CN205665061U - 一种便携式放射性气体取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种便携式放射性气体取样装置，包括用于容纳样本气体的取样气瓶(100)、具有抽气作用的空气取样泵(200)、给所述空气取样泵(200)供电的电源(300)，所述取样气瓶(100)包括进气口(101)和出气口(102)，所述空气取样泵(200)与所述取样气瓶(100)的出气口(102)通过第一软管(400)连接。本实用新型提供了一种可解决在线取样系统以外的厂房空间、废气罐内、聚集区域等现场取样装置，并可解决设有在线取样系统的厂房空间内部分块、分层等进行区域分布和代表性验证的现场取样装置。

Description

一种便携式放射性气体取样装置

技术领域

本实用新型涉及核电监测技术领域，更具体的说，涉及一种可用于任意空间区域的气体取样，用于测量其放射性的便携式放射性气体取样装置。

背景技术

目前核电厂等核工业设计中，对放射性气体取样设计有较为复杂的在线取样管线，并配取样瓶进行取样监测。而设计的在线取样管线，以压水堆核电厂为例，只能取ETY(安全壳内大气监测系统)/DVN(核辅助厂房通风系统)/TEG(废气处理系统)等少数几个系统的放射性废气。

以ETY系统为例，在线取样管线中配备抽气泵，将RX厂房(反应堆厂房)的气体抽取到RX厂房外固定的取样接头处，工作人员再将取样瓶接到取样接头上进行取样。

由于取样管线较长，需要等待至少15min才能取到RX厂房内认为有代表性的样品；

由于在线取样管线的进气口是固定的，抽取的气体来源为RX厂房内混合气体，无法取得RX厂房不同楼层或不同区域的气体，进行针对性分析。

此外，在线取样管线系统还存在如下问题：

1.无法进行这些系统以外的厂房空间内、废气罐内、聚集区域等进行取样；

2.在线取样管线系统设计复杂，建造成本、运行成本、维护成本均非常高；

3.在线取样管线系统对电源的依赖性高；

4.在线取样管线系统关联KRT(电厂辐射监测系统)，可能导致KRT系统失效，从而影响电厂的正常安全生产发电。

目前市场上尚未见可用于放射性监测的便携式气体取样装置，或移动式气体取样装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题为：提供一种便携式放射性气体取样装置，解决现有在线取样系统存在的取样困难、无法进行针对性取样、管道复杂等问题。

本实用新型为了解决所述问题，提供的技术方案为：提供一种便携式放射性气体取样装置，包括用于容纳样本气体的取样气瓶、具有抽气作用的空气取样泵、给所述空气取样泵供电的电源，所述取样气瓶包括进气口和出气口，所述空气取样泵与所述取样气瓶的出气口通过第一软管连接。

在本实用新型提供的便携式放射性气体取样装置中，还包括与所述取样气瓶的进气口连接的第二软管。

在本实用新型提供的便携式放射性气体取样装置中，所述取样气瓶的出气口和进气口上分别安装有第一快速接头和第二快速接头，所述出气口通过第一快速接头与所述第一软管连接，所述进气口通过第二快速接头与所述第二软管连接。

在本实用新型提供的便携式放射性气体取样装置中，所述取样气瓶的最高工作温度60℃，最高工作压力5bar。

在本实用新型提供的便携式放射性气体取样装置中，所述第一快速接头和第二快速接头为自锁接头。

在本实用新型提供的便携式放射性气体取样装置中，所述电源为轻便型UPS电源，包括过载保护系统和短路保护系统。

在本实用新型提供的便携式放射性气体取样装置中，还包括用于支撑所述取样气瓶、空气取样泵、电源的支架，所述支架的外周设置了外壳。

在本实用新型提供的便携式放射性气体取样装置中，所述外壳上开设了用于安装所述取样气瓶时供其通过的顶门；还开设有用于安装所述电源时供其通过的侧门。

实施本实用新型，具有如下有益效果：本实用新型专利提供了一种可解决在线取样系统以外的厂房空间、废气罐内、聚集区域等现场取样装置，并可解决设有在线取样系统的厂房空间内部分块、分层等进行区域分布和代表性验证的现场取样装置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型便携式放射性气体取样装置的工作原理图；

