專利名稱：可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種放射性物質(zhì)吸附器的檢測(cè)設(shè)備，具體涉及一種用于檢測(cè)碘吸附器除碘性能的設(shè)備。
碘吸附器是去除廢氣中放射性碘的常用設(shè)備。為了使其滿足使用要求，在出廠前、現(xiàn)場(chǎng)安裝后和運(yùn)行過程中均需對(duì)其進(jìn)行除碘性能的檢測(cè)試驗(yàn)。甲基碘氣體發(fā)生裝置是一種檢測(cè)碘吸附器除碘性能的核心設(shè)備。目前在我國(guó)大亞灣核電站中使用的由國(guó)外引進(jìn)的可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置，它包括負(fù)壓箱、設(shè)在負(fù)壓箱上的壓縮空氣分配器，設(shè)在負(fù)壓箱內(nèi)由壓縮空氣噴射泵、單向閥、節(jié)流閥、發(fā)生器體、套管針頭、無給油氣缸、小瓶托板與夾具、反應(yīng)小瓶、甲基碘出口快接法蘭連接組成的甲基碘發(fā)生器，以及設(shè)在負(fù)壓箱內(nèi)由微壓信號(hào)閥，推拉換向閥連接組成的氣動(dòng)控制單元，其特點(diǎn)是在氣動(dòng)控制單元中，微壓信號(hào)閥的信號(hào)輸入孔接壓縮空氣噴射泵的吸氣口，其出氣孔直接與推拉換向閥的進(jìn)氣孔連接，而推拉換向閥的兩個(gè)出氣孔分別與無給油氣缸的上、下進(jìn)氣孔連接。其缺點(diǎn)是在異常情況下，由微壓信號(hào)閥向推拉換向閥的操縱手柄反饋壓力，使其產(chǎn)生位移，從而使無給油氣缸換向，并使甲基碘停止輸出。但相對(duì)于人對(duì)操縱手柄的手推力來說，這個(gè)反饋力很小，因此在操作時(shí)手動(dòng)控制仍占優(yōu)勢(shì)，使得自動(dòng)保護(hù)功能不能發(fā)揮作用，并導(dǎo)致無給油氣缸邏輯動(dòng)作失?；蚍磸?fù)動(dòng)作，造成放射性甲基碘污染，因此氣動(dòng)控制單元自動(dòng)保護(hù)不安全可靠。
本實(shí)用新型的目的是提供一種氣動(dòng)控制單元自動(dòng)保護(hù)安全可靠的可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置，它包括負(fù)壓箱，設(shè)在負(fù)壓箱上的壓縮空氣分配器，設(shè)在負(fù)壓箱內(nèi)由壓縮空氣噴射泵、單向閥、節(jié)流閥、發(fā)生器體、套管針頭、無給油氣缸、小瓶托板和夾具、反應(yīng)小瓶、甲基碘出口快接法蘭連接組成的甲基碘發(fā)生器，以及設(shè)在負(fù)壓箱內(nèi)包括由微壓信號(hào)閥、推拉換向閥連接組成的氣動(dòng)控制單元，其中，在氣動(dòng)控制單元中還包括二位五通單氣控?fù)Q向閥和兩個(gè)單向閥。二位五通單氣控?fù)Q向閥的進(jìn)氣孔與壓縮空氣分配器用于氣動(dòng)控制單元的供氣口連接，其一個(gè)出氣孔通過一個(gè)單向閥與無給油氣缸的上進(jìn)氣孔連接，其另一出氣孔與推拉換向閥的進(jìn)氣孔連接，其控制孔與微壓信號(hào)閥的出氣孔連接；推拉換向閥的一個(gè)出氣孔與無給油氣缸的下進(jìn)氣孔連接，其另一出氣孔通過另一個(gè)單向閥與無給油氣缸的上進(jìn)氣孔連接；微壓信號(hào)閥的進(jìn)氣孔接壓縮空氣分配器用于氣動(dòng)控制單元的供氣口，其信號(hào)輸入孔與壓縮空氣噴射泵的吸氣口連接。
與現(xiàn)有的可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置相比，本裝置的氣路從控制原理上進(jìn)行了改進(jìn)，在氣動(dòng)控制單元中增設(shè)二位五通單氣控?fù)Q向閥和兩個(gè)單向閥，使其與微壓信號(hào)閥和推拉換向閥共同組成自動(dòng)保護(hù)器，氣動(dòng)控制單元體現(xiàn)了在異常情況下安全保護(hù)指令優(yōu)先的原則，杜絕了人為誤操作的可能性，大大提高了氣動(dòng)控制單元自動(dòng)保護(hù)的安全可靠性。
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做具體描述

