CN117868576A - 一种放化实验室厂房 - Google Patents
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Abstract
本申请属于放化实验室分析领域，公开了一种放化实验室厂房，包括地下一层和地上三层，地下一层设置有分析废液设备室、真空动力间、橙区排风机房和红区排风机房，地上一层设置有分析热室线、高放自动分析间、自动分析数据间、热室操作间和质谱分析间，地上二层设置有换向器间、产品粉末分析间、中放工艺分析间、中放无损分析间、中放γ吸收分析间、ICP‑OES分析间和中放γ分析间，地上三层设置有低放工艺分析间、总放射性分析间、α能谱分析间、样品制源间、低本底α/β分析间和液闪分析间。本申请厂房的布置方法，满足工艺样品分析需求，减少运行过程中的人员辐射，便于设备操作及检维修，保证实验室的安全、稳定、高效运行。
Description
技术领域
本申请属于放化实验室分析领域，尤其涉及一种放化实验室厂房。
背景技术
后处理分析技术是指通过对工艺控制分析、产品分析、核材料衡算、核临界安全分析，为后处理厂安全、稳定、有效运行提供关键参数的技术。放射性分析实验室与普通实验室相比，具有放射性高、毒性强、样品复杂、安全要求高、检维修困难等特点，放射性样品通常都需要在具有密封屏蔽功能的热室或手套箱内进行操作。为了保证放化实验室的安全、稳定、有效运行，在选择分析方法、确定分析设备的基础上，实验室的布置至关重要。
传统的放化实验室由于工艺分析需求相对简单、样品量较少、样品体系相对简单等因素，实验室规模小，往往与工艺厂房合并在同一个建筑物内，此时，工艺房间的布局往往会影响分析实验室的布置，导致实验室布局不合理，布置空间紧张，正常操作困难，人员流动、物流存在缺陷，检维修困难，人员受照剂量高，进而影响实验室的安全、稳定运行；随着后处理工程技术的发展，需要建立具有连续生产能力的、具备完整的工艺、废物处理的后处理厂，这种后处理厂分析样品量大、样品体系复杂、工艺厂房分散，传统的分析实验室的布局无法满足要求。
因此，为了满足放化实验室稳定、安全、高效运行，有必要提出一种新型的放化分析实验室，来满足日益发展的后处理厂的样品分析需求。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本申请的目的在于提供一种放化实验室厂房，满足工艺样品分析需求，减少运行过程中的人员辐射，便于设备操作及检维修，保证实验室的安全、稳定、高效运行。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种放化实验室厂房，包括地下一层和地上三层，
地下一层设置有分析废液设备室、真空动力间、橙区排风机房和红区排风机房，
地上一层设置有分析热室线、高放自动分析间、自动分析数据间、热室操作间和质谱分析间，
地上二层设置有换向器间、产品粉末分析间、中放工艺分析间、中放无损分析间、中放γ吸收分析间、ICP-OES分析间、产品库仑分析间和中放γ分析间，
地上三层设置有低放工艺分析间、总放射性分析间、α能谱分析间、样品制源间、低本底α/β分析间和液闪分析间。
进一步地，分析废液设备室设置有多个贮槽，用于分类收集所有实验室箱室产生的废液。
进一步地，分析废液设备室设置于分析热室线的正下方。
进一步地，质谱分析间包括高分辨质谱分析间、表面热电离质谱分析间和ICP-MS分析间。
进一步地，高放自动分析房间和自动分析数据间进行分区设置，
将仪器本体布置在橙区的高放自动分析间，将控制系统及计算机布置在绿区的自动分析数据处理间，
将仪器本体和控制系统及计算机之间通过电缆相连，电缆穿墙的位置采用密封胶密封。
进一步地，分析热室线包括多个热室，热室的两侧分别设置有混合K边界屏蔽小室和多元素分析屏蔽小室，
混合K边界屏蔽小室的一侧设置有混合K边界分析间，混合K边界屏蔽小室和混合K边界分析间设置有混合K边界密度仪，其中，混合K边界密度仪的进样部件布置在混合K边界屏蔽小室内，混合K边界密度仪的测量部件布置在混合K边界分析间内，混合K边界密度仪的投样部件和测量部件通过自动传输通道连接，测量部件的外侧包裹有屏蔽体，
