CN110232980A - 用于核电厂在线硼表标定的取样装置及在线硼表标定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了构造一种用于核电厂在线硼表标定的取样装置，连接于在线硼表和包括标定水箱和动力装置的硼表标定装置之间，包括取样管路、管道连接件、出水管路、回水管路，出水管路的一端经由动力装置连接于标定水箱的下方出水口，出水管路的另一端连接于在线硼表的一端，在线硼表的另一端连接于回水管路的一端，回水管路的另一端连接于管道连接件的第一水平端，管道连接件的第二水平端连接于标定水箱的入水口，管道连接件的垂直端连接于取样管路的一端，取样管路的另一端管口设置在标定水箱的上方。本发明可使取样管线持续回水至标定水箱，无需排放废液，保证在线硼表的标定质量；减少在线硼表标定的时间；降低人员和设备放射性沾污风险。
Description
技术领域
本发明涉及核电厂技术领域，尤其涉及一种用于核电厂在线硼表标定的取样装置及在线硼表标定系统。
背景技术
核电厂中的能量是通过自持链式核裂反应变获得的，反应堆功率大小取决于堆芯中子通量密度水平。在压水堆核电厂中，控制反应堆功率运行的方法之一是在一回路冷却剂中加入中子吸收剂——硼酸，通过调节一回路中硼浓度来控制反应堆链式反应。因此，对一回路冷却剂中的硼浓度进行实时监测尤为重要，而在线硼表是核电厂唯一能对一回路冷却剂中的硼浓度进行实时监测的仪器设备。
一般情况，需要在每个燃料循环对在线硼表进行一次标定校准，以保证硼表的准确性。在线硼表标定时，需通过自带快速接头公头的1/2英寸金属软管L1和L2将在线硼表与移动式硼表标定装置连接(如图1所示)。硼表标定过程中，在标定水箱中配制不同梯度的硼浓度溶液，标定装置中的真空泵M1将硼溶液循环至在线硼表，硼表中子接收机柜读取平均中子计数率，同时需对标定水箱的硼溶液进行取样，化学滴定对应硼浓度。根据读取的中子计数率和取样滴定的硼浓度进行二次拟合，实现对在线硼表的标定校准。因此，对标定水箱中硼溶液取样测量的质量控制非常重要。
目前，在硼表标定过程中，主要有两种取样方式：方式一，根据图1可以发现，现有的在线硼表标定装置设计的取样方式是通过开启阀门V1实现取样；方式二，用烧杯在标定水箱上部直接舀水取样。现有的两种取样方式主要存在以下不足：
1.方式一需要排放废液，标定溶液总体积会减少，影响在线硼表标定质量
在硼表标定过程中，通过除盐水等体积置换标定水箱中高浓度硼溶液的方式，递减配制不同梯度的硼溶液，整个过程，标定水箱中溶液的体积守恒。通过方式一取样，开启隔离阀V1后需排废1min，以保证样品的代表性，每次取样需排废损失溶液约200ml，溶液总体积的减少会使下一梯度的测量硼浓度低于目标梯度硼浓度，造成在线硼表标定曲线非线性变化，从而影响硼表标定的质量。
2.方式一需要排放废液，增加取样时间，降低标定效率
通过上述工作流程可以发现，每次通过方式一取样时需排废1min，硼表标定过程需取样16个点，验证过程需取样4个点，每个点需取样2次，排废共约浪费40min，增加了取样时间，降低了在线硼表标定的工作效率。
3.方式一和方式二均增大了人员和设备放射性沾污风险
通过上述工作流程可以发现，通过方式一取样需对外排废，排废时液体易飞溅，由于标定样水具有放射性，因此存在人员和设备放射性沾污的风险；通过方式二取样，取样人员需戴乳胶手套手持取样瓶从标定水箱顶部直接舀水取样，乳胶手套和取样瓶会与标定溶液直接接触，存在极大的人员放射性沾污风，舀水的取样瓶外壁会残留放射性样水，易滴落至标定装置台面或地面，存在设备放射性沾污风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种用于核电厂在线硼表标定的取样装置及在线硼表标定系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于核电厂在线硼表标定的取样装置，连接于在线硼表和硼表标定装置之间，所述硼表标定装置包括标定水箱和动力装置，所述取样装置包括取样管路、管道连接件、出水管路、回水管路，所述出水管路的一端经由所述动力装置连接于所述标定水箱的下方出水口，所述出水管路的另一端连接于所述在线硼表的一端，所述在线硼表的另一端连接于所述回水管路的一端，所述回水管路的另一端连接于所述管道连接件的第一水平端，所述管道连接件的第二水平端连接于所述标定水箱的入水口，所述管道连接件的垂直端连接于所述取样管路的一端，所述取样管路的另一端管口设置在所述标定水箱的上方。
在本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置中，所述取样管路包括第一不锈钢管L3、流量控制机构和第二不锈钢管L4,所述第一不锈钢管L3的一端经由第一转接头D1连接于所述管道连接件的所述垂直端，所述第一不锈钢管L3的另一端连接于所述流量控制机构的一端，所述流量控制机构的另一端连接于所述第二不锈钢管L4的一端，所述第二不锈钢管L4的另一端管口设置在所述标定水箱的上方。
