一種便攜式放射性氣體取樣裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種便攜式放射性氣體取樣裝置，包括用于容納樣本氣體的取樣氣瓶(100)、具有抽氣作用的空氣取樣泵(200)、給所述空氣取樣泵(200)供電的電源(300)，所述取樣氣瓶(100)包括進氣口(101)和出氣口(102)，所述空氣取樣泵(200)與所述取樣氣瓶(100)的出氣口(102)通過第一軟管(400)連接。本發(fā)明提供了一種可解決在線取樣系統(tǒng)以外的廠房空間、廢氣罐內、聚集區(qū)域等現(xiàn)場取樣裝置，并可解決設有在線取樣系統(tǒng)的廠房空間內部分塊、分層等進行區(qū)域分布和代表性驗證的現(xiàn)場取樣裝置。
【專利說明】
一種便攜式放射性氣體取樣裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及核電監(jiān)測技術領域，更具體的說，涉及一種可用于任意空間區(qū)域的氣 體取樣，用于測量其放射性的便攜式放射性氣體取樣裝置。
【背景技術】
[0002] 目前核電廠等核工業(yè)設計中，對放射性氣體取樣設計有較為復雜的在線取樣管 線，并配取樣瓶進行取樣監(jiān)測。而設計的在線取樣管線，以壓水堆核電廠為例，只能取ETY (安全殼內大氣監(jiān)測系統(tǒng))/DVN(核輔助廠房通風系統(tǒng))/TEG(廢氣處理系統(tǒng)）等少數(shù)幾個系 統(tǒng)的放射性廢氣。
[0003] 以ETY系統(tǒng)為例，在線取樣管線中配備抽氣栗，將RX廠房(反應堆廠房）的氣體抽取 到RX廠房外固定的取樣接頭處，工作人員再將取樣瓶接到取樣接頭上進行取樣。
[0004] 由于取樣管線較長，需要等待至少15min才能取到RX廠房內認為有代表性的樣品；
[0005] 由于在線取樣管線的進氣口是固定的，抽取的氣體來源為RX廠房內混合氣體，無 法取得RX廠房不同樓層或不同區(qū)域的氣體，進行針對性分析。
[0006] 此外，在線取樣管線系統(tǒng)還存在如下問題：
[0007] 1.無法進行這些系統(tǒng)以外的廠房空間內、廢氣罐內、聚集區(qū)域等進行取樣；
[0008] 2.在線取樣管線系統(tǒng)設計復雜，建造成本、運行成本、維護成本均非常高；
[0009] 3.在線取樣管線系統(tǒng)對電源的依賴性高；
[0010] 4.在線取樣管線系統(tǒng)關聯(lián)KRT(電廠輻射監(jiān)測系統(tǒng)），可能導致KRT系統(tǒng)失效，從而 影響電廠的正常安全生產發(fā)電。
[0011] 目前市場上尚未見可用于放射性監(jiān)測的便攜式氣體取樣裝置，或移動式氣體取樣 裝置。

【發(fā)明內容】

[0012] 本發(fā)明所要解決的技術問題為:提供一種便攜式放射性氣體取樣裝置，解決現(xiàn)有 在線取樣系統(tǒng)存在的取樣困難、無法進行針對性取樣、管道復雜等問題。
[0013] 本發(fā)明為了解決所述問題，提供的技術方案為:提供一種便攜式放射性氣體取樣 裝置，包括用于容納樣本氣體的取樣氣瓶、具有抽氣作用的空氣取樣栗、給所述空氣取樣栗 供電的電源，所述取樣氣瓶包括進氣口和出氣口，所述空氣取樣栗與所述取樣氣瓶的出氣 口通過第一軟管連接。
[0014] 在本發(fā)明提供的便攜式放射性氣體取樣裝置中，還包括與所述取樣氣瓶的進氣口 連接的第二軟管。
[0015] 在本發(fā)明提供的便攜式放射性氣體取樣裝置中，所述取樣氣瓶的出氣口和進氣口 上分別安裝有第一快速接頭和第二快速接頭，所述出氣口通過第一快速接頭與所述第一軟 管連接，所述進氣口通過第二快速接頭與所述第二軟管連接。
[0016] 在本發(fā)明提供的便攜式放射性氣體取樣裝置中，所述取樣氣瓶的最高工作溫度60 °C，最高工作壓力5bar。
[0017] 在本發(fā)明提供的便攜式放射性氣體取樣裝置中，所述第一快速接頭和第二快速接 頭為自鎖接頭。
[0018] 在本發(fā)明提供的便攜式放射性氣體取樣裝置中，所述電源為輕便型UPS電源，包括 過載保護系統(tǒng)和短路保護系統(tǒng)。
