CN213632864U - 核电站放射性废气取样监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种核电站放射性废气取样监测系统，包括连接在一回路设备上用于采集所述一回路设备中的放射性废气的取样装置、用于存储放射性废气的真空容器、用于从所述取样装置中定量抽取放射性废气并导入所述真空容器中的抽注装置；所述真空容器连接有用于对所述真空容器中的放射性废气进行放射性核素的定性定量分析的检测分析装置。该系统可大幅度消除由于废气放射性高所带来的检测分析死时间高、计数损失大的问题，大大提高了测量结果的准确度，同时测量时间，降低工作人员外照射的风险。

Description

核电站放射性废气取样监测系统

技术领域

本实用新型涉及核电站高放废气取样监测技术领域，尤其涉及核电站放射性废气取样监测系统。

背景技术

在核电站日常运行过程中，有时可能会出现燃料缺陷，使得反应堆堆芯产生的放射性核素泄漏到一回路冷却剂中，且随着温度、压力的变化，放射性裂变产物从冷却剂中进入到气相空间中进而形成放射性废气。在大修期间对一回路系统设备进行检修吹扫作业时，就经常需要对产生的放射性废气放射性水平进行监测。在核电站中一般采用3L钢瓶来直接对气体进行取样，然后用高纯锗γ能谱仪对其进行放射性核素的定性定量分析。这种方法对于高放废气的监测主要存在以下不足：

1、测量时间长。由于高放废气产生的射线强度过高，探测器系统的死时间增大，从而造成样品实际测量的时间比设定的时间增长很多。

2、测量结果准确度低。由于高放废气造成探测器系统的死时间增大，样品测量得到的计数会发生较多的损失，从而使得测量结果不准确。

3、工作人员受照射水平高。对高放样品进行运输和后期样品处理工作过程中，人员会不可避免的受到高强度的射线照射，增加人员外照射的风险。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种核电站放射性废气取样监测系统。

本实用新型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废气取样监测系统，包括连接在一回路设备上用于采集所述一回路设备中的放射性废气的取样装置、用于存储放射性废气的真空容器、用于从所述取样装置中定量抽取放射性废气并导入所述真空容器中的抽注装置；

所述真空容器连接有用于对所述真空容器中的放射性废气进行放射性核素的定性定量分析的检测分析装置。

优选地，所述取样装置包括储气罐；

所述储气罐的前端通过进气管线与所述一回路设备连接，所述储气罐的后端通过出气管线与所述一回路设备连接，形成循环回路。

优选地，所述进气管线上设有用于控制放射性废气流量的第一控制阀；

所述出气管线上设有用于控制放射性废气流量的第二控制阀。

优选地，所述储气罐上还设有供所述抽注装置定量抽取放射性废气的取样接口。

优选地，所述取样接口包括与所述储气罐连通的取样管，所述取样管的管道内设有第一胶塞，还包括可拆卸安装到所述取样管远离所述储气罐一端的密封件。

优选地，所述抽注装置包括第一端与所述取样接口连接，第二端与所述真空容器连接的输气管线；

所述输气管线上靠近所述取样接口一侧设有第三控制阀，靠近所述进气接口一侧设有第四控制阀；

所述第三控制阀与所述第四控制阀之间还设有用于检测所述放射性废气流量的流量计。

优选地，所述抽注装置包括中空的管体，所述管体前端设有针头，所述管体内设有活塞，还包括贯穿所述管体后端且与所述活塞连接的推杆，所述推杆用于驱动所述活塞来回移动以进行放射性废气的抽注。

优选地，所述真空容器上设有进气接口；所述进气接口上设有连接管，所述连接管的管道中设有第二胶塞。

优选地，还包括与所述真空容器可拆卸连接用于将所述真空容器抽成真空状态的真空泵。

优选地，所述检测分析装置包括供所述真空容器安置的屏蔽室，所述屏蔽室内设有对所述真空容器中放射性废气进行检测并将γ射线转化为电信号的高纯锗探测器，还包括与所述高纯锗探测器连接用于处理所述电信号的数据采集分析模块。

实施本实用新型具有以下有益效果：本申请的核电站放射性废气取样监测系统可大幅度消除由于废气放射性高所带来的检测分析死时间高、计数损失大的问题，大大提高了测量结果的准确度，同时测量时间，降低工作人员外照射的风险。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例中核电站放射性废气取样监测系统的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施例中核电站放射性废气取样监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。

如图1所示，是本实用新型的一种核电站放射性废气取样监测系统，包括连接在一回路设备100上用于采集一回路设备100中的放射性废气的取样装置1、用于存储放射性废气的真空容器3、用于从取样装置1中定量抽取放射性废气并导入真空容器3中的抽注装置2，该真空容器3连接有用于对真空容器3中的放射性废气进行放射性核素的定性定量分析的检测分析装置4。