在本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置中，所述流量控制机构为针形阀V2。
在本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置中，所述出水管路为带有快速接头公头的第一金属软管L2,所述第一金属软管L2带有快速接头公头的一端连接于所述硼表标定装置的第一快速接头母头A2。
在本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置中，所述回水管路为带有快速接头公头的第二金属软管L1,所述第二金属软管L1带有快速接头公头的一端经由第二快速接头母头A3连接于所述管道连接件的所述第一水平端。
在本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置中，所述管道连接件的所述第二水平端经由第一快速接头公头B1连接于所述硼表标定装置的第三快速接头母头A1。
本发明还提供一种用于核电厂的在线硼表标定系统，包括在线硼表、硼表标定装置和如上所述的取样装置。
在本发明提供的用于核电厂的在线硼表标定系统中，所述硼表标定装置包括标定水箱和动力装置，所述动力装置为真空泵。
本发明的用于核电厂在线硼表标定的取样装置，具有以下有益效果：本发明的用于核电厂在线硼表标定的取样装置可使取样管线持续回水至标定水箱，无需排放废液，溶液总体积无损失，保证在线硼表的标定质量；取样时无需等待排放废液，减少在线硼表标定的时间，提高工作效率；使用该取样装置取样时，人员和取样瓶外壁不会与放射性液体直接接触，降低人员和设备放射性沾污风险。
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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
图1是现有用于核电厂在线硼表标定的取样装置的原理图；
图2是本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置的原理图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
图2是本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置的原理图。如图2所示，本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置连接于在线硼表和硼表标定装置之间，其中，硼表标定装置包括标定水箱和动力装置M1。取样装置包括取样管路、管道连接件C1、出水管路、回水管路，所述出水管路的一端经由所述动力装置连接于所述标定水箱的下方出水口，所述出水管路的另一端连接于所述在线硼表的一端，所述在线硼表的另一端连接于所述回水管路的一端，所述回水管路的另一端连接于所述管道连接件的第一水平端，所述管道连接件的第二水平端连接于所述标定水箱的入水口，所述管道连接件的垂直端连接于所述取样管路的一端，所述取样管路的另一端管口设置在所述标定水箱的上方。
具体地，在本发明一实施例中，所述取样管路包括第一不锈钢管L3、流量控制机构和第二不锈钢管L4,所述第一不锈钢管L3的一端经由第一转接头D1连接于所述管道连接件的所述垂直端，所述第一不锈钢管L3的另一端连接于所述流量控制机构的一端，所述流量控制机构的另一端连接于所述第二不锈钢管L4的一端，所述第二不锈钢管L4的另一端管口设置在所述标定水箱的上方。进一步地，所述流量控制机构为针形阀V2。
具体地，在本发明一实施例中，所述出水管路为带有快速接头公头的第一金属软管L2,所述第一金属软管L2带有快速接头公头的一端连接于所述硼表标定装置的第一快速接头母头A2。
具体地，在本发明一实施例中，所述回水管路为带有快速接头公头的第二金属软管L1,所述第二金属软管L1带有快速接头公头的一端经由第二快速接头母头A3连接于所述管道连接件的所述第一水平端。
具体地，在本发明一实施例中，所述管道连接件的所述第二水平端经由第一快速接头公头B1连接于所述硼表标定装置的第三快速接头母头A1。
如图2所示，本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置的具体连接方法如下：将1/4英寸不锈钢管L4连接swagelok针型阀V2；用1/4英寸不锈钢管L3分别连接swagelok针型阀V2和1/2转1/4英寸转接头D1；用swagelok三通C1的水平端接口分别连接swagelok快速接头公头B1和swagelok快速接头母头A3；用swagelok三通C1的垂直端接口连接1/2转1/4英寸转接头D1；用自带快速接头公头的1/2英寸金属软管L1连接swagelok快速接头母头A3；用swagelok快速接头公头B1连接在线硼表标定装置上部快速接头A1；用1/2英寸金属软管L2连接在线硼表标定装置下部快速接头A2。