多元素分析屏蔽小室的一侧设置有ICP-OES分析间，多元素分析屏蔽小室和ICP-OES分析间设置有ICP-OES分析仪，其中，ICP-OES分析仪的进样部件布置在多元素分析屏蔽小室内，ICP-OES分析仪的测量部件布置在ICP-OES分析间内，ICP-OES分析仪的进样部件和测量部件通过光路连接。
进一步地，ICP-OES分析间的一侧设置有干净物品转入间，干净物品转入间通过水平运输机连通整条分析热室线。
进一步地，分析热室线的两侧分别为绿区热室操作间和橙区检修区，分析热室线上方为橙区检修区，
分析热室线的仪器控制部件设置在绿区热室操作间，与放射性样品直接接触的部件设置在分析热室线的热室内。
进一步地，换向器间靠近室外设置，用于布置换向器。
进一步地，产品粉末分析间、中放工艺分析间和产品库仑分析间相邻布置且共用一个橙区检修间。
进一步地，产品粉末分析间、中放工艺分析间和产品库仑分析间均设置有手套箱，手套箱串联形成手套箱分析线A，手套箱分析线A的一侧为绿区操作区，用于布置分析仪器，另一侧位于橙区检修间。
进一步地，将与放射性样品直接接触的仪器部件设置在手套箱内，仪器的控制部件设置在手套箱外，
手套箱内的仪器与手套箱外的仪器通过电缆和试剂管连接，电缆和试剂管通过预埋管的方式穿过墙体和地面连接各仪器。
本申请的技术效果和优点：
1、本申请通过设计一种放化实验室厂房，满足工艺样品分析需求，减少运行过程中的人员辐射，便于设备操作及检维修，保证实验室的安全、稳定、高效运行。
2、本申请通过将实验室按照样品放射性水平分层布置，层数越高，放射性越低，防止交叉污染。
3、本申请的分析热室线由多个热室和两个屏蔽小室组成，屏蔽小室和仪器结合设计，屏蔽小室旁设置了分析间，热室线其他仪器主机布置在操作区的操作台上，便于操作。
4、本申请将多个手套箱串联组成手套箱分析线，通过隔板将手套箱分为前后两个区，方便操作和检修。
5、本申请将与放射性样品直接接触的仪器部件设置在手套箱内，仪器的控制部件设置在手套箱外，手套箱内的仪器与手套箱外的仪器通过电缆和试剂管连接，电缆和试剂管通过预埋管的方式穿过墙体和地面连接各仪器，避免干扰人员操作。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为实验室地下一层布置示意图；
图2为实验室地上一层布置示意图；
图3为实验室地上二层布置示意图；
图4为实验室地上三层布置示意图；
图5为手套箱电缆走向示意图；
图6为手套箱分析线B示意图；
图7为分析热室线示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种放化实验室厂房，包括地下一层和地上三层，
地下一层设置有分析废液设备室、真空动力间、橙区排风机房和红区排风机房，
地上一层设置有分析热室线、高放自动分析间、自动分析数据间、热室操作间和质谱分析间，
地上二层设置有换向器间、产品粉末分析间、中放工艺分析间、中放无损分析间、中放γ吸收分析间、ICP-OES分析间、产品库仑分析间和中放γ分析间，
地上三层设置有低放工艺分析间、总放射性分析间、α能谱分析间、样品制源间、低本底α/β分析间和液闪分析间。
在本申请的一些实施例中，分析废液设备室设置有多个贮槽，用于分类收集所有实验室箱室产生的废液。
在本申请的一些实施例中，分析废液设备室设置于分析热室线的正下方，以便于热室内放射性比较高的废液直流到分析废液设备室，管道可直埋在热室下方的混凝土中，不需要额外屏蔽。
在本申请的一些实施例中，质谱分析间包括高分辨质谱分析间、表面热电离质谱分析间和ICP-MS分析间。通过将质谱分析间布置在地上一层，防止建筑振动对仪器产生影响，另外，将质谱类房间相邻布置，便于安装转运、统一管理，以及便于仪器用气、废液排放等管道的布局。
在本申请的一些实施例中，高放自动分析房间和自动分析数据间进行分区设置，
仪器本体布置在橙区的高放自动分析间，控制系统及计算机布置在绿区的自动分析数据处理间，人员只需要在维修设备时进入到高放自动分析间，其他时间仅在自动分析数据处理间值守，降低了操作人员的受照量，同时，将仪器本体放置在橙区，可以降低仪器本身的屏蔽厚度，简化仪器设计及检维修过程，降低成本，
仪器本体和控制系统及计算机之间通过电缆相连，电缆穿墙的部分采用密封胶密封，保证橙区和绿区之间的气氛隔离。