图2为本实用新型便携式放射性气体取样装置的结构示意图；

图3为本实用新型便携式放射性气体取样装置的外观示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

现有的在线取样系统，虽然具有复杂的管线系统设计，但是依然无法兼顾核电站的所有位置，过长的管线还会出现样本气代表性差、成本高的问题。

本实用新型专利的主要创新点：

1.不依赖在线取样系统，可以在任意区域进行取样；

2.取样口可外接软管，可以抽取不便于人员进去的废气罐、密闭空间等进行取样，保护工作人员健康；

3.取样管线非常短，具有非常好的代表性；

4.自配电源，不依赖现场电源系统，在现场无电源时可以使用，并减少工作人员寻找电源和牵拉电缆受到的照射；

5.重量轻，便于携带；

6.操作简单，即拔即断，便于使用；

7.配备自锁密封接头，可以保证取到的空气的不会泄露，确保监测的准确性；

8.制造成本低。

图1示出了本实用新型便携式放射性气体取样装置的工作原理，如图1所示，包括取样气瓶100、空气取样泵200、电源300，取样气瓶100和空气取样泵200之间通过第一软管400连接，空气取样泵200和电源300之间电连接，给空气取样泵200供电。取样气瓶100内部具有容纳空间，用于容纳样本气体，该样本气体来源于待测环境；取样气瓶100包括进气口101和出气口102，取样气瓶100的进气口101也是取样气瓶100取样口，待测环境中的空气从进气口101进入取样气瓶100内部，空气取样泵200与取样气瓶100的出气口102通过第一软管400连接，利用空气取样泵200具有的抽气作用，抽出取样气瓶100中原本存在的空气，使得待测环境中的空气从进气口101进入。

例如，具体工作状态如下：该取样装置由便携式轻便UPS提供电源300，打开电源300开关后，空气取样泵200开始工作，抽取空间气体到取样气瓶100，采集指定位置的样本气体，为确保气瓶内气体有充分的代表性，采集设为5分钟，采集完成后，分别断开快速接头104和103，再断开电源300，即完成取样。

在进行不便于人员进去的废气罐、密闭空间等取样时，需外接一根软管，即第二软管(图中未示出)，一端接到取样气瓶100的进气口101，一端直接伸入指定位置进行取样即可。

需要特殊说明的是：取样后，将取样气瓶100拿到实验室，放入高纯锗γ谱仪进行测量。该测量是基于可追溯到国家计量标准的相对测量，目前辐射监测领域，均是使用该规格的市场化的取样气瓶100进行系统取样和分析测量。

图2示出了本实用新型便携式放射性气体取样装置的结构，如图2所示，还包括用于支撑取样气瓶100、空气取样泵200、电源300的支架500，取样气瓶100和空气取样泵200之间通过第一软管400连接，空气取样泵200和电源300之间电连接，支架500的外周设置了外壳600。

图3示出了本实用新型便携式放射性气体取样装置的外观，如图3所示，外壳600设置有提手603、顶门601、侧门602。顶门601用于安装取样气瓶100时供其通过；侧门602用于安装电源300时供其通过。

下面示例性的对本实用新型的便携式放射性气体取样装置予以详细说明如下：

一、各组成的选型和性能参数考虑如下：

1 取样气瓶100

a)性能参数：

壁厚：1.5mm；

容积：3000ml；

瓶体材质：316L。

b)运行条件

最高工作温度：60℃；

最高工作压力：5bar。

c)主要安装特征

外形尺寸直径×高：

总重：2.5kg

d)详细描述：取样瓶用于对放射性气体进行集中采样。取样瓶由圆柱形瓶体、快速接头等组成，第一快速接头104和第二快速接头103安装在瓶体上，一个对应进气口101，一个对应出气口102，出气口102通过第一快速接头104与第一软管400连接，进气口101通过第二快速接头103与第二软管连接，快速接头与软管之间通过绑扎带固定。第一快速接头104和第二快速接头103为自锁接头。

