CN212110746U - 一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，所述装置包括控制组件、回路系统、抬升组件、适配器接管、取样瓶、屏蔽组件、取样器组件和箱体组件；所述抬升组件固定连接在箱体顶部，且通过连接件与取样瓶连接，所述抬升组件能够带动所述取样瓶从屏蔽组件中上升取出或带动取样瓶下降放置于屏蔽组件中；所述取样器组件与树脂浆液管路通过法兰螺纹连接；所述控制组件通过监测和控制所述回路系统控制整个取样过程。本实用新型防辐射能力可靠、取样精度高、自动化程度高且操作方便，用于三代核电技术AP1000、ACP1000核电厂的新型远程树脂取样系统。同时，本实用新型还可以应用于石化等高新技术产业取样领域。

Description

一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置

技术领域

本实用新型涉及核电厂三废处理技术领域，具体涉及一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置。

背景技术

目前，国外专业研制、生产放射性废物处理系统取样装置的供货商主要是美国Sentry公司。该公司研制、生产的取样器产品已形成了一定的产品系列，能够满足不同的取样介质、不同的取样环境压力以及不同取样容积等条件下的取样要求。但该公司研制、生产的树脂取样装置在取样流程仪控设计中缺少分步流程动作的监测、控制和对各类仪控元器件的监控，不利于操作人员对设备的复查和故障分析。

国内已有中船重工719所、航天晨光等少数几家单位针对核电厂树脂取样装置开展了相应的研究工作，在参考Sentry公司树脂取样装置ISOLOK取样技术上，虽然均实现了自动取样技术原理，但技术稳定性不高。武汉719所设计的树脂取样装置活塞气缸为双腔体结构，存在安装误差和密封隐患，同时上述各单位均仅针对取样部件展开了相应的研究工作，缺少对仪控流程的设计，一旦出现设备故障，维修与排查工作将非常麻烦。因此为适应国家核电“走出去”的方针政策，核电厂树脂取样装置亟待进行国产化研制，并尽快具备为AP1000以及国内ACP1000自主化核电项目提供可靠的树脂取样系统的能力。

实用新型内容

为了解决现有取样系统防辐射能力可靠性、取样精度以及自动化程度均不高且操作复杂等技术问题，本实用新型提供了一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，本实用新型通过树脂取样器、控制器单元、树脂取样屏蔽盒及配套的各类标准元器件，实现了防辐射以及远程控制的树脂取样。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，所述装置包括控制组件、回路系统、抬升组件、取样瓶、屏蔽组件、取样器组件和箱体组件；所述抬升组件与取样瓶连接，所述抬升组件能够带动所述取样瓶从屏蔽组件中上升顶开屏蔽组件的屏蔽盖并与取样器组件导流管对接或带动取样瓶下降放置于屏蔽组件中；所述取样器组件与树脂浆液管路连接用于取样；所述回路系统安装在箱体组件上；所述控制组件通过监测和控制所述回路系统控制整个取样过程。

优选的，本实用新型的取样器组件为往复式单气缸腔体驱动式，包括气缸腔体、取样杆、取样槽和导流管；所述取样杆设置在气缸腔体内，所述导流管与气缸腔体内部导通；所述取样槽设置在所述取样杆的前端上，通过向气缸腔体内充气和放气，实现取样杆伸缩，所述取样杆前端上设置的取样槽随取样杆前进进入树脂浆液管路采取树脂样品，采样完成后随取样杆后退取出定量的树脂样品。

优选的，本实用新型的取样槽两端设置有组合式密封圈，其包括外层的U型橡胶密封圈和内层的金属C型环。

优选的，本实用新型的屏蔽组件由注铅屏蔽罐及其顶部螺纹连接的屏蔽盖组成。

优选的，本实用新型的屏蔽盖包括注钨屏蔽塞和屏蔽盖盖板；所述注钨屏蔽塞焊接在所述屏蔽盖盖板中心处；所述屏蔽盖盖板由两块钢板焊接成T字型；所述取样瓶在抬升和下降过程中，能够带动屏蔽盖绕旋转轴旋转打开或关闭，实现取样过程中屏蔽盖远程自动开关。

优选的，本实用新型的取样瓶包括取样瓶瓶载和取样杯；所述取样瓶瓶载主体为中空的不锈钢金属圆柱，上端开环状凹槽，用于和抬升组件抓手对接；所述取样杯通过螺纹连接在所述取样瓶瓶载的下端。

优选的，本实用新型的回路系统包括控制阀组、管路附件、限位开关和流量开关；所述控制组件通过接收限位开关、流量开关的信号并通过控制控制阀组转向实现取样阶段各个动作。

优选的，本实用新型的自动取样装置还包括基座；所述抬升组件与箱体组件均固定连接在基座顶部；所述屏蔽组件固定连接在基座下端且位于抬升组件下方。

优选的，本实用新型的自动取样装置还包括运输小车，所述运输小车与基座可拆卸式连接。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型防辐射能力可靠、取样精度高、自动化程度高且操作方便，用于三代核电技术AP1000、ACP1000核电厂的新型远程树脂取样系统。同时，本实用新型还可以应用于石化等高新技术产业取样领域。本实用新型的控制组件采用远程安装的手动操作数字式控制器，控制器通过控制厂用压缩空气来运行树脂取样器，具备远程自动取样功能，避免取样期间操作人员暴露在高放射性环境中；