在本申请的一些实施例中，分析热室线包括多个热室，热室的两侧分别设置有混合K边界屏蔽小室和多元素分析屏蔽小室，
混合K边界屏蔽小室的一侧设置有混合K边界分析间，混合K边界屏蔽小室和混合K边界分析间设置有混合K边界密度仪，其中，混合K边界密度仪的进样部件布置在混合K边界屏蔽小室内，混合K边界密度仪的测量部件布置在混合K边界分析间内，混合K边界密度仪的投样部件和测量部件通过自动传输通道连接，测量部件的外侧包裹有屏蔽体，测量时，将放射性样品放置在混合K边界密度仪的进样部件，通过自动传输通道将放射性样品从混合K边界屏蔽小室传送到位于混合K边界分析间的测量部件，放射性样品分析结束后再通过自动传输通道传输回混合K边界屏蔽小室，分析得到的数据通过电缆传输到热室操作间的数据分析系统；
多元素分析屏蔽小室的一侧设置有ICP-OES分析间，多元素分析屏蔽小室和ICP-OES分析间设置有ICP-OES分析仪，其中，ICP-OES分析仪的进样部件布置在多元素分析屏蔽小室内，ICP-OES分析仪的测量部件布置在ICP-OES分析间内，ICP-OES分析仪的进样部件和测量部件通过光路连接，在多元素分析屏蔽小室内，放射性样品经过进样部件及离子化系统后产生的特征光经过光路传输到ICP-OES分析间的测量部件进行分析，分析得到的数据通过电缆传输到热室操作间的数据分析系统。
在本申请的一些实施例中，ICP-OES分析间的一侧设置有干净物品转入间，干净物品转入间通过水平运输机连通整条分析热室线。
在本申请的一些实施例中，分析热室线的两侧分别为绿区热室操作间和橙区检修区，分析热室线上方为橙区检修区，
分析热室线的仪器控制部件设置在绿区热室操作间，与放射性样品直接接触的部件设置在分析热室线的热室内。
在本申请的一些实施例中，换向器间靠近室外设置，用于布置换向器。换向器用于放射性样品气动传输时的路径匹配，将其布置在实验室的墙角，靠近室外，便于与其他样品传输管道连接，缩短传输路径，降低人员辐照风险。
在本申请的一些实施例中，产品粉末分析间、中放工艺分析间和产品库仑分析间相邻布置且共用一个橙区检修间。
在本申请的一些实施例中，产品粉末分析间、中放工艺分析间和产品库仑分析间均设置有手套箱，手套箱串联形成手套箱分析线A，从而方便样品转运，手套箱分析线A的一侧为绿区操作区，用于布置分析仪器，另一侧位于橙区检修间。需要对手套箱内的仪器进行检维修时，检修人员在橙区检修间打开手套箱检修门进行检修，防止污染气氛扩散到绿区操作区，减少人员辐射。
在本申请的一些实施例中，将与放射性样品直接接触的仪器部件设置在手套箱内，仪器的控制部件设置在手套箱外，
手套箱内的仪器与手套箱外的仪器通过电缆和试剂管连接，电缆和试剂管通过预埋管的方式穿过墙体和地面连接各仪器，避免影响人员的操作。
为了更好的说明本方案，提供了以下实施例。
实验室为地下一层、地上三层布置，
如图1所示，分析废液设备室、真空动力间、橙区排风机房和红区排风机房布置在地下一层，地下一层还布置有吹气仪表间、特下水槽间等橙区房间。其中，分析废液设备室设置有四个贮槽，用于分类收集所有实验室箱室产生的废液，分析废液设备室布置在分析热室线的正下方，以便于热室内放射性比较高的废液直流到分析废液设备室，废液管道可直埋在热室下方的混凝土中，不需要额外屏蔽。将分析废液设备室设置在地下一层，便于手套箱内的废液通过自流的方式流到分析废液设备室，无需其他的动力输送设备。
如图2所示，分析热室线、高放自动分析间、自动分析数据间、热室操作间和质谱分析间布置在地上一层，另外，地上一层还设置有空样品瓶准备间、汽车转运间和配电室，多个质谱分析间相邻布置，质谱分析间的两侧分贝设置有废物暂存间和工艺气瓶间。其中，高放自动分析间内设置了自动分析仪主体部件，放射性样品传输到自动分析仪后直接进行测量，自动分析仪的数据处理单元布置在隔壁的自动分析数据间，且划分为绿区，人员可长期停留进行数据分析，尽可能减少人员的受照。高放样品一般在热室或屏蔽小室内进行分析，在热室的两侧分别设置混合K边界屏蔽小室和多元素分析屏蔽小室，组成分析热室线，如图7所示，分析热室线为甲级实验室，利用建筑墙在分析热室线的前后两侧分割出热室操作间和检修间，热室操作间为绿区，人员可长期停留进行分析操作，检修间为橙区，只有检修时人员才进入。