楔形繞絲濾網(wǎng)在核電站中的應(yīng)用

1、楔形繞絲濾網(wǎng)在核電站中的應(yīng)用機(jī)電論文楔形繞絲濾網(wǎng)在核電站中的應(yīng)用局虎（南京源自電力自動(dòng)化設(shè)備有限公司,江蘇南京211800 ）摘要：水處理分為物理處理和化學(xué)處理兩種方式，楔形繞絲濾網(wǎng)是用在物理處 理環(huán)節(jié)的一種新型結(jié)構(gòu)濾材。與傳統(tǒng)工藝不同，楔形繞絲濾網(wǎng)采用電阻焊接工藝, 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化數(shù)控加工，過濾精度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,可反沖清洗,其在化工、食品 等行業(yè)的應(yīng)用已成熟。基于此,在核電建設(shè)快速發(fā)展的背景下,對(duì)楔形繞絲濾網(wǎng) 在核電水處理工藝設(shè)備上的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。關(guān)鍵詞：核電；楔型繞絲濾網(wǎng)；過濾精度；反沖洗；壓降1應(yīng)用背景核能發(fā)電自20世紀(jì)80年代在我國(guó)開始發(fā)展,我國(guó)核電建設(shè)及生產(chǎn)已經(jīng)積累 了近30年的經(jīng)

2、驗(yàn),至今共有在運(yùn)核電機(jī)組23臺(tái)、在建核電機(jī)組27臺(tái)，在建機(jī) 組規(guī)模及總裝機(jī)規(guī)模均彳立居世界前列。核能發(fā)電需要從海洋中大量取水,水質(zhì)的 處理至關(guān)更要。海水需經(jīng)過多次化學(xué)處理和物理處理才能為電站使用，物理處理 包括吸附、沉淀或阻隔方式凈化水質(zhì),阻隔方式是將水通過濾材,讓體積較大的 雜質(zhì)無法通過，進(jìn)而獲得較為干凈的電站用水。楔形繞絲濾網(wǎng)作為一種新型結(jié)構(gòu) 濾材，與全屬編織濾網(wǎng)、粉末燒結(jié)濾芯、疊片式濾網(wǎng)等其他濾材相比，過濾精度、 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高,易反沖清洗,而且在石油化工、食品等行業(yè)已形成成熟的標(biāo)準(zhǔn)化 系列產(chǎn)品，在此背景下，本文將探討楔形繞絲濾網(wǎng)在核電站主水處理工藝設(shè)備上 的配套應(yīng)用發(fā)展。2生產(chǎn)工藝楔形繞

3、絲濾網(wǎng)由楔形繞絲和支撐筋條組成，通過電阻滾焊工藝全自動(dòng)化數(shù)控加工焊接成型,生產(chǎn)工藝較為成熟。楔形繞絲和支撐筋條截面搭接處為楔形,便于 焊接自熔，一般選用圓形鋼絲通過多道拉拔、熱處理工藝加工成型,機(jī)械強(qiáng)度、 尺寸精度均達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)要求。楔形繞絲濾網(wǎng)焊接工藝如圖1所示，加工前通過 強(qiáng)度計(jì)算選擇繞絲、筋條尺寸及筋條數(shù)量,確定焊接電流大小。支撐筋條圓周均 布固定于數(shù)控加工機(jī)床軸向模具上，機(jī)床軸均勻轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)軸向勻速逬給，繞絲沿 模具圓周切線方向與筋條十字交叉，支撐筋條與繞絲分別搭接正負(fù)電極，當(dāng)繞絲 與筋條尖端搭觸時(shí)，搭接處瞬間通電自熔,在一定擠壓力下形成焊點(diǎn),繞絲和筋 條的熔焊深度決定了焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度。

4、繞絲在筋條上繞制類似于螺旋線，筋條形成骨架起支撐作用,繞絲與繞絲之間形成連續(xù)均勻的通流縫隙,如圖2所示。圖2適流蚩隙楔形繞絲濾網(wǎng)焊接成型后為管狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)進(jìn)水方向的不同，濾網(wǎng)可分為正繞 濾網(wǎng)和反繞濾網(wǎng)，兩者采用相同的焊接工藝,結(jié)構(gòu)上有所不同。正繞濾網(wǎng)支撐筋 條在里側(cè),繞絲在夕HW ,雜質(zhì)顆粒被阻隔在外側(cè);反繞濾網(wǎng)支撐筋條在外側(cè),繞絲在里側(cè),雜質(zhì)顆粒被阻隔在里側(cè)。楔形繞絲濾網(wǎng)可塑性很高,可二次加工fig不 同形狀產(chǎn)品以適用于不同的工況，如平板型、漏斗型、反卷型濾網(wǎng)。楔形繞絲濾網(wǎng)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、工藝所具備的優(yōu)勢(shì)：全自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床加工,過濾精度可控，隨看生產(chǎn)工藝的逬步過濾精度不斷提高,目前可過濾的雜質(zhì)顆

