CN111469742A - 核事故应急监测移动实验室 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种核事故应急监测移动实验室。包括底盘，底盘上设驾驶行走单元，底盘上还设有方舱，所述方舱内通过隔板分割成三个区域，所述三个区域为：采样区，用于设置空气气体采样装置，实现空气气体采样；监测分析区，用于设置空气气体成分在线监测装置，实现空气气体成分在线监测；化学实验区，用于设置化学实验装置，实现水、土壤、生物、沉积物、雨水中的一种或几种物质的制样分析。本发明将方舱分区，采样区独立设置，化学实验区和监测分析区即可分离各自形成独立的空间，又可联通，确保监测，制样及分析区域的独立安全性，又保证效率包括两个空间之间的通行效率以及测试监测分析效率。

Description

核事故应急监测移动实验室

技术领域

本发明属于核检测技术，具体涉一种移动式的核事故现场试验装置。

背景技术

目前对已建和在建设的核电厂辐射环境监督性监测系统，核事故应急期间的辐射监测仅覆盖到20公里范围，现有的核事故应急设备还远远不能实现全要素全方位的监测、巡测和实验室分析的要求，更不能满足事故状态下快速划定污染范围和确定污染程度的要求。因此需要一种灵活快速的实验室以满足需求。现在尚没有相关用于核事故应急监测的移动实验室被公开。CN205930447U公开了一种新型环境污染应急快检监测移动平台，它包括车身空间为驾乘区，监测工作舱后方的车身空间为储物区。由于不具备大气采样装置，该移动平台不能作为核事故检测。由于大气采样装置的设置体积大，如何实现在移动平台上的布置，以及实现对核事故环境的全面快速灵活的检测分析，又保证人员安全，系难以解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核事故应急监测移动实验室，在保证人员的安全的同时，实现对核事故辐射环境的全面快速灵活的采样检测(监测)分析。

本发明的技术方案为:核事故应急监测移动实验室，包括底盘，底盘上设驾驶行走单元，底盘上还设有方舱，所述方舱内通过隔板分割成三个功能区域，所述三个功能区域为：

采样区，用于设置空气气体采样装置，实现空气气体采样；

监测分析区，用于设置各种样品在线监测分析装置，实现空气气体成分在线监测；

化学实验区，用于设置化学实验装置，实现水、土壤、生物、沉积物、雨水中的一种或几种物质的制样分析；

所述采样区内设有空气气体采样装置，采样区设有第一隔板，隔板与方舱仓壁形成独立空间，方舱仓壁上设有人员进出采样区第一密封门；

监测分析区与化学实验区之间设第二隔板，第二隔板上设有第二密封门；

化学实验区的方舱壁上设有舱门；

监测分析区内设各种样品在线监测分析装置；

所述方舱仓顶上设有包括监测分析区内新风正压洁净系统。

上述实现空气气体成分在线监测可以是实现γ能谱及核素，α、β计数等的在线监测分析。

本发明将方舱分成采样区，监测分析区和化学实验区可以实现对核事故环境的全面的采样检测分析，远程在线数据传输。关键是独立的采样功能区域避免与其他功能区域交叉，解决采样风道与新风正压洁净系统布置难点，保证监测分析区和化学实验区的安全。采样区内的采样设备的信号线(包括数据信号和电信号)引入到监测分析区，有解决了采样设备的控制问题，也容易实现信号线在两个区域的穿过密封问题。监测分析区与化学实验区之间相互隔开，同时又通过密封门实现人员的进出，确保监测分析区安全，同时又方便监测分析区与化学实验区之间的交流，提供人员的工作效率。

进一步的优选的技术方案是：所述底盘下设有多个吊箱。

在方舱外设置多个吊箱，可以容置更多的用于试验检测的设备装置，不占用方舱内的空间。

进一步的优选的技术方案是：采样区内设有的空气气体采样装置包括气溶胶采样装置，所述气溶胶采样装置的进气端端设在采样区的方舱仓顶，所述气溶胶采样装置的排气采样区的方舱仓底。