[0019] 在本發(fā)明提供的便攜式放射性氣體取樣裝置中，還包括用于支撐所述取樣氣瓶、 空氣取樣栗、電源的支架，所述支架的外周設置了外殼。
[0020] 在本發(fā)明提供的便攜式放射性氣體取樣裝置中，所述外殼上開設了用于安裝所述 取樣氣瓶時供其通過的頂門；還開設有用于安裝所述電源時供其通過的側門。
[0021] 實施本發(fā)明，具有如下有益效果:本發(fā)明專利提供了一種可解決在線取樣系統(tǒng)以 外的廠房空間、廢氣罐內、聚集區(qū)域等現(xiàn)場取樣裝置，并可解決設有在線取樣系統(tǒng)的廠房空 間內部分塊、分層等進行區(qū)域分布和代表性驗證的現(xiàn)場取樣裝置。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在無需付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根 據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1為本發(fā)明便攜式放射性氣體取樣裝置的工作原理圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明便攜式放射性氣體取樣裝置的結構示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明便攜式放射性氣體取樣裝置的外觀示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面將結合實施例，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0027]現(xiàn)有的在線取樣系統(tǒng)，雖然具有復雜的管線系統(tǒng)設計，但是依然無法兼顧核電站 的所有位置，過長的管線還會出現(xiàn)樣本氣代表性差、成本高的問題。
[0028]本發(fā)明專利的主要創(chuàng)新點：
[0029] 1.不依賴在線取樣系統(tǒng)，可以在任意區(qū)域進行取樣；
[0030] 2.取樣口可外接軟管，可以抽取不便于人員進去的廢氣罐、密閉空間等進行取樣， 保護工作人員健康；
[0031] 3.取樣管線非常短，具有非常好的代表性；
[0032] 4.自配電源，不依賴現(xiàn)場電源系統(tǒng)，在現(xiàn)場無電源時可以使用，并減少工作人員尋 找電源和牽拉電纜受到的照射；
[0033] 5.重量輕，便于攜帶；
[0034] 6.操作簡單，即拔即斷，便于使用；
[0035] 7.配備自鎖密封接頭，可以保證取到的空氣的不會泄露，確保監(jiān)測的準確性；
[0036] 8.制造成本低。
[0037]圖1示出了本發(fā)明便攜式放射性氣體取樣裝置的工作原理，如圖1所示，包括取樣 氣瓶100、空氣取樣栗200、電源300,取樣氣瓶100和空氣取樣栗200之間通過第一軟管400連 接，空氣取樣栗200和電源300之間電連接，給空氣取樣栗200供電。取樣氣瓶100內部具有容 納空間，用于容納樣本氣體，該樣本氣體來源于待測環(huán)境;取樣氣瓶100包括進氣口 101和出 氣口 102，取樣氣瓶100的進氣口 101也是取樣氣瓶100取樣口，待測環(huán)境中的空氣從進氣口 101進入取樣氣瓶100內部，空氣取樣栗200與取樣氣瓶100的出氣口 102通過第一軟管400連 接，利用空氣取樣栗200具有的抽氣作用，抽出取樣氣瓶100中原本存在的空氣，使得待測環(huán) 境中的空氣從進氣口 101進入。
[0038]例如，具體工作狀態(tài)如下：該取樣裝置由便攜式輕便UPS提供電源300,打開電源 300開關后，空氣取樣栗200開始工作，抽取空間氣體到取樣氣瓶100，采集指定位置的樣本 氣體，為確保氣瓶內氣體有充分的代表性，采集設為5分鐘，采集完成后，分別斷開快速接頭 104和103,再斷開電源300,即完成取樣。
