專利名稱：適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種氣體采樣系統(tǒng)，具體地說是高壓環(huán)境下的氣體采樣系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
核電廠安全殼是防止放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境的最后一道屏障，在發(fā)生堆芯熔穿壓力容器的嚴(yán)重事故時，熔融的堆芯與混凝土底板發(fā)生反應(yīng)，生成大量放射性氣溶膠，碘和有機(jī)碘，有機(jī)碘以甲基碘為主要代表。隨著事故的進(jìn)行，安全殼內(nèi)壓力逐漸升高，當(dāng)超過其安全限值時將會威脅安全殼的完整性。安全殼過濾排放系統(tǒng)采用主動泄壓的方式降低安全殼內(nèi)壓力，泄壓同時對排放氣體中的放射性物質(zhì)進(jìn)行過濾，其中比較重要的一種物質(zhì)就是氣態(tài)甲基碘。為了驗(yàn)證系統(tǒng)對甲基碘氣體的過濾性能，需要在實(shí)驗(yàn)條件下充分模擬事故工況，事故條件下系統(tǒng)運(yùn)行壓力為0.45MPa，系統(tǒng)流動工質(zhì)為放射性物質(zhì)、蒸汽以及空氣的混合汽，因此，系統(tǒng)測試的工況條件和運(yùn)行工質(zhì)應(yīng)該盡量與事故條件相同。為了對甲基碘過濾效率給出合理評價，要求對系統(tǒng)過濾前后的甲基碘氣體濃度進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)中使用的測量工具為氣相色譜儀，定量計(jì)算方法選用外標(biāo)法。根據(jù)外標(biāo)法的測量原理可知，未知濃度氣體的定量測量依賴于已知濃度標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品的測量結(jié)果，即先利用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品制作校準(zhǔn)曲線，然后用該曲線對未知濃度氣體樣品進(jìn)行定量計(jì)算。所述的校準(zhǔn)曲線為測量氣體的物質(zhì)量與測得色譜峰面積的對應(yīng)關(guān)系，在對未知濃度氣體樣品進(jìn)行測量時，需要根據(jù)測量所得的色譜峰面積，通過校準(zhǔn)曲線反向推算出測量氣體的物質(zhì)量，進(jìn)而獲知?dú)怏w濃度。因此，未知濃度氣體的進(jìn)樣量應(yīng)該與標(biāo)準(zhǔn)氣體測量時的進(jìn)樣量完全一致，從而保證定量計(jì)算的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)測量操作過程中，氣體的進(jìn)樣量很難量化，但是可以通過保證氣體的體積、溫度和壓力等參數(shù)相同來獲得絕對量上的一致性。在實(shí)際運(yùn)行過程中，實(shí)驗(yàn)回路處于高溫高壓蒸汽環(huán)境，而標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度測量是在常溫常壓條件下完成的，直接從回路取樣測量，必然會造成與標(biāo)準(zhǔn)樣品氣體進(jìn)樣量上的差異，從而影響定量計(jì)算結(jié)果；另外，過濾前后采樣位置的混合汽溫度、壓力以及蒸汽含量均不相同，如果不做適當(dāng)處理而直接取樣測量，會存在進(jìn)出口采樣氣體的蒸汽凝結(jié)不確定性、溫度壓力等參數(shù)不一致性等問題，這就使得過濾前后氣體樣品的進(jìn)樣量一致性很難保證，無法滿足效率測試的精度要求，且高溫高壓蒸汽樣品的采集過程存在一定的危險性。因此，需要設(shè)計(jì)一套特定的甲基碘氣體樣品采集系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)應(yīng)該能夠保證在安全可靠的前提下，使過濾前后采集的樣品氣體處于相同的物理狀態(tài)，并盡可能接近標(biāo)準(zhǔn)氣體樣品的測量條件，滿足外標(biāo)法的測量使用要求。