[發明專利]用于核電站安全殼事故后水蒸汽在線測量的裝置和方法

有效

• 申請號: 201610032449.5
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105738246B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 高博;江婷;陳治江;賴新春;張鵬程;唐輝;李嶸
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所;中廣核工程有限公司;四川聚能核技術工程有限公司
• 主分類號: G01N7/00
• 分類號: G01N7/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 劉華平

本發明公開了一種用于核電站安全殼事故后水蒸汽在線測量的裝置，包括進氣管、標準容器、冷液容器、冷液循環泵、液態水收集器、出氣管以及水蒸汽濃度測量裝置；所述進氣管、冷液循環泵、出氣管和水蒸汽濃度測量裝置均與標準容器連接；所述冷液容器與冷液循環泵連接，所述液態水收集器通過過水擋氣閥門與標準容器連接。本發明設計合理、操作便捷、安全性高，其可以實現精確、快速的核電站安全殼內水蒸汽濃度測量，并為后續取樣氫氣濃度測量創造合適的測量環境。

技術領域

本發明涉及核電站的安保檢測領域，具體涉及的是一種用于核電站安全殼事故后水蒸汽在線測量的裝置和方法。

背景技術

一直以來，對核電站安全殼內氫氣濃度的監測都是必不可少的，日本福島核事故以后，核電廠安全殼嚴重事故工況下的氫風險控制更是引起了國內外的高度關注，并且對核電的氫安全裝置提出了更高的要求。嚴重事故狀態下，核電站中氫氣的來源主要有早期的鋯和水反應產氫和中后期的水輻照分解，以及堆芯融溶物和混凝土的反應，由此可以看出，氫氣很大一部分來源都跟水有關，水的含量在整個過程中對氫氣濃度的影響是非常大的。而伴隨這些過程產生的是高溫(150℃以上)、高壓(5.5bar左右)、高濕(絕對濕度60％左右)、高放射性、高含量毒化氣體(CO、碘蒸汽、固體氣溶膠、電纜燃燒氣體產物等)的安全殼環境，這種惡劣的環境對直接在安全殼內設置測氫儀器提出了非常高的要求，對測量結果的精度造成很大的影響，同時對測氫儀器損害相當嚴重。因此目前事故狀態下氫氣濃度測量多以殼內取樣、殼外測量為主。

傳統的氣體測量儀器，色譜、紅外、拉曼等在嚴重事故狀態這種高溫(150℃以上)高濕(絕對濕度60％)狀態下不僅無法進行測量，甚至有可能受到嚴重損壞，因此有必要對取樣氣體進行去濕后再測量。由此衍生而來的水蒸汽測量方法多采用測量去濕前和去濕后吸收水分的質量來測算安全殼內水分含量，但是這種方法所存在的最普遍缺陷是測量精度不高。

因此，如何實現事故狀態安全殼內水蒸汽濃度的精確、快速地檢測方法和裝置探索，同時為進一步的氫氣濃度監測提供合適的測量環境是目前亟待解決的問題。

發明內容

針對上述技術不足，本發明提供了一種用于核電站安全殼事故后水蒸汽在線測量的裝置和方法，其可以為核電站事故狀態下取樣水蒸汽濃度監測提供精確、快速的測量。

為實現上述目的，本發明解決問題的技術方案如下：

用于核電站安全殼事故后水蒸汽在線測量的裝置，包括進氣管、標準容器、冷液容器、冷液循環泵、液態水收集器、出氣管以及水蒸汽濃度測量裝置，其中：

進氣管，用于在線向標準容器內通入安全殼事故狀態下包含有水蒸汽的氣體；

冷液容器，與標準容器連接，用于盛裝作為冷卻液的甘油；

冷液循環泵，用于將冷液容器中的冷卻液泵出，所述冷液容器通過管路與冷液循環泵入口連接并且該冷液循環泵的出口連接有冷液輸運管，該冷液輸運管與標準容器外部接觸，以形成標準容器外壁循環，使標準容器中的水蒸汽降溫冷凝；

液態水收集器，通過過水擋氣閥門與標準容器連接，用于收集標準容器中冷凝后的液態水；

出氣管，用于排出標準容器中冷凝后的剩余氣體；

水蒸汽濃度測量裝置，包括測溫儀和數字壓力表。

進一步地，所述標準容器外部還包裹有隔熱保溫層。

再進一步地，還包括與冷液容器連接、用于控制該冷液容器內溫度的溫控儀。

作為優選，所述過水擋氣閥門為疏水閥。

具體地說，所述水蒸汽濃度測量裝置包括均與標準容器連接的測溫儀和數字壓力表，同時與測溫儀和數字壓力表連接的數據采集卡，以及與該數據采集卡連接的PC機。