CN114034521A - 核电站放射性气体取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核电站放射性气体取样装置，包括取样流路、以及设在所述取样流路上的气体增压装置；所述取样流路一端连接上游，一端连接下游，所述取样流路上设有单向阀，以防止气体取样过程中不会反向流入上游；所述气体增压装置对上游气体进行增压，以满足取样的压力需求。取样装置对取样的气体进行增压，提升到取样满足的压力，避免因压力不足导致回流，保障气体取样工作能够顺利执行，单向阀可以防止下游样品接收头箱气体倒流入被取样系统。
Description
技术领域
本发明涉及核电领域，更具体地说，涉及一种核电站放射性气体取样装置。
背景技术
核电站运行中会产生大量的废气，废气在排放前需先储存进行放射性核素衰变，等惰性气体放射性衰变到满足国家排放标准后再进行排放。核电站化学取样人员需按照化学技术规范定期对相关系统进行气体取样，分析氢气、氧气含量以及惰性气体放射性活度等。废气储存期间需化学定期分析系统氢气和氧气含量，防止氢气含量达到爆炸极限，产生氢爆。
核电站气体排放系统分含氢废气系统和含氧废气系统，同时核岛一些系统必须在功率运行期间执行氢气覆盖或者氮气覆盖。通过定期分析相关系统气体成分来对系统安全运行进行监控。
当前核电站气体取样采用临时外接气体流量计及取样钢弹来完成气体取样工作，所有设备均采用快速接头方式进行临时组装连接，接口较多，为防止出现接口漏气现象，因此每次气体取样前需进行取样外接设备气密性检查。
原有气体取样技术为通过取样管线将被取样系统气体排放至废气接收头箱进行样品排样，待样品排样体积充足后再通过气体收集设备(气囊或者钢弹)进行取样。
气体取样过程中经常出现被取样系统压力低于下游排放头箱压力情况，导致气体无法正常排样取出，此时需要通过现场一些复杂操作来尽可能降低下游样品接收头箱压力，或者升高上游被取样系统压力的方式才能够正常取样。
原气体取样技术有如下不足：
1、原有取样技术受上、下游系统压差影响较大，当上游被取样系统压力小于或者等于下游样品接收头箱压力时，将无法正常执行气体取样工作。
2、原有取样技术气体流动方向不满足单向性流动，当下游样品接收头箱压力高于上游被取样系统压力时，若操作不当，有可能下游头箱气体会反向流入上游被取样系统，影响上游被取样系统安全运行。
3、原有取样技术需要临时连接流量计和气体收集设备，临时设备接头较多，每次取样时需进行临时外接设备接头气密性检查，若接头漏气有氢爆和放射性气体误排风险。
4、原有取样过程中因取样管线中有冷凝水，导致气体收集设备中可能会有水，在进行样品测量时会导致损坏仪器或者发生人员辐射沾污安全事件。
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，提供一种核电站放射性气体取样装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核电站放射性气体取样装置，包括取样流路、以及设在所述取样流路上的气体增压装置；
所述取样流路一端连接上游，一端连接下游，所述取样流路上设有单向阀，以防止气体取样过程中不会反向流入上游；
所述气体增压装置对上游气体进行增压，以满足取样的压力需求。
优选地，所述气体增压装置包括用于增压的压缩机。
优选地，所述取样流路上还设有位于所述单向阀上游的流量计。
优选地，所述取样流路上还设有位于所述流量计上游的减压阀。
优选地，所述取样流路上还设有位于所述流量计和减压阀之间的压力表。
优选地，所述取样装置还包括设置在所述取样流路上的汽水分离设备，以将所述取样流路内的气体中的水分分离出来。
优选地，所述汽水分离设备包括依次连接的缓冲罐、疏水器，所述缓冲罐设置在所述取样流路上，以让上游的气体流过所述缓冲罐后进行汽水分离，分离后的水分经所述疏水器流出。
优选地，所述取样装置还包括气体收集设备，所述单向阀的上游设有三通阀，且所述三通阀位于所述汽水分离设备的下游，所述三通阀的两接口分别经所述气体收集设备、旁路连接至所述单向阀。
优选地，所述气体收集设备包括收集罐和分别设置在所述收集罐上下游的控制阀，所述旁路上设有旁路阀。
优选地，所述取样装置采用集成一体化箱体结构。
实施本发明的核电站放射性气体取样装置，具有以下有益效果：取样装置对取样的气体进行增压，提升到取样满足的压力，避免因压力不足导致回流，保障气体取样工作能够顺利执行，单向阀可以防止下游样品接收头箱气体倒流入被取样系统。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例中的核电站放射性气体取样装置的结构示意图；
图2是图1中的取样装置与下游样品接收头箱、被取样系统连接的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明一个优选实施例中的核电站放射性气体取样装置1包括取样流路11、以及设在取样流路11上的气体增压装置12。
取样流路11一端连接上游，一端连接下游，取样流路11上设有单向阀111，以防止气体取样过程中不会反向流入上游，气体增压装置12对上游气体进行增压，以满足取样的压力需求。
取样装置1对取样的气体进行增压，提升到取样满足的压力，避免因压力不足导致回流，保障气体取样工作能够顺利执行，单向阀111可以防止下游样品接收头箱2气体倒流入被取样系统3。
气体增压装置12包括用于增压的压缩机，可外接直流、交流电源进行供电，当被取样系统3压力小于或者等于下游样品接收头箱2时，可以启动增压设备对气体进行增压。
取样流路11上还设有位于单向阀111上游的流量计112、位于流量计112上游的减压阀113、以及位于流量计112和减压阀113之间的压力表114。
流量计112对取样的容量进行监测，让取样量满足取样的容量需求。减压阀113和压力表114，可以根据取样压力显示对取样流路11压力进行调节。在其他实施例中，也可对应的取消减压阀113、压力表114，让气体增压装置12上带有的压力表114显示出增压后输出的压力值。