圖1為本實(shí)用新型所提供的可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為負(fù)壓箱及其附件結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本裝置用于檢驗(yàn)碘吸附器的試驗(yàn)回路示意圖。
如圖1所示，一種可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置，它包括負(fù)壓箱2，設(shè)在負(fù)壓箱2上的壓縮空氣分配器4和與其一供氣口連接的用于維持負(fù)壓箱2負(fù)壓的壓縮空氣噴射泵21，壓縮空氣噴射泵21的吸氣管伸入負(fù)壓箱2內(nèi)，其吸氣口上安裝有除碘器20。在負(fù)壓箱2內(nèi)設(shè)有由壓縮空氣噴射泵3、單向閥5、節(jié)流閥6、發(fā)生器體23、套管針頭18、無給油氣缸13、小瓶托板和夾具15和16，反應(yīng)小瓶17和甲基碘出口快接法蘭24連接組成的甲基碘發(fā)生器。壓縮空氣噴射泵3由壓縮空氣分配器4供氣，壓縮空氣噴射泵3的吸氣口上連接單向閥5，其下端連接節(jié)流閥6，節(jié)流閥6下端與發(fā)生器體23相連，套管針頭18安裝在發(fā)生器體23上。無給油氣缸13安裝在支座14上，其活塞桿上安裝有與之連動(dòng)的小瓶托板和夾具15和16，用于夾裝反應(yīng)小瓶17。發(fā)生器體23的進(jìn)氣口經(jīng)連接管、穿壁直角彎管203和進(jìn)氣管204連接，連接管上設(shè)有轉(zhuǎn)子流量計(jì)22，進(jìn)氣管204上設(shè)有除碘器固定座206，其上安裝有進(jìn)氣除碘器1。在這里，負(fù)壓箱2外空氣經(jīng)發(fā)生器體23與套管針頭18的內(nèi)針管相通，壓縮空氣噴射泵3的吸氣口與套管針頭18的套管和內(nèi)針管之間的間隙相通。在負(fù)壓箱2內(nèi)還設(shè)有氣動(dòng)控制單元，它由微壓信號(hào)閥8，推拉換向閥10，單向閥7和9，二位五通單氣控?fù)Q向閥11連接組成。二位五通單氣控?fù)Q向閥11的進(jìn)氣孔P與壓縮空氣分配器4用于氣動(dòng)控制單元的供氣口連接，其一個(gè)出氣孔A通過單向閥9與無給油氣缸13的上進(jìn)氣孔連接，其另一出氣孔B與推拉換向閥10的進(jìn)氣孔p連接，其控制孔K與微壓信號(hào)閥8的出氣孔連接，其還有一個(gè)排氣孔O；推拉換向閥10的一個(gè)出氣孔a與無給油氣缸13的下進(jìn)氣孔連接，其另一出氣孔b通過單向閥7與無給油氣缸13的上進(jìn)氣孔連接；微壓信號(hào)閥8的進(jìn)氣孔M接壓縮空氣分配器4氣動(dòng)控制單元供氣管路，其信號(hào)輸入孔N接壓縮空氣噴射泵3的吸氣口。負(fù)壓箱2底部設(shè)有底座19，側(cè)面設(shè)有真空表25。在這里，二位五通單氣控?fù)Q向閥11采用型號(hào)為K25K，微壓信號(hào)閥8采用型號(hào)為M/21C/TU2，推拉換向閥10型號(hào)為AL-8，單向閥7和9型號(hào)為ALA-10。
為防止甲基碘輸出過程中逸出的少量放射性氣體直接排入環(huán)境，本裝置設(shè)有負(fù)壓箱及其附件，如圖2所示。甲基碘發(fā)生器，氣動(dòng)控制單元和指示儀表都安裝在負(fù)壓箱2內(nèi)。箱2上設(shè)有兩個(gè)操作手孔216和一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)料孔(未晝出)，均配有蓋板。負(fù)壓箱2箱體透明，操作者可在箱外監(jiān)控甲基碘發(fā)生過程。箱內(nèi)負(fù)壓由壓縮空氣噴射泵21維護(hù)，箱2內(nèi)氣體外排前經(jīng)除碘器20處理。箱2上裝有壓縮空氣分配器4，其上設(shè)有發(fā)生器壓縮空氣噴射泵3的供氣開關(guān)209、氣動(dòng)控制單元供氣開關(guān)210，壓縮空氣噴射泵21的供氣開關(guān)212及分配器氣源接頭211。箱2上安裝有穿壁直角彎管203、進(jìn)氣管204、除碘器固定座206，以及壓縮空氣快接頭205，分別用于向壓縮空氣噴射泵3和二位五通單氣控?fù)Q向閥11供氣，還有與壓縮空氣噴射泵3出口相連的甲基碘出口管215。箱2頂上設(shè)有提手213，用于搬動(dòng)本裝置。
