[發(fā)明專利]一種回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)及其節(jié)水方法

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• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN104219864A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李振國;吳隆成
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: H05H13/00
• 分類號: H05H13/00;H05H7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及回旋加速器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)及其節(jié)水方法。

背景技術(shù)

100MeV回旋加速器運(yùn)行需要大量的高品質(zhì)的循環(huán)冷卻水，要求水質(zhì)好于0.5μs/cm。要保障加速器的長期、連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，必須建立配套的去離子水生產(chǎn)和水質(zhì)改善裝置。高品質(zhì)的去離子水生產(chǎn)需要對原水(自來水)進(jìn)行多項(xiàng)預(yù)處理(過濾、吸附等)，然后在高壓下進(jìn)行多級反滲透除鹽、凈化，最后通過EDI流程得到要求的凈化水；同時(shí)，循環(huán)水通過加速器功率設(shè)備后，水質(zhì)會迅速變差，因此，需要連續(xù)不斷地將變差的循環(huán)水進(jìn)行水質(zhì)改善以滿足加速器的技術(shù)要求。

在凈化水生產(chǎn)和水質(zhì)改善過程中，會產(chǎn)生大量濃水(含雜質(zhì)水)。在常規(guī)工藝中，這些濃水將作為廢水白白被排放掉。鑒于回旋加速器是長期、連續(xù)運(yùn)行的大功率設(shè)備，采用一般流程處理，會浪費(fèi)大量的寶貴水資源，加上有些地區(qū)嚴(yán)重缺水，節(jié)約用水就更加必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)及其節(jié)水方法，通過相應(yīng)的系統(tǒng)改造和工藝流程的改進(jìn)，減少運(yùn)行成本，節(jié)約水資源。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)，包括去離子水生產(chǎn)及水質(zhì)改善回路、一次循環(huán)水回路和二次循環(huán)水回路，各回路分別與主水箱相連接，其中，在所述的主水箱內(nèi)縱向設(shè)有一隔板，將主水箱分成冷水區(qū)和熱水區(qū)兩部分，所述的一次循環(huán)水回路從主水箱冷水區(qū)取水，流經(jīng)加速器用水設(shè)備后，將熱水注入主水箱熱水區(qū)；所述的二次循環(huán)水回路從主水箱熱水區(qū)取水，流經(jīng)冷卻系統(tǒng)設(shè)備后，將冷水注入主水箱冷水區(qū)；一次循環(huán)水回路和二次循環(huán)水回路均呈封閉式獨(dú)立運(yùn)行。

進(jìn)一步，如上所述的回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)，其中，所述的隔板高度低于主水箱高度，使主水箱的冷水區(qū)和熱水區(qū)在上部相通。

如上所述的回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水方法，將回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)的去離子水生產(chǎn)及水質(zhì)改善回路所產(chǎn)生的濃水注入原水箱，待原水箱達(dá)到高水位后，將原水箱中的濃水依次經(jīng)過預(yù)處理、雙級反滲透處理、離子交換處理后，注入主水箱的冷水區(qū)，對主水箱進(jìn)行二次補(bǔ)水。

進(jìn)一步，如上所述的回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)的節(jié)水方法，其中，在對去離子水生產(chǎn)的預(yù)處理設(shè)備進(jìn)行定期反洗時(shí)，分別計(jì)算主水箱正常補(bǔ)水的時(shí)間T1，以及二次補(bǔ)水的時(shí)間T2，當(dāng)正常補(bǔ)水的時(shí)間T1與二次補(bǔ)水的時(shí)間T2相加等于設(shè)定時(shí)間Ts時(shí)，進(jìn)行預(yù)處理設(shè)備的反洗。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明提供的加速器循環(huán)水系統(tǒng)的一次循環(huán)水和二次循環(huán)水都采用了封閉式結(jié)構(gòu)，消除了循環(huán)水路中水分蒸發(fā)和流失。通過對系統(tǒng)的補(bǔ)水、水質(zhì)改善等工藝流程優(yōu)化，充分將濃水再次利用(每天約7噸)；預(yù)處理系統(tǒng)反洗一次耗水約1.5T，將反洗周期進(jìn)行了科學(xué)、合理變更，由原來通電計(jì)時(shí)改為工作計(jì)時(shí)，大大減少了不必要的反洗次數(shù)。該節(jié)水措施每天可以節(jié)約用水8噸左右，年累計(jì)節(jié)水2500噸左右；在維持原有結(jié)構(gòu)的框架下，實(shí)現(xiàn)了流程全自動化控制，在保證循環(huán)水水質(zhì)條件下，廢水的排放量大大減少，為回旋加速器長期、連續(xù)、低成本運(yùn)行打下了基礎(chǔ)。

附圖說明

圖1為回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)控制流程圖；

圖2為回旋加速器循環(huán)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為去離子水生產(chǎn)及水質(zhì)改善裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。

100MeV回旋加速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要建立一套完善的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)滿足其特殊要求，為加速器設(shè)備長期、穩(wěn)定運(yùn)行打下基礎(chǔ)。此循環(huán)水冷系統(tǒng)，制冷功率大(約500kW)，系統(tǒng)額定水流量65T/h。為了預(yù)防冷卻水管內(nèi)壁結(jié)垢、保持高電壓設(shè)備(≥40kV)的絕緣性能，要求水質(zhì)好于0.5μs/cm。因此，循環(huán)水冷系統(tǒng)必須配備一套在線去離子生產(chǎn)與水質(zhì)改善裝置。正常工作時(shí)，此循環(huán)水系統(tǒng)連續(xù)工作每天耗水約8噸以上。研制成功的節(jié)水措施，每天節(jié)約用水8噸左右，在維持循環(huán)水的高品質(zhì)條件的同時(shí)，達(dá)到了節(jié)水目的。既減少了運(yùn)行成本，又節(jié)約了寶貴的水資源。

本發(fā)明中水冷機(jī)組的一次循環(huán)水回路(直接冷卻設(shè)備、帶出熱量)與二次循環(huán)水回路(散發(fā)熱量、使水冷卻)都采用了封閉式結(jié)構(gòu)，消除了主循環(huán)水的任何流失與浪費(fèi)；一次循環(huán)的熱水直接進(jìn)入二次循環(huán)進(jìn)行冷卻，省去了常規(guī)的加在一、二次循環(huán)之間的熱交換器，提高了制冷效率，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)約工程經(jīng)費(fèi)、節(jié)電和節(jié)水3個(gè)功能。