CN209522608U - 一种去除溶解放射性气体的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水净化领域，具体涉及一种去除溶解放射性气体的装置。目前燃料组件破损检测手段主要有在线啜吸检测和离线啜吸检测,在线啜吸检测时有较多疑似破损组件，检测精度不高，换料时间较长。本装置包括：进水单元、出水单元、进气口、出气口。保安过滤器一端和脱气膜组件进水口通过管道相连；脱气膜组件出气口与排气组件相连，脱气膜组件排气口与真空泵一端通过管道相连；气体吹扫单元与脱气膜组件进气口通过管道相连；出水单元与脱气膜组件出水口通过管道相连。本装置能有效实现放射性废水净化，不破坏水池化学环境。

Description

一种去除溶解放射性气体的装置

技术领域

本实用新型属于水净化领域，具体涉及一种去除溶解放射性气体的装置。

背景技术

核电厂反应堆水池及乏燃料池中长期存放燃料组件，反应堆运行阶段可能会有燃料组件破损，造成一回路放射性增大，因此在核电厂换料大修期间，需要将破损的燃料组件检测出来，防止破损组件重新入堆。目前燃料组件破损检测手段主要有在线啜吸检测和离线啜吸检测，在线啜吸检测及离线啜吸检测的技术原理是采用降低燃料组件内外压差的方式促使裂变产物泄露到外部环境，通过检测外部环境的放射性核素及强度的变化来判定组件是否破损，检测过程都是在水池环境中进行，而水池环境本身可能溶解有放射性气体如氪和氙等，使待检组件外部环境放射性强度增大，即本底放射性增大，致使在线啜吸检测时出现较多的疑似破损组件，同时高放射性本底环境会影响离线啜吸检测的检测精度，使得核电厂换料时间延长，同时也会有破损组件重新入堆的风险。

本实用新型内容针对以上问题，提出了去除反应堆池水及乏燃料水池池水溶解放射性气体的方法，在不破损水池化学环境的前提下实现水中溶解气体的去除，并基于此方法，提出了一套用于一种用于去除乏燃料水池池水溶解放射性气体的装置。

发明内容

1.目的：

为了降低燃料在线啜吸检测和离线啜吸检测时环境本底放射性，提出了一种一种用于去除乏燃料水池池水溶解放射性气体的装置，在不破坏水池化学环境的前提下，实现对水中溶解的氪和氙等放射性气体的去除，同时该装置亦可用于核电厂放射性废水的净化环节，去除放射性废水中溶解的放射性气体。

2.技术方案：

反应堆水池及乏燃料水池因为存放燃料组件，水中溶解的放射性气体一般有氪和氙等放射性气体，其在水中的溶解度较小，在水溶液中容易形成饱和溶液，根据亨利定律，在一定温度的密封容器内，气体的分压与该气体溶在溶液内的摩尔浓度成正比，因此降低外部环境放射性气体的分压即可使溶解于水中的放射性气体释放出来，这为去除反应堆水池池水及乏水池池水中溶解的放射性气体提供了理论依据。

一种去除溶解放射性气体的装置,包括：进水单元、出水单元、进气口、出气口。进水单元由进水箱、进水增压泵、电动球阀、保安过滤器、溶氧监测表A、压力表、流量计A依次串联而成，保安过滤器一端和脱气膜组件进水口通过管道相连；脱气膜组件出气口与排气组件相连，所述的排气组件由真空表、真空泵、流量计B、排气口依次串联而成，脱气膜组件排气口与真空泵一端通过管道相连；气体吹扫单元与脱气膜组件进气口通过管道相连；出水单元与脱气膜组件出水口通过管道相连。

所述的出水单元由手动球阀、止回阀、溶氧监测表B、压力表、手动球阀、产水箱通过管道依次相串联组成；脱气膜组件出水口与产水箱连接。

所述的气体吹扫单元由针阀、压力表、流量计、电动球阀、减压阀和吹扫气源通过管道依次相串联；减压阀一端与脱气膜组件进气口连接。

所述的进水增压泵、溶氧监测表A、流量计A、溶氧监测表B、压力表、电动球阀、真空表、真空泵、流量计B装有传感器，传感器与PLC装置相连；PLC通过以太网和上位机相连。

3.效果：

本实用新型采用脱气膜的方式来去除反应堆水池和乏燃料水池池水溶解放射性气体，克服了核电厂现有除气方式中设备多操作复杂的缺点，且在使用过程中不会改变乏燃料水池的化学环境，可以用于提高燃料组件破损检测中在线啜吸检测和离线啜吸检测的检测精度。同时该装置可以采用串联脱气膜组件实现对放射性气体的高精度去除，也可以通过采用并联脱气膜组件来了增大水的流量，实现去除大体积水中溶解放射性气体的需求。

