CN112461616A - 一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置及方法，涉及核电站检测领域，装置包括过滤装置、气体输送泵、取样罐、若干个导气管，过滤装置一端通过导气管一连接安全壳大气取样口。过滤装置的另一端通过导气管二连接到气体输送泵的入口。取样罐上设有进气口、排气口。气体输送泵的出口通过导气管三连接到取样罐的进气口。取样罐的排气口通过导气管四连接到废气排气口。一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样方法基于上述装置进行加压取样。本发明能够过滤安全壳大气中的放射性气溶胶物质，避免给后续分析结果带来干扰，可以离线测量且所需设备少，通过提高气体取样压力，增大了取样量，缩短后续分析时长，确保分析的灵敏度。

Description

一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置及方法

技术领域

本发明涉及核电站检测领域，尤其是涉及一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置及方法。

背景技术

安全壳是核电站包容放射性的系统设备的主要场所。AP1000核电厂通过一回路集中取样系统实现安全壳大气取样，放射性气体分析结果主要用于判断功率运行期间人员是否可安全进入安全壳。

现有取样方法的原理是先将取样罐抽真空，再利用罐内负压与安全壳大气（1个标准大气压）间的压差实现样品的定向流动，进而获取代表性样品，即“负压取样法”。但该法取样量少，所需分析时间长，取样操作步骤复杂，时间长，因样品和取样系统带有放射性，操作人员受辐照风险增大。而且取样系统及其取样罐未设置过滤器，导致安全壳大气中存在的放射性气溶胶物质随气流进入取样罐，对放射性气体分析产生干扰，影响分析结果准确性。

例如，实用新型专利授权公告号CN203941039U，公告日2014年11月12日，实用新型的名为核电厂烟囱中放射性惰性气体取样装置，该申请案公开了一种核电厂烟囱中放射性惰性气体取样装置。所述取样装置由气动快速接头、气体增压泵、储气罐、压力表、质量流量控制器、真空泵、阀门和管道构成，适用于核电厂烟囱中放射性惰性气体的快速取样和贮存衰变，同时可以作为气源，以恒定的流量向惰性气体β-γ符合系统供样。该实用新型的有益效果是先通过真空泵抽取储气罐中的空气，再连接取样口并通过气体增压泵抽取一定压力的样品，放置衰变后送至在线β-γ符合系统测量。该取样装置未设置气体过滤系统，不能实现过滤放射性气溶胶的功能。同时，储气罐底部未设计凹槽，无法实现实验室离线测量，只能配合在线β-γ符合系统测量，使用范围窄。抽真空的取样方式增加了设备和操作时间，工作人员受辐照风险大。

发明内容

本发明克服了现有技术中无放射性气溶胶过滤装置、无法实现离线测量的问题，提出了一种能够过滤安全壳大气中的放射性气溶胶物质，避免给后续分析结果带来干扰，单次取样量多，可以离线测量且所需设备少的核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置及方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，包括过滤装置、气体输送泵、取样罐、若干个导气管，所述过滤装置一端通过导气管一连接安全壳大气取样口；所述过滤装置的另一端通过导气管二连接到气体输送泵的入口；所述取样罐上设有进气口、排气口；所述气体输送泵的出口通过导气管三连接到取样罐的进气口；所述取样罐的排气口通过导气管四连接到废气排气口；所述气体输送泵的入口处设有入口压力表；所述气体输送泵的出口处设有出口压力表。

过滤装置用于过滤安全壳大气中的放射性气溶胶物质，避免给后续分析结果带来干扰。气体输送泵的主要作用是将气体样品输送至下游取样罐中，同时也起到加压作用。入口压力表和出口压力表用于监测泵的进出口压力，判断泵的运行状态及下游取样罐内压力值。取样罐的排气口是在取样前用于将取样罐原有的气体排出。

作为优选，所述取样罐底部中间设有内凹槽。

这样的设置便于将取样罐直接放入探测器中检测。

作为优选，所述进气口、排气口相对设置在取样罐顶部。

这样设置便于将取样罐内的原有气体排出。

作为优选，所述进气口上设有进气管，所述排气口上设有排气管；所述进气管底部延伸到取样罐底部，所述排气管底部设置在取样罐上部。

这样设置便于在进气管输送安全壳大气放射性气体时更好地排出取样罐内原有的气体，同时也可以避免放射性气体的泄露。进气管和排气管的设置也更便于导气管三和导气管四的连接，保证密封性。