本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置的工作原理如下：
启动阶段：根据现场实际情况，调节1/4英寸不锈钢管L3的高度；打开针型阀V2；启动硼表标定装置，真空泵M1提供动力将标定水箱中的硼溶液经硼表后回水至标定水箱，样水持续从1/4英寸不锈钢管L4管口排放至标定水箱；调节针型阀V2的开度，使1/4英寸不锈钢管L4管口样水连续缓慢流出，避免放射性液体飞溅。
取样阶段：待样水置换完毕，硼浓度均匀后，关闭针型阀V2；将取样瓶置于1/4英寸不锈钢管L4管口底部；开启针型阀V2进行取样；取样结束后关闭针型阀V2；移出取样瓶后再调节开启针型阀V2，使1/4英寸不锈钢管L4管口样水持续缓慢排放，避免放射性液体飞溅。
本发明提供的用于核电厂在线硼表标定的取样装置具有如下优点：
1.取样管线持续回水至标定水箱，溶液总体积无损失，保证在线硼表标定质量。
在线硼表标定过程中，启动硼表标定装置，真空泵M1提供动力将标定水箱中的硼溶液经硼表后回水至标定水箱，打开在回水管线上的新型取样装置的针型阀V2，标定溶液可通过装置连续从标定水箱顶部回水至水箱。由于持续回水，因此无需排废，可直接从L4管口取样，不会造成溶液总体积的损失，标定溶液可按预期目标梯度递减置换，标定曲线线性变化，保证在线硼表标定的质量。
2.无需排废，减少取样时间，提高在线硼表标定效率。
在核电厂在线硼表标定时，对标定回路连续排水取样，无需额外排放废液，因此节约了取样时间，提高在线硼表标定过程的工作效率。
3.避免人员和取样瓶与放射性液体直接接触，降低人员和设备沾污风险。
使用本发明的取样装置，可实现取样溶液持续回水至标定水箱的功能，取样装置高度可根据现场实际情况灵活调整不锈钢管的长短，通过开关针型阀V2可调节取样流量，不会因额外排放废液造成放射性液体飞溅；取样时可从L4管口直接取样，取样前关闭针型阀，将取样瓶置于排放管口底部后再开启针型阀取样，可避免人员和取样瓶外壁同放射性溶液直接接触，因此，降低了人员和设备放射性沾污风险。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (8)
1.一种用于核电厂在线硼表标定的取样装置，连接于在线硼表和硼表标定装置之间，所述硼表标定装置包括标定水箱和动力装置M1，其特征在于，所述取样装置包括取样管路、管道连接件C1、出水管路、回水管路，所述出水管路的一端经由所述动力装置连接于所述标定水箱的下方出水口，所述出水管路的另一端连接于所述在线硼表的一端，所述在线硼表的另一端连接于所述回水管路的一端，所述回水管路的另一端连接于所述管道连接件的第一水平端，所述管道连接件的第二水平端连接于所述标定水箱的入水口，所述管道连接件的垂直端连接于所述取样管路的一端，所述取样管路的另一端管口设置在所述标定水箱的上方。
2.根据权利要求1所述的用于核电厂在线硼表标定的取样装置，其特征在于，所述取样管路包括第一不锈钢管L3、流量控制机构和第二不锈钢管L4,所述第一不锈钢管L3的一端经由第一转接头D1连接于所述管道连接件的所述垂直端，所述第一不锈钢管L3的另一端连接于所述流量控制机构的一端，所述流量控制机构的另一端连接于所述第二不锈钢管L4的一端，所述第二不锈钢管L4的另一端管口设置在所述标定水箱的上方。
3.根据权利要求2所述的用于核电厂在线硼表标定的取样装置，其特征在于，所述流量控制机构为针形阀V2。
4.根据权利要求1所述的用于核电厂在线硼表标定的取样装置，其特征在于，所述出水管路为带有快速接头公头的第一金属软管L2,所述第一金属软管L2带有快速接头公头的一端连接于所述硼表标定装置的第一快速接头母头A2。
5.根据权利要求1所述的用于核电厂在线硼表标定的取样装置，其特征在于，所述回水管路为带有快速接头公头的第二金属软管L1,所述第二金属软管L1带有快速接头公头的一端经由第二快速接头母头A3连接于所述管道连接件的所述第一水平端。
6.根据权利要求1所述的用于核电厂在线硼表标定的取样装置，其特征在于，所述管道连接件的所述第二水平端经由第一快速接头公头B1连接于所述硼表标定装置的第三快速接头母头A1。
7.一种用于核电厂的在线硼表标定系统，其特征在于，包括在线硼表、硼表标定装置和根据权力要求1-6所述的取样装置。
8.根据权利要求7所述的用于核电厂的在线硼表标定系统，其特征在于，所述硼表标定装置包括标定水箱和动力装置，所述动力装置为真空泵。
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