[0039] 在進行不便于人員進去的廢氣罐、密閉空間等取樣時，需外接一根軟管，即第二軟 管（圖中未示出），一端接到取樣氣瓶100的進氣口 101，一端直接伸入指定位置進行取樣即 可。
[0040] 需要特殊說明的是:取樣后，將取樣氣瓶100拿到實驗室，放入高純鍺γ譜儀進行 測量。該測量是基于可追溯到國家計量標準的相對測量，目前輻射監(jiān)測領域，均是使用該規(guī) 格的市場化的取樣氣瓶100進行系統(tǒng)取樣和分析測量。
[0041] 圖2示出了本發(fā)明便攜式放射性氣體取樣裝置的結構，如圖2所示，還包括用于支 撐取樣氣瓶100、空氣取樣栗200、電源300的支架500,取樣氣瓶100和空氣取樣栗200之間通 過第一軟管400連接，空氣取樣栗200和電源300之間電連接，支架500的外周設置了外殼 600 〇
[0042] 圖3示出了本發(fā)明便攜式放射性氣體取樣裝置的外觀，如圖3所示，外殼600設置有 提手603、頂門601、側門602。頂門601用于安裝取樣氣瓶100時供其通過;側門602用于安裝 電源300時供其通過。
[0043]下面示例性的對本發(fā)明的便攜式放射性氣體取樣裝置予以詳細說明如下：
[0044] -、各組成的選型和性能參數(shù)考慮如下：
[0045] 1取樣氣瓶100 [0046] a)性能參數(shù)：
[0047] 壁厚：1.5mm;
[0048] 容積：3000ml;
[0049] 瓶體材質：316L。
[0050] b)運行條件
[0051] 最高工作溫度:60Γ ;
[0052] 最高工作壓力：5bar。
[0053] c)主要安裝特征
[0054] 外形尺寸直徑X高:(p208mmx 155 mm
[0055] 總重:2.5kg
[0056] d)詳細描述:取樣瓶用于對放射性氣體進行集中采樣。取樣瓶由圓柱形瓶體、快速 接頭等組成，第一快速接頭104和第二快速接頭103安裝在瓶體上，一個對應進氣口 101，一 個對應出氣口 102，出氣口 102通過第一快速接頭104與第一軟管400連接，進氣口 101通過第 二快速接頭103與第二軟管連接，快速接頭與軟管之間通過綁扎帶固定。第一快速接頭104 和第二快速接頭103為自鎖接頭。
[0057] e)主要部件
[0058]取樣瓶主要部件包括瓶體、快速接頭，對各主要部件的描述如下：
[0059]瓶體的容積為3000ml、厚度為1.5mm，瓶體上有兩個G1/8"外螺紋接頭，為瓶體的進 出口；
[0060]快速接頭為STAUBLI產品的陰快速接頭，與配套的陽快速接頭相連。此快速接頭為 自鎖接頭。
[0061 ] 2空氣取樣栗200
[0062] a)基本參數(shù)：
[0063] 品牌:森森；
[0064] 型號：AC0-005;
[0065] 重量:2.5Kg;
[0066] 最大壓力：0·O35MPa;
[0067] 最大出氣量:70L/min;
[0068] 額定功率:80W;
[0069] 額定電源 300:220V/50HZ。
[0070]
[0071 ] b)工作原理:采用電磁式電機，活塞直接往復運動產生壓縮氣體，排氣量大;無油 潤滑設計，壓縮空氣更純凈;汽缸活塞采用SF-I新型耐磨材料，使用壽命長;機殼采用優(yōu)質 ZL102鋁合金制成，配合流線形的設計，散熱效果更佳;表面磷化處理，靜電噴涂，色澤均勻， 附著力更強。
[0072] 3連接部件及軟管
[0073]氣瓶100與空氣取樣栗200通過第一軟管400連接，如圖1所示，進出口的連接部件 使用卡扣進一步固定第一軟管400優(yōu)選為乳膠材質。
[0074] 4輕便型UPS電源
[0075] 基本參數(shù)：
[0076] 產品型號：UPS-550AD;
[0077] 電池容量:78000mAh;
[0078] 電池類型:鋰離子電池；
[0079] 輸出參數(shù)：220V/55Hz;
[0080] 輸入參數(shù):AC 220V;
[0081 ]包括過載保護系統(tǒng)和短路保護系統(tǒng)。
[0082] 過載保護:過載后交流輸出斷開，交流指示燈亮紅燈，撥開負載，重新開機后恢復； 短路保護:短路后交流輸出斷開，斷開負載，重新開機后恢復；