附图说明

图1是本实用新型去除乏燃料水池池水溶解放射性气体装置原理图

图2是本实用新型去除乏燃料水池池水溶解放射性气体装置控制系统图

图中：1.进水箱、2.进水增压泵、3.电动球阀、4.保安过滤器、5.溶氧监测表A、6.压力表、7.流量计A、8.脱气膜组件进水口、9.脱气膜组件出水口、10.手动球阀、11.止回阀、12.溶氧监测表B、13.压力表、14.手动球阀、15.产水箱、16.针阀、17.压力表、18.流量计B、19.电动球阀、20.减压阀、21.吹扫气源、22.真空表、23.真空泵、24.流量计、25.排气口。

具体实施方式

目前核电厂针对反应堆冷却剂除气方案采用冷却剂除气塔的方案，采用喷雾和抽真空的方式实现冷却剂中溶解气体的去除，该方案需要大型的除气塔和形成喷雾抽真空及冷凝等相关设备，不适用于反应堆厂房及燃料厂房环境。

针对去除反应堆水池池水及乏燃料水池池水溶解放射性气体目前没有相关的装置。本实用新型针对燃料组件在线啜吸检测和离线啜吸检测降低燃料组件周边水环境中溶解放射性气体，提出采用脱气膜的方式实现水中溶解气体的去除，脱气膜使用了一种特殊的疏水性多空中空纤维膜，通过这层疏水膜将圆柱形的腔体分割成两个部分，水溶液部分和气路部分，膜组件可以在不使用水溶液分散(喷淋、雾化等)的情况下使其与气体分离，膜组件包含由几千只微孔聚丙烯纤维围绕一个布水管编织而成的管束。中空纤维均匀地排列成一个有进水口的单元，可以有较大的水流容量和膜表面的高效利用，由于中空纤维料膜是疏水性的，水溶液无法透过微孔而溶解气体可以扩散通过，从而实现气-液高效分离。本实用新型装置主要包括进水单元、过滤单元、气体吹扫单元、储水单元组成及相关的传感器如溶氧监测表、流量计，压力表、真空表，控制单元PLC及上位机。

如图1所示，进水增压泵2与进水箱1相连，将待净化的水进行适当增压后进入回路，压力大小可以根据实际的工况进行调节，进水增压泵2与保安过滤器3及水回路管路连接，对待净化水进行初过滤，保安过滤器4与脱气膜进水口8连接，进行脱气流程，脱气膜出水口9与产水箱15连接，产水箱15储存净化后的水。

吹扫气体(如氮气等惰性气体)气源21与减压阀20连接，气源压力可以调节，减压阀20出口与脱气膜进气口连接，脱气膜出气口与真空泵22连接，真空泵22将吹扫气体经排气口24排出。

如图2所示，在水回路及气回路中还设有传感器模块，包括进水增压泵2、溶氧监测表A5、流量计A7、溶氧监测表B12、压力表13、电动球阀19、真空表22、真空泵23、流量计B24，实现对装置运行状态的监控，传感器模块与PLC连接，PLC对传感器信号进行处理后，在上位机上显示出来，同时上位机通过以太网连接PLC，实现对增压泵2、电动球阀19和真空泵23的开关的控制。

进水箱1与进水增压泵2连接，进水增压泵2与保安过滤器4及水回路管路连接，保安过滤器4与脱气膜进水口8连接，脱气膜出水口9与产水箱15连接。吹扫气体(如氮气等惰性气体)气源21与减压阀20连接，减压阀20出口与脱气膜进气口连接，脱气膜出气口与真空泵23机组连接，真空泵23将吹扫气体排出。

Claims (4)

1.一种去除溶解放射性气体的装置,包括：进水单元、出水单元，其特征在于：所述的进水单元由进水箱(1)、进水增压泵(2)、电动球阀(3)、保安过滤器(4)、溶氧监测表A(5)、压力表(6)、流量计A(7)依次串联而成，保安过滤器(4)一端和脱气膜组件进水口(8)通过管道相连；脱气膜组件出气口与排气组件相连，所述的排气组件由真空表(22)、真空泵(23)、流量计B(24)、排气口(25)依次串联而成，脱气膜组件排气口与真空泵(23)一端通过管道相连；气体吹扫单元与脱气膜组件进气口通过管道相连；出水单元与脱气膜组件出水口(9)通过管道相连。

2.如权利要求1所述的一种去除溶解放射性气体的装置，其特征在于：所述的出水单元由手动球阀(10)、止回阀(11)、溶氧监测表B(12)、压力表(13)、手动球阀(14)、产水箱(15)通过管道依次相串联组成；脱气膜组件出水口与产水箱(15)连接。

3.如权利要求1所述的一种去除溶解放射性气体的装置，其特征在于：所述的气体吹扫单元由针阀(16)、压力表(17)、流量计(18)、电动球阀(19)、减压阀(20)和吹扫气源(21)通过管道依次相串联；减压阀(20)一端与脱气膜组件进气口连接。

4.如权利要求1所述的一种去除溶解放射性气体的装置，其特征在于：所述的进水增压泵(2)、溶氧监测表A(5)、流量计A(7)、溶氧监测表B(12)、压力表(13)、电动球阀(19)、真空表(22)、真空泵(23)、流量计B(24)装有传感器，传感器与PLC装置相连；PLC通过以太网和上位机相连。