在本实施例中，该取样装置1包括储气罐11，该储气罐11大致呈扁平椭球型结构、圆柱体结构或球体结构，其结构形状、尺寸等可根据需求进行选择设置。

进一步的，该储气罐11的前端通过进气管线12与一回路设备100连接，储气罐11的后端通过出气管线13与一回路设备100连接，形成循环回路。

进一步的，进气管线12上设有用于控制放射性废气流量的第一控制阀14，该出气管线13上设有用于控制放射性废气流量的第二控制阀15。

在进行采样时，先将该第一控制阀14与第二控制阀15打开，一回路设备100中的废气从进气管线12进入储气罐11，再从出气管线13回流到一回路设备100中，以去除原先残留在储气罐11中的气体，避免对后续检测结果造成影响，当气体循环一段时间后，关闭第二控制阀15，以将放射性废气截留在储气罐11中，当储气罐11内放射性废气到达一定量时，则关闭第一控制阀14，将放射性废气存储在储气罐11中。该进气管线12上还可以设有流量计，以监测气体流量流速，该储气罐11上还可设有气压计以监测储气罐11内气压。在一些实施例中，也可以在采样前，将进气管线12连接到氮气源上，如氮气罐或者氮气生产系统上，出气管线13连接废气处理系统或者废气罐等，通过氮气源吹扫残留在储气罐11中的气体，在吹扫作业完成后，将取样装置1与一回路设备100连接。

进一步的，该进气管线12与出气管线13为两端设有快速接头的金属软管，对应的，该储气罐11的前后端设有接口，该一回路设备100上也设有与快速接头配合的接口，由此实现取样装置1与一回路设备100的快速连接。

进一步的，该进气管线12与出气管线13靠近一回路设备100的端部还设有阀门，当要从一回路设备100拆卸下取样装置1时，则关闭阀门。当然，还阀门可设置在一回路设备100的接口上。

优选地，该第一控制阀14与第二控制阀15可以采用隔膜阀或电磁阀，还可以设有控制器，该控制器与第一控制阀14与第二控制阀15连接，用于控制第一控制阀14与第二控制阀15的开度。

优选地，该储气罐11上还设有供抽注装置2定量抽取放射性废气的取样接口111，进一步的，该取样接口111包括与储气罐11连通的取样管，取样管的管道内设有第一胶塞，还包括可拆卸安装到取样管远离储气罐11一端的密封件。该密封件可以包括定位板，该定位板中间向外凸起形成堵块，该堵块从取样管的开口侧装入其管道，以对管道进行封堵。该堵块可以圆柱体结构，其内周设有外螺纹，该取样管的管道靠近其开口侧设有内螺纹，二者螺纹连接。

或者，该密封件为具有一开口的套筒结构，其径向内侧壁设有内螺纹，该取样管的径向外侧面设有外螺纹，二者螺纹连接。

优选地，抽注装置2包括中空的管体，该管体前端设有针头，管体内设有活塞，还包括贯穿管体后端且与活塞连接的推杆，推杆用于驱动活塞来回移动以进行放射性废气的抽注。进一步的，该管体侧壁设有刻度，该刻度沿管体长度方向设置，进一步的，该管体内壁可以是磨砂玻璃材质，其前内壁可涂有硅油，以提高气密性。

真空容器3为圆柱体形状的罐体结构，其上设有进气接口32，进气接口32上设有连接管，连接管的管道中设有第二胶塞。优选地，该连接管的端部设有快速接头以便于进气接口32快速拆装。进一步的，前述的第一胶塞与第二胶塞可以是橡胶塞或硅胶塞，或者其他胶塞结构，其可根据需要进行选择设置，这里不做具体限定。

当进行抽取放射性废气时，将取样管上的密封件取下来，针头通过第一胶塞插入到管体内，抽取预定容量的放射性废气，抽取完后将密封件安装回取样管上，将针头通过第二胶塞插入到连接管上，向真空容器3注入放射性废气，且在注入放射性废气后将连接管从进气接口32上取下。

参考图2，在一些事实例中，该抽注装置2包括第一端与取样接口111连接，第二端与真空容器3连接的输气管线21，该输气管线21上靠近取样接口111一侧设有第三控制阀22，靠近进气接口32一侧设有第四控制阀23，第三控制阀22与第四控制阀23之间还设有用于检测放射性废气流量的流量计。

进一步的，该输气管线21第一端可与取样接口111连接，第二端可与进气接口32连接。

当需要向真空容器3注入放射性废气时，则打开第三控制阀22与第四控制阀23，同时由流量计24对放射性气体流量进行监测。该第三控制阀22与第四控制阀23可以是隔膜阀与电磁阀，其可与前述的控制器连接，由控制器控制二者的开度。