进一步的优选的技术方案是：采样区内顶部设有碘采样器，所述碘采样器的进气端设在采样区的方舱仓顶。

采样风道直接布置在采样区域上进下出，方便于结构布置，不影响方舱整体结构及强度，节省空间。

进一步的优选的技术方案是：驾驶行走单元的顶部设有γ剂量率测量装置。

进一步的优选的技术方案是：靠一侧方舱壁的所述监测分析区内设置液体闪烁计数仪，储能电池，工控机，供电通信单元，方舱内新风正压洁净系统控制单元，第一存储柜组，γ能谱仪(1)；靠另一侧方舱壁的所述监测分析区内设置中子探测器，便携式碘采样器，高压电离室，α、β计数仪，第二存储柜组，γ能谱仪(2)；所述监测分析区中部为通道。

进一步的优选的技术方案是：靠一侧方舱壁的所述化学实验区设置多层支架，以及第三存储柜组；靠另一侧方舱壁的所述化学实验区设置第四存储柜组，操作台，水槽；化学实验区中部为通道。

进一步的优选的技术方案是：所述化学实验区设有通风柜，所述通风柜的进风端经通风柜下柜门与右侧方舱壁通风口联通，通风柜的出风端设在化学实验区的方舱顶部。

进一步的优选的技术方案是：至少一个吊箱内设有帐篷及移动式风淋装置。

进一步的优选的技术方案是：所述的三个区域前后依次设置为采样区，监测分析区和化学实验区。

本发明将方舱分区，采样区独立设置，化学实验区和监测分析区即可分离各自形成独立的空间，又可联通，确保监测，制样及分析区域的独立安全性，又保证效率包括两个空间之间的通行效率以及测试监测分析效率。

附图说明

图1核事故应急监测移动实验室外形右侧示意图。

图2与图1相同侧方舱剖视右侧示意图。

图3方舱另一侧剖视左侧示意图。

图4与图3同侧核事故应急监测移动实验室外形左侧示意图。

图5图3A向示意图。

图6方舱内部俯视示意图。

图7方舱顶部俯视示意图。

图8方舱后端部视示意图。

图9图3E向示意图。

具体实施方式

下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。

如图1,4所示，本发明的移动平台，即底盘27上设驾驶行走单元驾驶行走单元1二类底盘的汽车，包括驾驶室，驱动动力传动行走系统，转向系统，配气系统、供水系统、通讯监视系统、供电系统等。通讯监视系统中的通讯包括车内信号通讯装置，无线通讯装置。

方舱25固定在底盘27上，底盘27下设有多个吊箱，吊箱设于方舱下。具体图1所示，吊箱包括用于存放移动式风淋装置的吊箱52，用于设置供配电箱的吊箱53，用于放置试验用具包括粉碎装置的吊箱54。图4所示，另一侧的吊箱包括用于放置试验用具包括耗材的吊箱28，用于存放移动式帐篷的吊箱29，用于设置第二发电装置的吊箱30，用于设置水回收的污水箱的吊箱31，用于放置实验用品包括干湿收集桶的吊箱32。

第二发电装置单相220V发电机，输出电能与供电系统对接。

如图2,3,6所示，方舱25按照车辆正常行驶方向的前后依次分割成采样区B,监测分析区C和化学实验区D三个区域。第一隔板80设置在采样区B和监测分析区C之间，第一隔板80与方舱仓壁形成独立空间，方舱仓壁上设有人员进出采样区第一密封门51(图4)。采样区B的方舱仓壁上还设有推拉窗24(图1)。其中A区为驾驶室(驾驶区域)。

在第一密封门51侧的方舱下部设有防护栏55(图4)。

第二隔板81设置在监测分析区C和化学实验区D之间，第二隔板81上设有第二密封门82，第二密封门82采用三层密封结构(图6)；监测分析区C的方舱两侧的舱壁上分别设有推拉窗50(图4)和推拉窗26(图1)。化学实验区D的方舱仓壁上(方舱后部)设有舱门22，方舱后部还设有登顶梯21和移动式乘员梯23，后示廓灯21(如图8所示)。