2、本实用新型的仪控系统分步操作控制指令，可实现对各个取样环节的安全检查、实时监控和故障分析；有利于操作员对整个取样流程进行实时监控，提高对树脂取样系统的安全控制效果。取样器组件为单活塞腔体结构，整个活塞气缸为一个整体，可免除由安装所引起的安装误差、受力不均和密封性能隐患且结构更加简单；本实用新型的取样槽为360°的环形U型槽结构，利于取样空间充满样品，避免取样槽内参与空气；本实用新型的取样器组件取样槽密封圈采用组合式密封圈型式。外层为U型往复橡胶密封圈，保证取样过程取样槽往复运动时的流畅性与密封性。组合式密封圈内层为金属C型环，支撑整个U型往复密封圈，以防止在高压状态下，样品管路压力将U型密封圈挤压变形产生破坏，防止取样槽处出现泄露事故和元件损坏。

3、本实用新型采用运输小车用将采集的样品运送到实验室，其由带有四个钢轮的衬铅金属盒组成。运输小车设有手闸且考虑屏蔽设计，便于操作员轻松操作，防止操作员受到样品的放射性辐照。运输小车可手动嵌入树脂取样器底部框架结构。屏蔽盒与运输小车设计成可拆卸结构，其由筒形容器组成，并设计有屏蔽结构，能容纳树脂取样瓶并避免操作员受到样品的放射性辐照。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的装置整体结构示意图。

图2为本实用新型的取样器组件结构示意图。

图3为本实用新型的屏蔽组件结构示意图。

图4为本实用新型的屏蔽盖结构示意图。

图5为本实用新型的取样瓶结构示意图。

具体实施方式

在下文中，可在本实用新型的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

在本实用新型的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施例中被清楚地限定。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例提供了一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，如图1所示，该装置包括取样器组件7、适配器接管4、抬升组件3、屏蔽组件6、取样瓶组件5、控制组件1、箱体组件8以及配套的回路系统2（包括管路附件、仪控元件）。取样器组件7通过适配器接管4与树脂浆液管路，通过法兰螺纹连接；抬升组件3与箱体组件8通过焊接连接在基座顶部；回路系统2的管路附件沿箱体组件8边框布置，管路附件与阀门、流量开关等仪控元器件通过卡套连接。非连接组件之间通过限位开关监控组件间的相对位置。上述各组件中，取样器组件为树脂取样的关键组件，控制组件通过监测各仪控元件信号和控制各阀门开口方向控制整个取样流程。

本实施例的回路系统2包括：控制阀组、管路附件、限位开关和流量开关。

本实施例的基座为由四根立式方钢与七根卧式方钢互相焊接而成的长方体框架结构，用于取样时屏蔽组件6和取样器组件的放置；且箱体组件8（含附件箱）和抬升组件3固定连接在基座的顶部。

本实施例的取样装置还包括手推车（运输小车），该手推车与基座可拆卸式连接。便于设置在取样装置移动到不同的应用场合中使用。

整个取样过程可分为准备阶段、对中阶段、抬升阶段、取样阶段、冲刷阶段、下降阶段六个阶段：

a、准备阶段：所有位置信号和流量监测元件均处于正常待命位置。

对中阶段：手推车推入设定好的取样位置，手推车与安装在附件箱底座上的两个限位开关接触挤压。

b、抬升阶段：当箱体组件8底座限位开关信号发生改变，控制组件1接收到该信号并控制电磁阀动作，厂用空气驱动抬升组件3的抬升气缸向上升起，带动取样瓶组件5上升顶开屏蔽组件6的屏蔽盖并与取样器组件7导流管对接。当抬升组件3上升至设计位置与安装在此的限位开关接触挤压。此时控制组件1接收到限位开关信号控制电磁阀换向停止抬升。

c、取样阶段：控制组件1接收到限位开关信号控制电磁阀换向后，控制组件1控制另一个电磁阀换向控制柱塞杆向前推进，取样器组件7的取样槽进入树脂管进行取样。取样完成后，电磁阀换向拉回柱塞杆，取样槽采取到的定量树脂样品根据重力由导流管流入取样瓶5中。

d、冲刷阶段：柱塞杆拉回至初始位置时，柱塞杆尾端活塞与活塞缸尾端限位开关接触，控制组件1接收该信号控制两个电磁阀组同时换向，将储液瓶中的除盐水冲入取样槽。位于冲刷管处的流量开关监测到除盐水冲刷干后，停止冲刷。

e、下降阶段：当冲刷阶段完成后，控制组件1控制电磁阀换向，厂用空气驱动抬升组件3的抬升气缸向下回落，取样瓶组件5回落进入屏蔽罐凹槽，下降过程中，取样瓶组件5挤压屏蔽盖，屏蔽盖绕旋转轴旋转并盖住取样瓶组件5。将放射性树脂样品密封在取样瓶组件5中。