5、粒直徑 最小可達(dá)50pm ,精度能夠控制在20pm誤差范圍內(nèi)，特別適用于過濾微小顆粒的場(chǎng)合；濾網(wǎng)本身不易堵塞，被過濾的大顆粒雜質(zhì)與濾網(wǎng)為點(diǎn)、面接觸，而且 楔形繞絲間會(huì)形成一定的釋放角，顆粒雜質(zhì)通過縫隙后不會(huì)被卡在縫隙中，通過 反沖清洗即可排污,無需人工干預(yù)；濾網(wǎng)焊點(diǎn)多、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,可用于高壓力系 統(tǒng)工況，采用不銹鋼原材料加工，使用壽命長(zhǎng)。3核電應(yīng)用分析楔形繞絲濾網(wǎng)起步于石油化工、食品等行業(yè),現(xiàn)已在行業(yè)內(nèi)形成標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn) 品,應(yīng)用上很成熟,這為其在核電上的推廣提供了借鑒。楔形繞絲濾網(wǎng)在核電站 設(shè)備上的應(yīng)用還處于可靠性驗(yàn)證階段，尚未被完全認(rèn)可，這主要是因?yàn)閺暮四馨l(fā) 電的安全性考慮，核電建設(shè)需要成熟

6、先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，楔形繞絲濾網(wǎng)在核電成熟 應(yīng)用并不多。楔形繞絲濾網(wǎng)雖有優(yōu)勢(shì)，但其要在核電推廣開來,首先設(shè)計(jì)參數(shù)、 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及水阻損失需要通過大量理論計(jì)算為基礎(chǔ)依據(jù)判斷是否符合核電設(shè)備 的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);其次安全性、可靠性需通過功能性試驗(yàn)反復(fù)9僉證,同時(shí)以改逬、替 代其他類型濾網(wǎng)的方式小范圍逐步推廣。目前在核電站中常用的濾材有金屬編織濾網(wǎng)、粉末燒結(jié)濾芯以及壘片式濾網(wǎng) 等。金厲編織濾網(wǎng)在核電中應(yīng)用較為普遍，一般用在核電站取水過濾設(shè)備上逬行初 步過濾,通常針對(duì)水草、貝殼等體積大的雜質(zhì),且過流面積大,而楔形繞絲濾網(wǎng) 更適用于商度過濾。金厲粉末燒結(jié)濾芯是以金厲粉末為原料經(jīng)過粉末分級(jí)、成型、燒結(jié)、機(jī)械焊接 加工等

7、工藝過程制成的多孔過濾材料,精度較高,但由于其內(nèi)部孔隙彎曲、縱橫交錯(cuò)，雜質(zhì)進(jìn)入濾芯內(nèi)部后無法進(jìn)行清洗，長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)出現(xiàn)污堵導(dǎo)致系統(tǒng)壓 力增高的情況，需要定期更換。燒結(jié)濾芯在電站取樣設(shè)備上應(yīng)用較多,但核電設(shè) 備維護(hù)間隔周期長(zhǎng)，高壓過濾器上現(xiàn)已逐步使用楔形繞絲濾網(wǎng)，其在同樣過濾精 度下可反沖清洗、在線排】虧,對(duì)于設(shè)備維護(hù)更為有利。S片式濾網(wǎng)是核電建設(shè)初期從國(guó)外引進(jìn)的產(chǎn)品，它是由一片片帶有凸臺(tái)的圓環(huán)壘加通過拉桿固定形成的濾網(wǎng)，凸臺(tái)高度為通流縫隙的寬度。壘片式濾網(wǎng)主要用 在核電除鹽器設(shè)備中,除鹽器是核電站中水質(zhì)化學(xué)處理的重要設(shè)備,它通過其內(nèi) 部放置的H型陽(yáng)離子樹月Ifi OH型陰離子樹脂與水中的各種

8、陰陽(yáng)離子進(jìn)行交換達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。除鹽器入口、出口會(huì)設(shè)有濾網(wǎng)用于過濾水質(zhì)及阻隔樹脂泄 漏，樹脂顆粒直徑很小，一般為0.3 0.7mm ,而且系統(tǒng)壓力高、工況復(fù)雜,對(duì) 濾網(wǎng)壓降阻力有嚴(yán)格要求。S片式濾網(wǎng)過濾精度能夠滿足除鹽器設(shè)備的要求JB 在投入使用后效果并不好,因?yàn)槠溟L(zhǎng)期在水流;中刷下凸臺(tái)磨損較嚴(yán)重陽(yáng)跑漏樹 脂，工作壽命短，而且對(duì)機(jī)械加工精度要求很高，故已逐漸被楔形繞絲濾網(wǎng)取代。雖然楔形繞絲濾網(wǎng)在過濾精度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面可以滿足除鹽器設(shè)備要求，但其初 期的推廣并不順利,因?yàn)槠湓谌萜髦挟a(chǎn)生的壓降阻力值未曾逬行過測(cè)試,無法判 斷是否滿足除鹽器系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，這就需要相關(guān)理論計(jì)算作為依據(jù)。在某核電除 鹽器設(shè)備改造工程中，大量理論計(jì)算證明了楔形繞絲濾網(wǎng)的壓降是滿足設(shè)計(jì)要求 的。通過計(jì)算，楔形繞絲濾網(wǎng)在此除鹽器系統(tǒng)理論壓降損失約為O.OOSMPa ,遠(yuǎn) 小于系統(tǒng)允許壓降，而實(shí)際使用中也證明了楔形繞絲濾網(wǎng)性能是滿足設(shè)計(jì)參數(shù) 的。4結(jié)語(yǔ)目前楔形繞絲濾網(wǎng)在核電站中的推廣還處于初期階段,多個(gè)在建核電機(jī)組工程已計(jì)劃使用,其安全可靠性還需要實(shí)際使用去反復(fù)驗(yàn)證。楔形繞絲濾網(wǎng)也在不斷改進(jìn)工藝，隨看核電的快速發(fā)展,其應(yīng)用也將越來越多。參考文獻(xiàn) 1 華紹曾,楊學(xué)寧,等實(shí)用流體阻力手冊(cè)M .北京：國(guó)防工業(yè)