混合K边界屏蔽小室和多元素分析屏蔽小室分别需要跟混合K边界密度仪以及ICP-OES分析仪结合设计，因此在混合K边界屏蔽小室和多元素分析屏蔽小室的一侧分别设置混合K边界分析间和ICP-OES分析间，混合K边界密度仪的进样部件布置在混合K边界屏蔽小室内，混合K边界密度仪的测量部件布置在混合K边界分析间内，混合K边界密度仪的投样部件和测量部件通过自动传输通道连接，测量部件的外侧包裹有屏蔽体，ICP-OES分析仪的进样部件布置在多元素分析屏蔽小室内，ICP-OES分析仪的测量部件布置在ICP-OES分析间内，ICP-OES分析仪的进样部件和测量部件通过光路连接，通过将仪器的测量部件单独设置，仪器的数据分析部件则布置在热室操作间，仪器本体和数据分析部件之间通过电缆相连，电缆通过穿墙套管穿过间墙，可以避免人员在分析间停留带来的辐照问题。热室操作间内设置有热室操作台，小型设备的电控部件放在热室操作台上。ICP-OES分析间的一侧设置有干净物品转入间，干净物品转入间通过水平运输机连通整条分析热室线，可以将干净物品转入任一热室或屏蔽小室，也可以将任一热室或屏蔽小室产生的固体废物转运到某一热室，然后通过转运装置转出。质谱分析间也布置在地上一层，常用的质谱仪包括ICP-MS，表面热电离质谱仪等，质谱仪为大型精密仪器，对振动比较敏感，因此布置在地上一层。
如图3所示，换向器间、产品粉末分析间、中放工艺分析间、中放无损分析间、中放γ吸收分析间、ICP-OES分析间、产品库仑分析间和中放γ分析间布置在地上二层，地上二层还布置有中放分析实验室、产品分析实验室、样品暂存间。其中，换向器间布置在地上二层，位于实验室厂房的西侧，靠近室外，便于从各子项样品传输管道进入换向器间，换向器间内设有换向器，经过匹配路径后再送到其他实验室。产品粉末分析间、产品库仑分析间和中放分析实验室均为甲级实验室，相邻布置在二层，共用一个橙区检修间，主要用于分析毒性比较高的放射性物质。产品粉末分析间、中放工艺分析间和产品库仑分析间均设置有手套箱，手套箱串联形成手套箱分析线A，手套箱分析线A由钢板或其他轻质材料分隔为前后两部分，实现气氛隔绝，一部分为绿区操作区，用于布置分析仪器，另一部分位于橙区检修间。手套箱内的设备需要检修时，从橙区检修间进行检修，减少人员辐照。为了对仪器进行模块化设计，便于放射性环境中仪器的操作和检修，将与放射性样品直接接触的部件放在手套箱内，而仪器的控制部件放在手套箱外，仪器主机和手套箱内部件的连接电缆通过预埋套管布置，如图5所示，避免影响人员的操作。中放分析实验室内设置有多个串联的手套箱形成的手套箱分析线B，如图6所示，相邻手套箱通过通道连通，通道一侧设密封门，物料可通过通道传递到任何一个手套箱,手套箱分析线B两端的手套箱设有前室，用于将干净物品转入手套箱分析线B内。
如图4所示，低放工艺分析间、总放射性分析间、α能谱分析间、样品制源间、低本底α/β分析间和液闪分析间布置在地上三层。地上三层还布置有控制间、天平间、色质联用分析间、γ能谱分析间和极低放样品分析间。其中，总放射性分析间设置在地上三层，与地上二层的中放γ分析间一样，均用于总γ活度浓度的测量，不同的是所测样品的活度不同，分层布置可以避免测量过程中的交叉污染，尤其是高浓度样品对低浓度的样品的干扰。同时，低放工艺分析间内设置有和中放工艺分析间相同的手套箱分析线B。
综上所述，本申请通过设计一种放化实验室厂房，满足工艺样品分析需求，减少运行过程中的人员辐射，便于设备操作及检维修，保证实验室的安全、稳定、高效运行。
最后应说明的是：以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种放化实验室厂房，其特征在于，包括地下一层和地上三层，
所述地下一层设置有分析废液设备室、真空动力间、橙区排风机房和红区排风机房，
地上一层设置有分析热室线、高放自动分析间、自动分析数据间、热室操作间和质谱分析间，
地上二层设置有换向器间、产品粉末分析间、中放工艺分析间、中放无损分析间、中放γ吸收分析间、ICP-OES分析间、产品库仑分析间和中放γ分析间，
地上三层设置有低放工艺分析间、总放射性分析间、α能谱分析间、样品制源间、低本底α/β分析间和液闪分析间。