[0083] 適用設備：220V300W以內；80W設備可用4小時以上。
[0084] 5外殼600及支架500。
[0085]材質：鋁合金7075-T651。
[0086]二、本裝置各部分的替代性說明：
[0087] 1取樣氣瓶100:
[0088] 前文已經對取樣監(jiān)測的過程進行了說明，取樣后，將取樣氣瓶100拿到實驗室，放 入高純鍺γ譜儀進行測量，目前輻射監(jiān)測領域，均是使用該規(guī)格的市場化的取樣氣瓶100進 行系統(tǒng)取樣和分析測量，因此本裝置擬采用此種取樣氣瓶100,有利于不同取樣方法監(jiān)測數(shù) 據的比較，同時減少重新刻度儀器的放射性標準物質費用或無源效率刻度的工作量。
[0089] 基于相對測量的原理，本取樣裝置可以由其他容器代替，如果需要準確的定量測 量，只需將容器進行灌裝放射性標準物質進行標定即可，或使用γ譜儀的無源效率刻度。
[0090] 對準確度要求不高的定性測量，如比較不同區(qū)域放射性的高低，或在取樣氣瓶100 不足的情況下，本裝置可使用氣球、自封袋等容易購買的可充氣物品代替取樣氣瓶100。
[0091] 2空氣取樣栗200:
[0092] 本裝置對空氣取樣栗200無特殊要求，市場上通用的眾多空氣取樣栗200或真空栗 均可替代。
[0093]建議替代設備要重量輕，出氣壓力、出氣流量不低于本材料選型的50%即可。
[0094] 若選用220V電源300的栗，則可直接替換;也可選用12V等直流供電的栗，此時需將 UPS電源修改為12V鋰電池即可。
[0095] 3連接部件及軟管：
[0096]本裝置對連接部件及軟管無特殊要求，市場上通用的煤氣管線、標準接頭均可以 滿足要求。
[0097] 4輕便型UPS電源：
[0098] 本裝置對UPS電源無特殊要求，市場上通用的UPS電源均可替代。
[0099]建議替代設備要重量輕，電池容量滿足現(xiàn)場取樣時間的要求，負荷滿足栗的要求 即可。
[0100] 可直接選用12V鋰電池，此時需將220V栗改為12V直流栗即可。
[0101] 5外殼600及支架500:
[0102]本裝置外殼600及支架500無特殊要求，尺寸要求能滿足設備裝載即可，材料一般 選用輕質的薄不銹鋼、鋁合金和高強度塑料均可。
[0103] 三、采用本申請技術與原有技術相對的優(yōu)勢及有益效果：
[0104] 本發(fā)明專利提供了一種可解決在線取樣系統(tǒng)以外的廠房空間、廢氣罐內、聚集區(qū) 域等現(xiàn)場取樣裝置，并可解決設有在線取樣系統(tǒng)的廠房空間內部分塊、分層等進行區(qū)域分 布和代表性驗證的現(xiàn)場取樣裝置，優(yōu)勢和收益如下：
[0105] 1.不依賴在線取樣系統(tǒng)，可以在任意區(qū)域進行取樣，在廠房放射性分析時能夠發(fā) 揮重要的作用；
[0106] 2.取樣口可外接軟管，可以抽取不便于人員進去的廢氣罐、密閉空間等進行取樣， 保護工作人員健康；
[0107] 3.取樣管線非常短，具有非常好的代表性，在驗證在線取樣管線代表性時能夠發(fā) 揮重要的作用；
[0108] 4.自配電源300,不依賴現(xiàn)場電源300系統(tǒng)，在現(xiàn)場無電源300時可以使用，并減少 工作人員尋找電源300和牽拉電纜受到的照射；
[0109] 5.重量輕，便于攜帶;操作簡單，即拔即斷，便于使用；
[0110] 6.配備自鎖密封接頭，可以保證取到的空氣的不會泄露，確保監(jiān)測的準確性；
[0111] 7.制造成本低。
[0112] 四、應用實例：
[0113] 2015年12月07日23:00，Y3RX(陽江核電3號機組反應堆廠房）惰性氣體發(fā)出1級報 警。
[0114]通過該便攜式放射性氣體取樣裝置完成了 Y3RX廠房內各區(qū)域取樣、Y3ETY系統(tǒng)排 氣管線取樣，驗證了 Y3ETY取樣監(jiān)測代表性問題、監(jiān)測數(shù)據代表性問題，通過對廠房安全殼 頂部、房間等多處區(qū)域的取樣，最終排查出輻射水平較高的房間，并對可疑漏點處取樣，配 合運行人員鎖定漏點，確定漏氣閥門具體位置。