作为优选，所述进气管上设有快接头一，排气管上设有快接头二。

快接头不需要工具就能实现管路连通或断开，简单快速，有效防止放射性气体泄露。

作为优选，所述过滤装置为中间宽两端窄的形状。

这样设置气体在中间可以大面积进行过滤，过滤的效果更好。

作为优选，所述过滤装置中间设有滤纸、碘盒。

这样设置使得过滤效果更好，有效过滤安全壳大气中的放射性气溶胶物质。

一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样方法，基于如权利要求1所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置实现，方法包括：

步骤S01，在过滤装置一端通过导气管一连接安全壳大气取样口，取样罐排气口连接废气排气口后，打开取样口，气体输送泵启动，将通过过滤装置的安全壳大气放射性气体送入取样罐；

步骤S02，在取样罐内原有空气排尽后，关闭取样罐的排气口；

步骤S03，在出口压力表显示取样罐内升压到目标值后，关闭取样罐的进气口，最后关闭气体输送泵、取样口。

作为优选，所述步骤S02具体包括：在气体输送泵传输与取样罐容积相同的气体后，取样罐内原有空气排尽，再关闭取样罐的排气口。

取样确保原有空气全部排尽，确保取样代表性。

作为优选，所述进气口上设有进气管，所述排气口上设有排气管，所述进气管上设有快接头一，排气管上设有快接头二；关闭取样罐的排气口具体包括：拔掉排气口上排气管上的快接头二；关闭取样罐的进气口具体包括：拔掉进气口上进气管上的快接头一。

这样不需要工具就能实现进气管和排气管的断开，简单快速，有效防止放射性气体泄露。

本发明的优点是：取样的安全壳大气先通过过滤装置过滤安全壳大气中的放射性气溶胶物质，避免给后续分析结果带来干扰。通过气体输送泵将气体样品输送至下游取样罐中，同时也起到加压作用，通过提高气体取样压力，增大了取样量，缩短后续分析时长，确保分析的灵敏度。取样确保原有空气全部排尽，确保取样代表性。可以离线测量且所需设备少。整体安全性高，有效防止气体泄露，避免工作人员遭受辐射。

附图说明

图1为本发明的装置示意图。

图2为本发明的取样罐俯视图。

图3为本发明的流程示意图。

图中:1-过滤装置，2-气体输送泵，21-入口压力表，22-出口压力表，3-取样罐，31-进气管，32-排气管，4-导气管一，5-导气管二，6-导气管三，7-导气管四。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2所示，一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，包括过滤装置1、气体输送泵2、取样罐3、若干个导气管，所述过滤装置1一端通过导气管一4连接安全壳大气取样口。所述过滤装置1的另一端通过导气管二5连接到气体输送泵2的入口。所述取样罐3上设有进气口、排气口。所述气体输送泵2的出口通过导气管三6连接到取样罐3的进气口。所述取样罐3的排气口通过导气管四7连接到废气排气口。所述气体输送泵2的入口处设有入口压力表21。所述气体输送泵2的出口处设有出口压力表22。

过滤装置1用于过滤安全壳大气中的放射性气溶胶物质，避免给后续分析结果带来干扰。气体输送泵2的主要作用是将气体样品输送至下游取样罐3中，同时也起到加压作用。入口压力表21和出口压力表22用于监测泵的进出口压力，判断泵的运行状态及下游取样罐3内压力值。取样罐3的排气口是在取样前用于将取样罐3原有的气体排出。

本发明公开了气体输送泵2的具体结构。气体输送泵2上设有入口、出口，所述气体输送泵2的入口处设有入口压力表21，所述气体输送泵2的出口处设有出口压力表22。气体输送泵2采用无油活塞式真空泵。

本发明公开了取样罐3的具体结构。罐底部中间设有内凹槽，便于将取样罐3直接放入探测器中检测。所述取样罐3上设有进气口、排气口。优选地，所述进气口、排气口相对设置在取样罐3顶部。

本发明公开了取样罐3的连接结构。所述取样罐3的进气口上设有进气管31，所述取样罐3的排气口上设有排气管32。所述进气管31底部延伸到取样罐3底部，所述排气管32底部设置在取样罐3上部。这样便于在进气管31输送安全壳大气放射性气体时更好地排出取样罐3内原有的气体，同时也可以避免放射性气体的泄露。进气管31和排气管32的设置也更便于导气管三6和导气管四7的连接，保证密封性。优选地，所述进气管31上设有快接头一，排气管32上设有快接头二。快接头不需要工具就能实现管路连通或断开，简单快速，有效防止放射性气体泄露。