如图2,3,6所示，独立的采样区B中设有气溶胶采样装置，气溶胶采样装置包括大流量气溶胶自动连续采样制样测量设备45，大流量气溶胶自动连续采样制样设备通过减振装置固定在方舱地面。气溶胶采样装置的进气端端设在设在采样区的方舱仓顶，所述气溶胶采样装置的排气采样区的方舱仓底。独立的采样区B一侧的仓壁上设有α、β、γ气溶胶连续监测仪65，其进气端设在舱顶；独立的采样区B另一侧的仓壁顶部设有碘采样器3，所述碘采样器3的进气端设在采样区的方舱仓顶。

如图2，3，6所示，监测分析区C，靠一侧方舱壁的所述监测分析区内从前到后设置有液体闪烁计数仪12，储能电13，工控机14，供电通信单元及方舱内新风正压洁净系统控制单元15，第一存储柜16；上述设备可以设置于第一存储柜16中，第一存储柜16还存放电制冷探头。该侧的舱壁上还设有显示装置(显示器)4。第一高纯锗γ能谱仪5设在靠第二隔板处。

供电通信单元及方舱内新风正压洁净系统控制单元15中的供电系统主机，选用配电箱式；是整个核应急移动监测车的电源管理中心。

靠另一侧方舱壁的所述监测分析区内从前到后设置中子探测器75，便携式碘采样器74，高压电离室72，卫星通信设备71，第二存储柜组73，上述设备可以包括打印机，笔记本电脑63等均可设在(放置在)第二存储柜组73中。在低本底α/β计数仪64设在第二存储柜组73上；第二高纯锗γ能谱仪60与高纯锗γ能谱仪5相对设置。监测分析区中部为通道。

如图2，3，6所示，化学实验区D，靠一侧方舱壁上第三存储柜组59，第三存储柜组59包括吊柜，立柜及支架等，分级防护服包括A级防护服56，B级防护服57，C级防护服58分别放置在不同的吊柜中，立柜中还放置采样样品。除湿装置69及冰箱70设在支架内。地柜中可以放置土壤采样器66，天平67，电陶炉等试验仪器68。地柜上为操作台及水槽。

另一侧方舱壁上设多层支架，支架上设有试验用具，包括加热板6，17，压片机18，分析天平7等；该侧仓壁上还设有第四存储柜组9，第四存储柜组9中存放试验用具或便携式大流量气溶胶采样设备19，如试验器皿8，试剂9，搅拌器20等。

该侧仓壁上还设有通风柜10，通风柜的进风端经通风柜下柜门与右侧方舱壁通风口联通。通风柜的出风端设在舱顶；使用时空气由右侧方舱壁通风口经通风柜下柜门百叶进入，从舱顶部排出舱外。

如图4，7所示，净水箱44设在化学实验区D上的方舱舱顶，污水箱的吊箱31设在化学实验区D处方舱外的吊箱31中。

化学实验区中部为通道。

驶行走单元的顶部，即驾驶室1的顶部设有γ剂量率采样装置2。

如图7所示，新风正压洁净系统42设在监测分析区C的方舱舱顶上，为监测分析区C内提供增压新风。图7上设置有6要素气象站33，第二外部监控39，第一外部监控36，卫星天线34，逃生窗40。

采样区B，监测分析区C，化学实验区D分别设有独立的空调。采样区B的空调37设在方舱前壁上，监测分析区C的空调41设在监测分析区C对应的舱顶上，化学实验区D的空调43设在化学实验区D对应的舱顶上。

如图5所示，第一隔板80设置在采样区B和监测分析区C之间，隔板A向面设置显示大屏47，方舱内车载视频系统46，如图9所示，E向面设置有C—14采样器48，液氮罐49。

由于设有帐篷及移动式风淋装置，在实施检测时，取出支起帐篷后，将移动式风淋装置与车辆上的配气系统连接联通后，对人员进行风淋，防止表面放射性物质污染实验室和对人员造成伤害。

本发明核事故应急监测移动实验室具有：

1.实现了整体机动灵活，快速到达核与辐射事故区域进行监测。

2.在线监测功能：具备应急状态下γ空气吸收剂量率、6参数气象数据、车辆行进路径数据和气溶胶中γ核素、总α、总β在线监测功能，实现了应急移动实验室监测数据的时效性。