在申請?zhí)枮?00580035239.1的專利中公開了一種從核裝置反應(yīng)堆安全容器內(nèi)的氣氛中取樣的方法和采樣系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)在壓力條件下對含有蒸汽的混合氣體樣品進(jìn)行采集，尤其適用于單點(diǎn)測量要求下的氣體樣品采集，但對于本實(shí)驗(yàn)的使用要求，需要保證過濾前后位置采集的樣品氣體處于相同的物理狀態(tài)，在實(shí)際工況中，過濾前后管道中混合汽的蒸汽含量并不相同，而上述專利中提及的方法和系統(tǒng)不能夠?qū)怏w的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和處理，無法滿足本實(shí)驗(yàn)要求，另外上述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，需要用到傳感器、電子單元和過程控制裝置，經(jīng)濟(jì)性較差。在申請?zhí)枮?00910089514.8的專利中公開了一種多功能氣體采樣系統(tǒng)和采樣方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)在含有一定濕度的環(huán)境下，完成對氣體樣品的干燥和采集，但其無法在高壓蒸汽條件下使用，不能夠滿足本實(shí)驗(yàn)的測量使用要求。期望獲得一套安全可靠，能夠滿足系統(tǒng)性能測試要求的氣態(tài)甲基碘取樣系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供滿足安全殼過濾排放系統(tǒng)性能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需求的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:包括混合氣體降壓部分、混合氣體降溫冷凝部分、氣體采集部分、廢氣回收部分；混合氣體降壓部分包括依次相連的取樣段、加熱段、連接段；混合氣體降溫冷凝部分包括相連通的冷凝器和凝液罐，連接段連通冷凝器；氣體采集部分包括依次相連的汽水分離裝置、采樣鋼瓶、流量計(jì)，汽水分離裝置、采樣鋼瓶安裝在負(fù)壓操作箱里，汽水分離裝置通過重力下泄管線連通凝液罐；廢氣回收部分包括水洗塔、風(fēng)機(jī)，水洗塔里設(shè)置氣體分配管，風(fēng)機(jī)通過負(fù)壓管線分別連通負(fù)壓操作箱和氣體分配管，流量計(jì)通過第一廢氣排氣管線連通氣體分配管，凝液罐和氣體分配管通過第二廢氣排氣管線相連通，汽水分離裝置還通過管路連通第二廢氣排氣管線。本發(fā)明還可以包括:1、氣體分配管上布置支管，支管上均勻設(shè)置氣孔。2、所述的取樣段的端部為倒L形的取樣入口，加熱段上設(shè)置第一截止閥，連接段上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，加熱段和連接段上均纏繞加熱帶。3、所述的凝液罐上設(shè)置測溫裝置和壓力表，下端上設(shè)置疏水閥。4、所述的負(fù)壓操作箱材料為可視的有機(jī)玻璃，負(fù)壓操作箱側(cè)面設(shè)有兩個操作通道，操作通道口處用橡膠手套密封，操作通道下部還均勻設(shè)置有吸氣口 ；汽水分離裝置與采樣鋼瓶之間依次設(shè)置前可拆卸密封接頭、前截止閥，采樣鋼瓶與流量計(jì)之間依次設(shè)置后截止閥、后可拆卸密封接頭。本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明安全可靠，能夠較好地滿足系統(tǒng)性能測試要求。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的負(fù)壓操作箱局部示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:結(jié)合圖1 2，混合氣體降壓部分，倒L形的取樣入口 1.1與氣體流動方向成180度，在蒸汽管道出口處以焊接方式密封，加熱帶管段為直徑為8mm的不銹鋼管，外層纏繞電加熱帶1.4，加熱功率可以根據(jù)氣體狀態(tài)參數(shù)，通過溫控裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證氣體處于微過熱狀態(tài)。在靠近主蒸汽管道的一側(cè)裝有耐高溫高壓截止閥1.2，用于控制取樣管路的通斷。截止閥1.2后通過不銹鋼管道連接耐高溫壓力調(diào)節(jié)閥1.3，其能夠根據(jù)實(shí)際的工況要求，將壓力整定至所需值，連接管道上同樣纏有電加熱帶1.4?；旌蠚怏w降溫冷凝部分由冷凝器1.5和凝液罐1.15兩部分組成，考慮過濾前后位置蒸汽含量不確定性問題，期望在取樣前先將蒸汽凝結(jié)。根據(jù)去除效率的理論計(jì)算
公式
權(quán)利要求