本发明公开了过滤装置1的结构。所述过滤装置1为中间宽两端窄的形状。这样设置气体在中间可以大面积进行过滤，过滤的效果更好。所述过滤装置1中间设有滤纸、碘盒，滤纸效率采用0.3微米气溶胶，0.3微米气溶胶的过滤效率不小于99.99%，碘盒效率采用放射性甲基碘，放射性甲基碘的过滤效率大于99.98%，双重叠加使得过滤效果更好，有效过滤安全壳大气中的放射性气溶胶物质。

过滤后样品中Zr-95、Nb-95、Co-58、Co-60等气溶胶核素的比活度均低于最低检测限，从分析水平上来看，过滤装置1对气溶胶污染物的去除效率已达到100%。

本发明公开了核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置的连接结构。所述过滤装置1一端通过导气管一4连接安全壳大气取样口。所述过滤装置1的另一端通过导气管二5连接到气体输送泵2的入口。所述气体输送泵2的出口通过导气管三6连接到取样罐3的进气口。所述取样罐3的排气口通过导气管四7连接到废气排气口。

如图3所示，一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样方法，基于上述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置实现，方法包括：

步骤S01，在过滤装置1一端通过导气管一4连接安全壳大气取样口，取样罐排气口连接废气排气口后，打开取样口，气体输送泵2启动，将通过过滤装置1的安全壳大气放射性气体送入取样罐3。安全壳大气放射性气体在气体输送泵2作用下通过导气管一4到达过滤装置1，过滤后到达气体输送泵2，再进入取样罐3。

步骤S02，在取样罐3内原有空气排尽后，关闭取样罐3的排气口。在气体输送泵2传输与取样罐3容积相同的气体后，取样罐3内原有空气排尽，再拔掉排气口上排气管32上的快接头二来关闭取样罐3的排气管32。

在气体输送泵2抽气速度为36L/min，取样罐3容积为1L时，经过1min后，原有空气排尽。

步骤S03，在出口压力表22显示取样罐3内升压到目标值后，出口压力表22达到0.6MPa为目标值，拔掉进气口上进气管31上的快接头一来关闭取样罐3的进气口，最后关闭气体输送泵2、取样口。

先排尽取样罐3内的原有空气，然后采用加压的方式可以一次取得较多的安全壳大气放射性气体，提高了取样效率，缩短了后续分析时长，确保了分析的灵敏度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，其特征在于，包括过滤装置、气体输送泵、取样罐、若干个导气管，所述过滤装置一端通过导气管一连接安全壳大气取样口；所述过滤装置的另一端通过导气管二连接到气体输送泵的入口；所述取样罐上设有进气口、排气口；所述气体输送泵的出口通过导气管三连接到取样罐的进气口；所述取样罐的排气口通过导气管四连接到废气排气口；所述气体输送泵的入口处设有入口压力表；所述气体输送泵的出口处设有出口压力表。

2.根据权利要求1所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，其特征在于，所述取样罐底部中间设有内凹槽。

3.根据权利要求2所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，其特征在于，所述进气口、排气口相对设置在取样罐顶部。

4.根据权利要求1所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，其特征在于，所述进气口上设有进气管，所述排气口上设有排气管；所述进气管底部延伸到取样罐底部，所述排气管底部设置在取样罐上部。

5.根据权利要求4所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，其特征在于，所述进气管上设有快接头一，排气管上设有快接头二。

6.根据权利要求1所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，其特征在于，所述过滤装置为中间宽两端窄的形状。

7.根据权利要求6所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置，其特征在于，所述过滤装置中间设有滤纸、碘盒。

8.一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样装置实现，方法包括：

步骤S01，在过滤装置一端通过导气管一连接安全壳大气取样口，取样罐排气口连接废气排气口后，打开取样口，气体输送泵启动，将通过过滤装置的安全壳大气放射性气体送入取样罐；

步骤S02，在取样罐内原有空气排尽后，关闭取样罐的排气口；

步骤S03，在出口压力表显示取样罐内升压到目标值后，关闭取样罐的进气口，最后关闭气体输送泵、取样口。

9.根据权利要求8所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样方法，其特征在于，所述步骤S02具体包括：在气体输送泵传输与取样罐容积相同的气体后，取样罐内原有空气排尽，再关闭取样罐的排气口。

10.根据权利要求8所述的一种核电厂安全壳大气放射性气体加压取样方法，其特征在于，所述进气口上设有进气管，所述排气口上设有排气管，所述进气管上设有快接头一，排气管上设有快接头二；关闭取样罐的排气口具体包括：拔掉排气口上排气管上的快接头二；关闭取样罐的进气口具体包括：拔掉进气口上进气管上的快接头一。

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