e)主要部件

取样瓶主要部件包括瓶体、快速接头，对各主要部件的描述如下：

瓶体的容积为3000ml、厚度为1.5mm，瓶体上有两个G1/8”外螺纹接头，为瓶体的进出口；

快速接头为STAUBLI产品的阴快速接头，与配套的阳快速接头相连。此快速接头为自锁接头。

2 空气取样泵200

a)基本参数：

品牌:森森；

型号：ACO-005；

重量：2.5Kg；

最大压力：0.035MPa；

最大出气量：70L/min；

额定功率：80W；

额定电源300：220V/50HZ

b)工作原理：采用电磁式电机，活塞直接往复运动产生压缩气体，排气量大；无油润滑设计，压缩空气更纯净；汽缸活塞采用SF-1新型耐磨材料，使用寿命长；机壳采用优质ZL102铝合金制成，配合流线形的设计，散热效果更佳；表面磷化处理，静电喷涂，色泽均匀，附着力更强。

3 连接部件及软管

气瓶100与空气取样泵200通过第一软管400连接，如图1所示，进出口的连接部件使用卡扣进一步固定第一软管400优选为乳胶材质。

4 轻便型UPS电源

基本参数：

产品型号：UPS-550AD；

电池容量:78000mAh；

电池类型:锂离子电池；

输出参数：220V/55Hz；

输入参数：AC 220V；

包括过载保护系统和短路保护系统。

过载保护：过载后交流输出断开，交流指示灯亮红灯，拨开负载，重新开机后恢复；短路保护：短路后交流输出断开，断开负载，重新开机后恢复；

适用设备：220V300W以内；80W设备可用4小时以上。

5 外壳600及支架500。

材质：铝合金7075-T651。

二、本装置各部分的替代性说明：

1 取样气瓶100：

前文已经对取样监测的过程进行了说明，取样后，将取样气瓶100拿到实验室，放入高纯锗γ谱仪进行测量，目前辐射监测领域，均是使用该规格的市场化的取样气瓶100进行系统取样和分析测量，因此本装置拟采用此种取样气瓶100，有利于不同取样方法监测数据的比较，同时减少重新刻度仪器的放射性标准物质费用或无源效率刻度的工作量。

基于相对测量的原理，本取样装置可以由其他容器代替，如果需要准确的定量测量，只需将容器进行灌装放射性标准物质进行标定即可，或使用γ谱仪的无源效率刻度。

对准确度要求不高的定性测量，如比较不同区域放射性的高低，或在取样气瓶100不足的情况下，本装置可使用气球、自封袋等容易购买的可充气物品代替取样气瓶100。

2 空气取样泵200：

本装置对空气取样泵200无特殊要求，市场上通用的众多空气取样泵200或真空泵均可替代。

建议替代设备要重量轻，出气压力、出气流量不低于本材料选型的50％即可。

若选用220V电源300的泵，则可直接替换；也可选用12V等直流供电的泵，此时需将UPS电源修改为12V锂电池即可。

3 连接部件及软管：

本装置对连接部件及软管无特殊要求，市场上通用的煤气管线、标准接头均可以满足要求。

4 轻便型UPS电源：

本装置对UPS电源无特殊要求，市场上通用的UPS电源均可替代。

建议替代设备要重量轻，电池容量满足现场取样时间的要求，负荷满足泵的要求即可。

可直接选用12V锂电池，此时需将220V泵改为12V直流泵即可。

5 外壳600及支架500：

本装置外壳600及支架500无特殊要求，尺寸要求能满足设备装载即可，材料一般选用轻质的薄不锈钢、铝合金和高强度塑料均可。

三、采用本申请技术与原有技术相对的优势及有益效果：

本实用新型专利提供了一种可解决在线取样系统以外的厂房空间、废气罐内、聚集区域等现场取样装置，并可解决设有在线取样系统的厂房空间内部分块、分层等进行区域分布和代表性验证的现场取样装置，优势和收益如下：

