和出水裝置集水封頭的安裝為準；壓力平衡管、濾帽及固定件一般均采用不銹鋼制 作；高流速中壓樹脂床的出水裝置8采用了承受進出水差壓的本申請人的迷宮式集 水裝置(布水裝置)，迷宮式集水裝置中的弧形多孔板焊在筒體4的下部，弧形多孔板下部 為均勻若干迷宮結構，迷宮結構為同心的方波孔形板的多圈結構圍成，使出水分布均勻，出 水裝置的弧形多孔板將出水區9、壓力平衡區10與填料樹脂層完全隔開，整個出水裝置采 用不銹鋼制作，壓力平衡區10靠近底部處設有平衡區排水口 11，在壓力平衡區10靠近頂 部設有平衡區排氣口 14，其材質為碳鋼；高流速中壓樹脂床的樹脂層7是通過進樹脂口 17、 進樹脂擋板16進入樹脂床，通過設在出水裝置8最低部的出樹脂口 12將填料樹脂輸出體 外，進樹脂口 17設在稍偏于筒體4中心位置，進樹脂口 17的下部設有進樹脂擋板16，進出 樹脂口的直徑。本實用新型一種高流速中壓樹脂床中選用不銹鋼的部件，可采用適合不同介質的 不銹鋼制成，也可根據不同的介質選擇造價相對低的碳鋼制成，通過一種高流速中壓樹脂 床的優化設計，不但使運行容器設備的布水、集水均勻，延長運行容器的運行周期，而且方 便加工制造，降低制造和運行成本，達到節能、環保、節約經濟的目的。
權利要求1.一種高流速中壓樹脂床，包括進水口(1)、擋水板O)、防濺圈(3)、筒體G)、進水裝 置(5)、樹脂層(7)、出水裝置(8)、出水區(9)、壓力平衡區(10)、平衡區排水口(11)、出樹 脂口(12)、出水口(13)、平衡區排氣口(14)、進水裝置支撐圈(15)、進樹脂擋板(16)、進樹 脂口(17)；其特征為筒體內從上到下為進水裝置(5)、壓力平衡管(6)、樹脂層(7)、出 水裝置(8)、出水區(9)、壓力平衡區(10)、平衡區排水口(11)；出樹脂口(1 設在出水裝 置(8)的最低部；出水裝置(8)將樹脂層(7)和出水區(9)、壓力平衡區(10)隔開；在進水 口(1)處設有擋水板O)，在擋水板( 外側設有防濺圈(3)；進水裝置支撐圈(1 直接焊 在筒體(4)上；壓力平衡區(10)設有平衡區排水口(11)和平衡區排氣口(14)。
2.根據權利要求1所述的高流速中壓樹脂床，其特征在于筒體(4)為球形或圓柱形； 圓柱形的直段長為樹脂層高度的基礎上加600 1200mm。
3.根據權利要求1所述的高流速中壓樹脂床，其特征在于筒體直徑為DN2000mm至 DMOOOmm。
4.根據權利要求1所述的高流速中壓樹脂床，其特征在于擋水板( 外側設有防濺圈 (3)，其直徑為筒體直徑的1/3 1/2。
5.根據權利要求4所述的高流速中壓樹脂床，其特征在于所述防濺圈( 直徑為筒體 直徑的2/5。
6.根據權利要求1所述的高流速中壓樹脂床，其特征在于在進水區與出水區(9)底部 之間設立壓力平衡管(6)；在進水區的壓力平衡管(6)上設有濾帽，壓力平衡管(6)固定在 筒體⑷上。
7.根據權利要求1所述的高流速中壓樹脂床，其特征在于其出水裝置(8)為迷宮式集 水裝置。
8.根據權利要求1所述的高流速中壓樹脂床，其特征在于進水裝置( 為布水板，布水 板分成若干塊，每塊寬度方向的兩端設有加強筋，加強筋厚為6 12mm，寬為50 120mm。
專利摘要一種高流速中壓樹脂床，包括進水口(1)、擋水板(2)、防濺圈(3)、筒體(4)、進水裝置(5)、壓力平衡管、樹脂層、出水裝置、出水區(9)、壓力平衡區、平衡區排水口、出樹脂口、出水口、平衡區排氣口(14)、進水裝置支撐圈、進樹脂口；出樹脂口設在出水裝置的最低部；出水裝置將樹脂層和出水區、壓力平衡區隔開；在進水口處設有擋水板，在擋水板外側設有防濺圈；進水裝置支撐圈直接焊在筒體上；壓力平衡區設有平衡區排水口和平衡區排氣口。其效果是在筒體流速為80～120m/h的高流速下，可在大直徑運行容器中布水、集水均勻；采用柔性設計的帶筋板布水裝置，同時滿足處理水質和降低制造成本和運行成本。
文檔編號C02F1/00GK201857280SQ201020124209
公開日2011年6月8日 申請日期2010年3月5日 優先權日2010年3月5日
發明者南曉東, 袁勁梅 申請人:南京中電聯環保股份有限公司