2.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述分析废液设备室设置有多个贮槽，用于分类收集所有实验室箱室产生的废液。
3.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述分析废液设备室设置于所述分析热室线的正下方。
4.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述质谱分析间包括高分辨质谱分析间、表面热电离质谱分析间和ICP-MS分析间。
5.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述高放自动分析房间和所述自动分析数据间进行分区设置，
仪器本体布置在橙区的所述高放自动分析间，将控制系统及计算机布置在绿区的所述自动分析数据处理间，
所述仪器本体和所述控制系统及计算机之间通过电缆相连，所述电缆穿墙的位置采用密封胶密封。
6.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述分析热室线包括多个热室，所述热室的两侧分别设置有混合K边界屏蔽小室和多元素分析屏蔽小室，
所述混合K边界屏蔽小室的一侧设置有混合K边界分析间，所述混合K边界屏蔽小室和所述混合K边界分析间设置有混合K边界密度仪，其中，所述混合K边界密度仪的进样部件布置在所述混合K边界屏蔽小室内，所述混合K边界密度仪的测量部件布置在所述混合K边界分析间内，所述混合K边界密度仪的投样部件和测量部件通过自动传输通道连接，所述测量部件的外侧包裹有屏蔽体，
所述多元素分析屏蔽小室的一侧设置有ICP-OES分析间，所述多元素分析屏蔽小室和所述ICP-OES分析间设置有ICP-OES分析仪，其中，所述ICP-OES分析仪的进样部件布置在所述多元素分析屏蔽小室内，所述ICP-OES分析仪的测量部件布置在所述ICP-OES分析间内，所述ICP-OES分析仪的进样部件和测量部件通过光路连接。
7.根据权利要求6所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述ICP-OES分析间的一侧设置有干净物品转入间，所述干净物品转入间通过水平运输机连通整条分析热室线。
8.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述分析热室线的两侧分别为绿区热室操作间和橙区检修区，所述分析热室线上方为橙区检修区，
所述分析热室线的仪器控制部件设置在所述绿区热室操作间，与放射性样品直接接触的部件设置在所述分析热室线的热室内。
9.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述换向器间靠近室外设置，用于布置换向器。
10.根据权利要求1所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述产品粉末分析间、中放工艺分析间和产品库仑分析间相邻布置且共用一个橙区检修间。
11.根据权利要求10所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
所述产品粉末分析间、中放工艺分析间和产品库仑分析间均设置有手套箱，所述手套箱串联形成手套箱分析线A，所述手套箱分析线A的一侧为绿区操作区，用于布置分析仪器，另一侧位于所述橙区检修间。
12.根据权利要求11所述的一种放化实验室厂房，其特征在于，
与放射性样品直接接触的仪器部件设置在所述手套箱内，仪器的控制部件设置在所述手套箱外，
所述手套箱内的仪器与手套箱外的仪器通过电缆和试剂管连接，所述电缆和试剂管通过预埋管的方式穿过墙体和地面连接各仪器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202410038933.3A CN117868576A (zh) | 2024-01-10 | 2024-01-10 | 一种放化实验室厂房 |
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