优选地，该核电站放射性废气取样监测系统还包括与真空容器3可拆卸连接用于将真空容器3抽成真空状态的真空泵5，该真空泵5与前述的连接管连接，进行抽气抽真空，并且在抽成真空状态后，通过快速接头将连接管拆下来，再将第二胶塞塞入连接管中，后再将带有第二胶塞的连接管安装回真空容器3。或者，该真空泵5与真空容器3的抽气接口31连接，进行抽气。

进一步的，该检测分析装置4包括供真空容器3安置的屏蔽室，屏蔽室内设有对真空容器3中放射性废气进行检测并将γ射线转化为电信号的高纯锗探测器，还包括与高纯锗探测器连接用于处理电信号的数据采集分析模块，该数据采集分析模块分析的实际放射性废气体积为抽注装置2抽取放射性废气的体积，或者有流量计24检测并转化的放射性废气体积。

进一步的，还可以包括与该数据采集分析模块连接的上位机，该上位机上设有显示屏，以显示处理结果，包括光谱图等，还可以包括与上位机连接的输入装置，以输入相关控制指令以及参数。

可以理解的，抽注装置2从储气罐11中抽取定量(预设体积)的放射性废气，并注入到真空容器3中，将真空容器3转移到检测分析装置4中进行定性定量分析。

该核电站放射性废气取样监测系统具备以下有益效果：

1、测量结果准确度高。可以很大程度的消除由于样品(放射性废气)放射性高所带来的检测分析装置死时间高、计数损失大的问题，大大提高了测量结果的准确度；

2、缩短样品(放射性废气)的实际测量时间。由于测量的样品为稀释过后的高强度放射性废气，减小了射线强度对探测器的干扰，从而消除死时间大、测量时间长的问题；

3、取样装置无需专门定制。新增的取样装置部件在市场上均有工业化生产，可替代性高，节省人力物力；

4、真空容器和取样装置1的出入口可为快速接头设计，在使用后可用压缩空气或氮气管线连接对其进行吹扫干净以重复使用，放射性污染处理方便。

可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，包括连接在一回路设备(100)上用于采集所述一回路设备(100)中的放射性废气的取样装置(1)、用于存储放射性废气的真空容器(3)、用于从所述取样装置(1)中定量抽取放射性废气并导入所述真空容器(3)中的抽注装置(2)；

所述真空容器(3)连接有用于对所述真空容器(3)中的放射性废气进行放射性核素的定性定量分析的检测分析装置(4)。

2.根据权利要求1所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，所述取样装置(1)包括储气罐(11)；

所述储气罐(11)的前端通过进气管线(12)与所述一回路设备(100)连接，所述储气罐(11)的后端通过出气管线(13)与所述一回路设备(100)连接，形成循环回路。

3.根据权利要求2所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，所述进气管线(12)上设有用于控制放射性废气流量的第一控制阀(14)；

所述出气管线(13)上设有用于控制放射性废气流量的第二控制阀(15)。

4.根据权利要求2所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，所述储气罐(11)上还设有供所述抽注装置(2)定量抽取放射性废气的取样接口(111)。

5.根据权利要求4所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，所述取样接口(111)包括与所述储气罐(11)连通的取样管，所述取样管的管道内设有第一胶塞，还包括可拆卸安装到所述取样管远离所述储气罐(11)一端的密封件。

6.根据权利要求4所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，所述真空容器(3)上设有进气接口(32)；所述进气接口(32)上设有连接管，所述连接管的管道中设有第二胶塞。

7.根据权利要求6所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，

所述抽注装置(2)包括第一端与所述取样接口(111)连接，第二端与所述真空容器(3)连接的输气管线(21)；

所述输气管线(21)上靠近所述取样接口(111)一侧设有第三控制阀(22)，靠近所述进气接口(32)一侧设有第四控制阀(23)；

所述第三控制阀(22)与所述第四控制阀(23)之间还设有用于检测所述放射性废气流量的流量计。

8.根据权利要求1所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，所述抽注装置(2)包括中空的管体，所述管体前端设有针头，所述管体内设有活塞，还包括贯穿所述管体后端且与所述活塞连接的推杆，所述推杆用于驱动所述活塞来回移动以进行放射性废气的抽注。

9.根据权利要求1所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，还包括与所述真空容器(3)可拆卸连接用于将所述真空容器(3)抽成真空状态的真空泵(5)。

10.根据权利要求1所述的核电站放射性废气取样监测系统，其特征在于，所述检测分析装置(4)包括供所述真空容器(3)安置的屏蔽室，所述屏蔽室内设有对所述真空容器(3)中放射性废气进行检测并将γ射线转化为电信号的高纯锗探测器，还包括与所述高纯锗探测器连接用于处理所述电信号的数据采集分析模块。

Images