在一些实施例中，取样装置1还包括设置在取样流路11上的汽水分离设备13，以对取样流路11中的气水进行分离，将取样流路11内的气体中的水分分离出来，保障气体收集设备内收集全部为气体。样品汽水分离设备可以对样品中水气进行分离，对样品进行脱水，以便气相色谱进行测量。
汽水分离设备13包括依次连接的缓冲罐131、疏水器132，缓冲罐131设置在取样流路11上，以让上游的气体流过缓冲罐131后进行汽水分离，分离后的水分经疏水器132流出。
进一步地，汽水分离设备13还包括疏水阀133，对经疏水器132流出的水流进行控制。
在一些实施例中，取样装置1还包括气体收集设备14，单向阀111的上游设有三通阀115，且三通阀115位于汽水分离设备13的下游，三通阀115的两接口分别经气体收集设备14、旁路116连接至单向阀111。
气体收集设备14包括收集罐141和分别设置在收集罐141上下游的控制阀142，旁路116上设有旁路阀117。
气体收集设备14可以作为一种灵活可拆卸设备，取样过程中可以灵活拆卸，当气体取样完成后拆下气体收集设备，带回实验室连接进行气相色谱进样测量。当然，也可在对上游减压和汽水分离后，经样品出口接头B直接搜集到容器。
取样装置1采用集成一体化箱体结构，将以上各器件集成在一个气体取样箱内，装置为一种可便携设备。
取样装置可以对取样气体进行气水分离，保障气体收集设备内不含有放射性液体，对原有取样工艺安全性有大幅提高；最后，取样装置有冗余设计，在气体收集设备前安装有三通阀和旁路阀，该改进优点在于当气体收集设备故障时，可以走气体旁路管线，在装置气体出口端外接气体收集设备进行气体收集取样，可有效保障放射性气体取样装置的可靠性。
与此同时，该气体取样箱上设计两个接头，一个样品入口接头A和一个样品出口接头B，取样时只需要将被取样系统3与装置样品入口接头A连接，将下游样品接收头箱2与装置样品出口接头B连接即可。
本发明优点如下：
①当上游被取样系统3压力小于等于下游样品接收头箱2压力时，利用该装置进行取样，无需核电站运行人员进行取样系统工况改变，可以提高工作效率同时减少因系统工况对机组带来的安全运行影响。
②本发明装置设计有气水分离设备，由带液位显示缓冲罐131和疏水器132组成，可以对被取样系统3管道冷凝水和气体进行有效的分离，保证气体收集设备收集到的样品中不含有水，降低了样品测量过程中人员辐射沾污风险以及测量仪器损坏风险。
③本发明装置取样流路11设计有单向阀111、减压阀113和压力表114，可以防止在取样过程中气体倒流进入被取样系统3，同时可通过减压阀113对上游气体压力进行有效调节，降低由于上游压力过高导致气体外泄发生放射性气体误排放和氢气爆炸概率。
可以理解地，上述各技术特征可以任意组合使用而不受限制。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种核电站放射性气体取样装置，其特征在于，包括取样流路（11）、以及设在所述取样流路（11）上的气体增压装置（12）；
所述取样流路（11）一端连接上游，一端连接下游，所述取样流路（11）上设有单向阀（111），以防止气体取样过程中不会反向流入上游；
所述气体增压装置（12）对上游气体进行增压，以满足取样的压力需求。
2.根据权利要求1所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述气体增压装置（12）包括用于增压的压缩机。
3.根据权利要求1所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样流路（11）上还设有位于所述单向阀（111）上游的流量计（112）。
4.根据权利要求3所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样流路（11）上还设有位于所述流量计（112）上游的减压阀（113）。
5.根据权利要求4所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样流路（11）上还设有位于所述流量计（112）和减压阀（113）之间的压力表（114）。
6.根据权利要求1至5任一项所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样装置（1）还包括设置在所述取样流路（11）上的汽水分离设备（13），以将所述取样流路（11）内的气体中的水分分离出来。
7.根据权利要求6所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述汽水分离设备（13）包括依次连接的缓冲罐（131）、疏水器（132），所述缓冲罐（131）设置在所述取样流路（11）上，以让上游的气体流过所述缓冲罐（131）后进行汽水分离，分离后的水分经所述疏水器（132）流出。
8.根据权利要求7所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样装置（1）还包括气体收集设备（14），所述单向阀（111）的上游设有三通阀（115），且所述三通阀（115）位于所述汽水分离设备（13）的下游，所述三通阀（115）的两接口分别经所述气体收集设备（14）、旁路（116）连接至所述单向阀（111）。
9.根据权利要求8所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述气体收集设备（14）包括收集罐（141）和分别设置在所述收集罐（141）上下游的控制阀（142），所述旁路（116）上设有旁路阀（117）。
10.根据权利要求8所述的核电站放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样装置（1）采用集成一体化箱体结构。
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