3.瞬时监测功能：实验室配备应急便携设备，能够测量γ空气吸收剂量率、αβ表面污染、核素识别、中子剂量率，满足核事故应急中现场监测项目的监测。

4.样品采集功能：具备应急状态下水、土壤、生物、沉积物、雨水、气溶胶、气碘、空气中氚、空气中碳-14等的采样功能。

5.实验室预处理功能：具备水中放射性核素的浓集、土壤及固体样品粉碎、气溶胶压膜制样、水中氚样品纯化、碳-14制样等样品预处理功能。

6.实验室分析测试功能：具备开展总α、总β，γ核素(碘-131、铯-137等)、β核素(氚、碳-14等)的测量功能。

7.实验室去污功能：配置风淋去污系统，对进入移动实验室人员进行表面去污处理，防止表面放射性物质污染实验室和对人员造成伤害；

8.设备控制、数据集成与传输功能：实验室内仪器设备数据统一集成到工控机，传输到数据汇总中心，各仪器设备系统相互独立，数据传输采用双4G无线通信，并配置卫星传输系统作为备份链路，确保实验室数据传输安全可靠。实验室内的仪器设备进行统一管理，可在车载显示系统内进行设备开关机、运行状态监测、设备参数设置等操作。

9.实验室防护保障功能：实验室选取军用方舱作为车厢，配备发电机及配电系统、进排水系统、正压洁净新风系统和A/B级防护服等。方舱车厢为移动实验室内的仪器设备和人员提供了稳定的工作环境和防护，发电机及配电系统保障移动实验室市电接入及市电中断情况下的后备电力供应；进排水系统保障了移动实验室分析用水；新风系统入口端设置空气过滤器，净化空气中的水汽和气溶胶，防止实验室空气污染。

Claims (10)

1.一种核事故应急监测移动实验室，包括底盘，底盘上设驾驶行走单元，底盘上还设有方舱，其特征在于所述方舱内通过隔板分割成三个区域，所述三个区域为：

采样区，用于设置空气气体采样装置，实现空气气体采样；

监测分析区，用于设置空气气体成分在线监测装置，实现空气气体成分在线监测；

化学实验区，用于设置化学实验装置，实现水、土壤、生物、沉积物、雨水中的一种或几种物质的制样分析；

所述采样区内设有空气气体采样装置，采样区设有第一隔板，第一隔板与方舱仓壁形成独立空间，方舱仓壁上设有人员进出采样区第一密封门；

监测分析区与化学实验区之间设第二隔板，第二隔板上设有第二密封门；

化学实验区的方舱壁上设有舱门；

监测分析区内设空气气体成分在线监测装置；

所述方舱仓顶上设有包括监测分析区内新风正压洁净系统。

2.如权利要求1所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于所述底盘下设有多个吊箱。

3.如权利要求1所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于采样区内设有的空气气体采样装置包括气溶胶采样装置，所述气溶胶采样装置的进气端端设在设在采样区的方舱仓顶，所述气溶胶采样装置的排气采样区的方舱仓底。

4.如权利要求1或3所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于采样区内顶部设有碘采样器，所述碘采样器的进气端设在采样区的方舱仓顶。

5.如权利要求1所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于驾驶行走单元的顶部设有γ剂量率采样装置。

6.如权利要求1所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于靠一侧方舱壁的所述监测分析区内设置液体闪烁计数仪，储能电池，工控机，供电通信单元，方舱内新风正压洁净系统控制单元，第一存储柜组，γ能谱仪；靠另一侧方舱壁的所述监测分析区内设置中子探测器，便携式采样器，高压电离室，α、β计数仪，第二存储柜组；所述监测分析区中部为通道。

7.如权利要求1所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于靠一侧方舱壁的所述化学实验区设置多层支架，以及第三存储柜组；靠另一侧方舱壁的所述化学实验区设置第四存储柜组，操作台，水槽；化学实验区中部为通道。

8.如权利要求1或7所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于所述化学实验区设有通风柜，所述通风柜的进风端与仓门的通风口联通，通风柜的出风端设在化学实验区的方舱顶部。

9.如权利要求2所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于至少一个吊箱内设有帐篷及移动式风淋装置。

10.如权利要求1所述核事故应急监测移动实验室，其特征在于所述的三个区域前后依次设置为采样区，监测分析区和化学实验区。

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