1.適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:包括混合氣體降壓部分、混合氣體降溫冷凝部分、氣體采集部分、廢氣回收部分；混合氣體降壓部分包括依次相連的取樣段、加熱段、連接段；混合氣體降溫冷凝部分包括相連通的冷凝器和凝液罐，連接段連通冷凝器；氣體采集部分包括依次相連的汽水分離裝置、采樣鋼瓶、流量計(jì)，汽水分離裝置、采樣鋼瓶安裝在負(fù)壓操作箱里，汽水分離裝置通過重力下泄管線連通凝液罐；廢氣回收部分包括水洗塔、風(fēng)機(jī)，水洗塔里設(shè)置氣體分配管，風(fēng)機(jī)通過負(fù)壓管線分別連通負(fù)壓操作箱和氣體分配管，流量計(jì)通過第一廢氣排氣管線連通氣體分配管，凝液罐和氣體分配管通過第二廢氣排氣管線相連通，汽水分離裝置還通過管路連通第二廢氣排氣管線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:氣體分配管上布置支管，支管上均勻設(shè)置氣孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:所述的取樣段的端部為倒L形的取樣入口，加熱段上設(shè)置第一截止閥，連接段上設(shè)置壓力調(diào)節(jié)閥，加熱段和連接段上均纏繞加熱帶。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:所述的凝液罐上設(shè)置測溫裝置和壓力表，下端上設(shè)置疏水閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:所述的凝液罐上設(shè)置測溫裝置和壓力表，下端上設(shè)置疏水閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:所述的負(fù)壓操作箱材料為可視的有機(jī)玻璃，負(fù)壓操作箱側(cè)面設(shè)有兩個操作通道，操作通道口處用橡膠手套密封，操作通道下部還均勻設(shè)置有吸氣口 ；汽水分離裝置與采樣鋼瓶之間依次設(shè)置前可拆卸密封接頭、前截止閥，采樣鋼瓶與流量計(jì)之間依次設(shè)置后截止閥、后可拆卸密封接頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:所述的負(fù)壓操作箱材料為可視的有機(jī)玻璃，負(fù)壓操作箱側(cè)面設(shè)有兩個操作通道，操作通道口處用橡膠手套密封，操作通道下部還均勻設(shè)置有吸氣口 ；汽水分離裝置與采樣鋼瓶之間依次設(shè)置前可拆卸密封接頭、前截止閥，采樣鋼瓶與流量計(jì)之間依次設(shè)置后截止閥、后可拆卸密封接頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:所述的負(fù)壓操作箱材料為可視的有機(jī)玻璃，負(fù)壓操作箱側(cè)面設(shè)有兩個操作通道，操作通道口處用橡膠手套密封，操作通道下部還均勻設(shè)置有吸氣口 ；汽水分離裝置與采樣鋼瓶之間依次設(shè)置前可拆卸密封接頭、前截止閥，采樣鋼瓶與流量計(jì)之間依次設(shè)置后截止閥、后可拆卸密封接頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，其特征是:所述的負(fù)壓操作箱材料為可視的有機(jī)玻璃，負(fù)壓操作箱側(cè)面設(shè)有兩個操作通道，操作通道口處用橡膠手套密封，操作通道下部還均勻設(shè)置有吸氣口 ；汽水分離裝置與采樣鋼瓶之間依次設(shè)置前可拆卸密封接頭、前截止閥，采樣鋼瓶與流量計(jì)之間依次設(shè)置后截止閥、后可拆卸密封接頭。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供適用于高壓蒸汽管路環(huán)境下的甲基碘氣體采樣系統(tǒng)，包括混合汽降壓部分、混合汽降溫部分、氣樣采集部分和廢氣回收部分。混合氣體降壓部分包括依次相連的取樣段、加熱段、連接段；混合氣體降溫冷凝部分包括相連通的冷凝器和凝液罐；氣體采集部分包括依次相連的汽水分離裝置、采樣鋼瓶、流量計(jì)；廢氣回收部分包括水洗塔、風(fēng)機(jī)。本發(fā)明安全可靠，能夠較好地滿足系統(tǒng)性能測試要求。
文檔編號G01T7/02GK103197341SQ20131009963
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者谷海峰, 孫中寧, 周艷民, 王軍龍, 閻昌琪, 王曉雁, 孫立成, 曹夏昕 申請人:哈爾濱工程大學(xué)