[0115] 2016年該便攜式放射性氣體取樣裝置用于核電廠廠房REN系統(tǒng)(核取樣系統(tǒng))泄漏 房間持續(xù)監(jiān)測，協(xié)助化學人員和維修人員對漏點排查，協(xié)助輻射防護部門準確判斷輻射核 素種類。
[0116] 五、本申請對電廠生產率所作的貢獻：
[0117]該便攜式放射性氣體取樣裝置在陽江核電廠已經過多次實際使用，其中3個RX內 部泄露問題的處理，為3號機組商運做出重要貢獻;在監(jiān)測房間的取樣監(jiān)測，為順利完成REN 系統(tǒng)漏點查找和處理提供了有利保障。
[0118] 便攜式輕便的取樣裝置的使用，減少了電廠為類似問題的處理的累積集體劑量， 為輻射防護評價和措施防護提供依據。
[0119] 需要特殊說明的是，以上技術方案僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范 圍。此外，在閱讀了本發(fā)明的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明做出改動或修改，這 些等價形式同樣在本申請所附權利要求書所限定的范圍之內。
【主權項】
1. 一種便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，包括用于容納樣本氣體的取樣氣瓶 (100)、具有抽氣作用的空氣取樣栗(200)、給所述空氣取樣栗(200)供電的電源(300)，所述 取樣氣瓶（100)包括進氣口（101)和出氣口（102)，所述空氣取樣栗（200)與所述取樣氣瓶 (100)的出氣口（102)通過第一軟管(400)連接。2. 根據權利要求1所述的便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，還包括與所述取樣 氣瓶(100)的進氣口（101)連接的第二軟管。3. 根據權利要求2所述的便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，所述取樣氣瓶 (100)的所述出氣口（102)和所述進氣口（101)上分別安裝有第一快速接頭（104)和第二快 速接頭（103)，所述出氣口（102)通過所述第一快速接頭（104)與所述第一軟管(400)連接， 所述進氣口（ 1 〇 1)通過所述第二快速接頭（103)與所述第二軟管連接。4. 根據權利要求3所述的便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，所述取樣氣瓶 (100)的最高工作溫度60°C，最高工作壓力5bar。5. 根據權利要求4所述的便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，所述第一快速接頭 (104)和所述第二快速接頭（103)為自鎖接頭。6. 根據權利要求1所述的便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，所述電源（300)為 輕便型UPS電源，包括過載保護系統(tǒng)和短路保護系統(tǒng)。7. 根據權利要求1所述的便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，還包括用于支撐所 述取樣氣瓶（100 )、空氣取樣栗(200 )、電源(300)的支架(500 )，所述支架(500)的外周設置 了外殼(600)。8. 根據權利要求7所述的便攜式放射性氣體取樣裝置，其特征在于，所述外殼(600)上 開設了用于安裝所述取樣氣瓶（100)時供其通過的頂門（601);還開設有用于安裝所述電源 (300)時供其通過的側門（602)。
【文檔編號】G01N1/22GK105842016SQ201610387300
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】余興龍, 李振華, 金曉祥, 陳本強
【申請人】陽江核電有限公司, 中國廣核集團有限公司, 中國廣核電力股份有限公司