实施例2

基于上述实施例，本实施例的取样器组件7设计成直线往复式单缸腔体模式，如图2所示，整个取样器组件由活塞9、活塞气缸10、柱塞缸11、取样槽12、导流管13以及取样杆14组成。组件间通过螺栓连接方式连接，导流管13与柱塞缸11通过焊接方式进行连接。厂用空气通过活塞气缸10前后两个进气孔进出活塞气缸并控制取样杆前后运动完成取样动作。与现有的取样装置相比，该取样器组件7的活塞气缸10只有一个腔体，相比减少了腔体数量提高了安装效率同时消除了双气缸腔体连接面处的泄露可能性。

实施例3

基于上述实施例，本实施例的屏蔽组件6设计为注铅的圆柱形容器，如图3-5所示，所述屏蔽组件6包括注铅屏蔽罐16及其顶部通过螺纹连接屏蔽盖15，屏蔽盖15包括注钨屏蔽塞17和屏蔽盖盖板18；注钨屏蔽塞17焊接在屏蔽盖盖板18中心的开孔处，屏蔽盖盖板18由两块钢板焊接成T字型，T字型凸起20沿水平面开通孔，通孔中穿过一根旋转轴19。在取样瓶抬升和下降过程中，注钨屏蔽塞17在取样瓶瓶口上升动作的带动下被取样瓶顶开，屏蔽盖15绕旋转轴19旋转打开；取样瓶下降过程中屏蔽盖盖板18的T字型凸起20与取样瓶瓶载21接触并互相挤压并绕旋转轴19旋转关闭，实现取样过程中屏蔽盖15远程自动开关的功能。

本实施例的取样瓶组件5包括取样瓶瓶载21和取样杯22；所述取样瓶瓶载21主体为中空的不锈钢金属圆筒，上端开有环状凹槽，用于组件抓手对瓶载进行抓取，进而牵引完成抬升和下降；所述取样杯22通过螺纹连接方式连接在所述取样瓶瓶载21的下端。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，所述装置包括控制组件(1)、回路系统(2)、抬升组件(3)、取样瓶(5)、屏蔽组件(6)、取样器组件(7)和箱体组件(8)；所述抬升组件(3)与取样瓶(5)连接，所述抬升组件(3)能够带动所述取样瓶(5)从屏蔽组件(6)中上升顶开屏蔽组件(6)的屏蔽盖并与取样器组件(7)导流管对接或带动取样瓶(5)下降放置于屏蔽组件(6)中；所述取样器组件(7)与树脂浆液管路连接用于取样；所述回路系统(2)连接在箱体组件(8)上；所述控制组件(1)通过监测和控制所述回路系统(2)控制整个取样过程。

2.根据权利要求1所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，所述取样器组件(7)为往复式单气缸腔体驱动式，包括气缸腔体、取样杆(14)、取样槽(12)和导流管(13)；所述取样杆(14)设置在气缸腔体内，所述导流管(13)与气缸腔体内部导通；所述取样槽设置在所述取样杆(14)的前端上，通过向气缸腔体内充气和放气，实现取样杆(14)伸缩，所述取样杆(14)前端上设置的取样槽随取样杆(14)前进进入树脂浆液管路采取树脂样品，采样完成后随取样杆(14)后退取出定量的树脂样品。

3.根据权利要求2所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，所述取样槽(12)两端设置有组合式密封圈，其包括外层的U型橡胶密封圈和内层的金属C型环。

4.根据权利要求1所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，所述屏蔽组件由注铅屏蔽罐(16)及其顶部螺纹连接的屏蔽盖(15)组成。

5.根据权利要求4所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，所述屏蔽盖(15)包括注钨屏蔽塞(17)和屏蔽盖盖板(18)；所述注钨屏蔽塞(17)焊接在所述屏蔽盖盖板(18)中心处；所述屏蔽盖盖板(18)由两块钢板焊接成T字型；所述取样瓶(5)在抬升和下降过程中，能够带动屏蔽盖(15)绕旋转轴旋转打开或关闭，实现取样过程中屏蔽盖(15)远程自动开关。

6.根据权利要求1所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，所述取样瓶(5)包括取样瓶瓶载(21)和取样杯(22)；所述取样瓶瓶载(21)主体为中空的不锈钢金属圆柱，上端开环状凹槽，用于和抬升组件抓手对接；所述取样杯(22)通过螺纹连接在所述取样瓶瓶载(21)的下端。

7.根据权利要求1所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，所述回路系统(2)包括控制阀组、管路附件、限位开关和流量开关；所述控制组件(1)通过接收限位开关、流量开关的信号并通过控制控制阀组转向实现取样阶段各个动作。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，该装置还包括基座；所述抬升组件(3)与箱体组件(8)均固定连接在基座顶部；所述屏蔽组件(6)固定安装在基座下端且位于抬升组件(3)下方。

9.根据权利要求8所述的一种适用于三代核电技术的远程树脂自动取样装置，其特征在于，该装置还包括运输小车，所述运输小车与基座可拆卸式连接。

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