1.不依赖在线取样系统，可以在任意区域进行取样，在厂房放射性分析时能够发挥重要的作用；

2.取样口可外接软管，可以抽取不便于人员进去的废气罐、密闭空间等进行取样，保护工作人员健康；

3.取样管线非常短，具有非常好的代表性，在验证在线取样管线代表性时能够发挥重要的作用；

4.自配电源300，不依赖现场电源300系统，在现场无电源300时可以使用，并减少工作人员寻找电源300和牵拉电缆受到的照射；

5.重量轻，便于携带；操作简单，即拔即断，便于使用；

6.配备自锁密封接头，可以保证取到的空气的不会泄露，确保监测的准确性；

7.制造成本低。

四、应用实例：

2015年12月07日23:00，Y3RX(阳江核电3号机组反应堆厂房)惰性气体发出1级报警。

通过该便携式放射性气体取样装置完成了Y3RX厂房内各区域取样、Y3ETY系统排气管线取样，验证了Y3ETY取样监测代表性问题、监测数据代表性问题，通过对厂房安全壳顶部、房间等多处区域的取样，最终排查出辐射水平较高的房间，并对可疑漏点处取样，配合运行人员锁定漏点，确定漏气阀门具体位置。

2016年该便携式放射性气体取样装置用于核电厂厂房REN系统(核取样系统)泄漏房间持续监测，协助化学人员和维修人员对漏点排查，协助辐射防护部门准确判断辐射核素种类。

五、本申请对电厂生产率所作的贡献：

该便携式放射性气体取样装置在阳江核电厂已经过多次实际使用，其中3个RX内部泄露问题的处理，为3号机组商运做出重要贡献；在监测房间的取样监测，为顺利完成REN系统漏点查找和处理提供了有利保障。

便携式轻便的取样装置的使用，减少了电厂为类似问题的处理的累积集体剂量，为辐射防护评价和措施防护提供依据。

需要特殊说明的是，以上技术方案仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外，在阅读了本实用新型的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型做出改动或修改，这些等价形式同样在本申请所附权利要求书所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种便携式放射性气体取样装置，其特征在于，包括用于容纳样本气体的取样气瓶(100)、具有抽气作用的空气取样泵(200)、给所述空气取样泵(200)供电的电源(300)，所述取样气瓶(100)包括进气口(101)和出气口(102)，所述空气取样泵(200)与所述取样气瓶(100)的出气口(102)通过第一软管(400)连接。

2.根据权利要求1所述的便携式放射性气体取样装置，其特征在于，还包括与所述取样气瓶(100)的进气口(101)连接的第二软管。

3.根据权利要求2所述的便携式放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样气瓶(100)的所述出气口(102)和所述进气口(101)上分别安装有第一快速接头(104)和第二快速接头(103)，所述出气口(102)通过所述第一快速接头(104)与所述第一软管(400)连接，所述进气口(101)通过所述第二快速接头(103)与所述第二软管连接。

4.根据权利要求3所述的便携式放射性气体取样装置，其特征在于，所述取样气瓶(100)的最高工作温度60℃，最高工作压力5bar。

5.根据权利要求4所述的便携式放射性气体取样装置，其特征在于，所述第一快速接头(104)和所述第二快速接头(103)为自锁接头。

6.根据权利要求1所述的便携式放射性气体取样装置，其特征在于，所述电源(300)为轻便型UPS电源，包括过载保护系统和短路保护系统。

7.根据权利要求1所述的便携式放射性气体取样装置，其特征在于，还包括用于支撑所述取样气瓶(100)、空气取样泵(200)、电源(300)的支架(500)，所述支架(500)的外周设置了外壳(600)。

8.根据权利要求7所述的便携式放射性气体取样装置，其特征在于，所述外壳(600)上开设了用于安装所述取样气瓶(100)时供其通过的顶门(601)；还开设有用于安装所述电源(300)时供其通过的侧门(602)。