使用時(shí)，在負(fù)壓箱2內(nèi)向裝有Na127I和Na131I混合溶液的反應(yīng)小瓶17(安瓿瓶)內(nèi)注入過量的(CH3)2SO4，使瓶?jī)?nèi)發(fā)生如下反應(yīng)操縱安裝在負(fù)壓箱2外的推拉換向閥10的手柄，將其往外拉，使推拉換向閥10的出氣孔b關(guān)閉，出氣孔a打開，向無給油氣缸13下進(jìn)氣口送氣，使反應(yīng)小瓶17提升到一合適高度，安裝在發(fā)生器體23上的套管針頭18穿入反應(yīng)小瓶17的膠塞后，較長(zhǎng)的內(nèi)針管潛入溶液一定深度，而較短的外套管處于液面以上，使瓶17內(nèi)氣體與壓縮空氣噴射泵3吸氣口相通，壓縮空氣噴射泵3接通工作壓縮空氣后，在其吸氣口處產(chǎn)生負(fù)壓，使單向閥5打開，將瓶17內(nèi)氣體空間抽成真空，負(fù)壓箱2外的空氣在壓差作用下，通過除碘器1和進(jìn)氣管路進(jìn)入內(nèi)針管，克服液封后開始在瓶17內(nèi)溶液中鼓泡，鼓泡空氣除用作甲基碘載氣外，還能對(duì)母液起攪拌作用，加快反應(yīng)速率。載有甲基碘的氣流經(jīng)節(jié)流閥6穩(wěn)定后再通過開啟的單向閥5最后進(jìn)入壓縮空氣噴射泵3，與工作空氣混合后流出。鼓泡流量由轉(zhuǎn)子流量計(jì)22指示，并可通過調(diào)節(jié)壓縮空氣噴射泵3的工作壓力來控制。載帶空氣入口設(shè)除碘器1，其目的是防止發(fā)生裝置不運(yùn)行時(shí)，管路中殘留的放射性氣體擴(kuò)散逸出。為使甲基碘出口管能很方便地與試驗(yàn)回路注入口連接，甲基碘發(fā)生器位置可沿滑軌12方向任意調(diào)整。當(dāng)推拉換向閥10的手柄往里推時(shí)，關(guān)閉其出氣孔a，打開出氣孔b，向無給油氣缸的上進(jìn)氣孔送氣，將反應(yīng)小瓶17降下，脫離套管針頭18，甲基碘停止輸出。
由于在正常情況下，壓縮空氣噴射泵3的吸氣口為負(fù)壓，此時(shí)微壓信號(hào)閥8無指令輸出，由二位五通單氣控?fù)Q向閥11向推拉換向閥10供氣，操作者可以通過操縱設(shè)在負(fù)壓箱2外的推拉換向閥10的手柄，使之向外拉或向里推，以控制無給油氣缸13的活塞的升降，從而控制甲基碘氣體發(fā)生的啟停。然而在異常情況下，如甲基碘在輸出時(shí)，甲基碘注入管路閥門忘記打開，或注樣管路阻力過大，會(huì)導(dǎo)致壓縮空氣噴射泵3因出氣口不暢而在其吸氣口處形成正壓，為防止反應(yīng)小瓶17內(nèi)的放射性氣體被該壓力逆向壓出，裝置中除在壓縮空氣噴射泵3的吸氣口處安裝了單向閥5外，對(duì)氣動(dòng)控制單元進(jìn)行了改進(jìn)。在壓縮空氣噴射泵3的吸氣口變?yōu)檎龎旱乃查g，微壓信號(hào)閥8在收到此正壓信號(hào)后立即開始動(dòng)作，向二位五通單氣控?fù)Q向閥11的控制孔K輸出壓力，使其關(guān)閉出氣孔B，切斷推拉換向閥10的氣源，使推拉換向閥10的手動(dòng)控制失去作用，與此同時(shí)，二位五通單氣控?fù)Q向閥11的出氣孔A被打開，通過單向閥9向無給油氣缸13的上進(jìn)氣孔充氣，將反應(yīng)小瓶17降下，脫離套管針頭18，使甲基碘輸出停止。氣動(dòng)控制單元起到安全保護(hù)作用。另外，氣動(dòng)控制單元中雖有約2秒鐘的啟動(dòng)時(shí)間，但由于甲基碘發(fā)生器氣路中設(shè)有單向閥5，在此時(shí)間內(nèi)只有極少量的空氣反向進(jìn)入反應(yīng)小瓶17，不會(huì)造成放射性液體外逸。異常排除后，保護(hù)狀態(tài)會(huì)自動(dòng)解除，使裝置恢復(fù)正常甲基碘的輸出。
裝置的主要技術(shù)指標(biāo)及運(yùn)行條件1．甲基碘發(fā)生器噴射泵工作壓力0.24MPa-0.50MPa可調(diào)泵吸氣口真空度0.039MPa-0.074MPa可調(diào)壓縮空氣最大消耗量5.30m3/h載氣流量6.0L/h-60.0L/h可調(diào)，推薦20.0L/h-50.0L/h鼓泡室真空度70DaPa-210DaPa可調(diào)，推薦80DaPa-170DaPa單向閥開啟壓力0.014MPa單向閥最大反向泄漏率 ≤0.058mL/s滑軌長(zhǎng)度 320mm2．氣動(dòng)控制及安全保護(hù)系統(tǒng)最小工作氣壓力 0.20MPa氣動(dòng)控制單元啟動(dòng)閾值 0.01MPa
啟動(dòng)時(shí)間≤2s3．負(fù)壓箱手孔關(guān)閉時(shí)箱內(nèi)真空度60DaPa-200DaPa可調(diào)，推薦60DaPa-150DaPa手孔打開時(shí)箱內(nèi)換氣速率 30次/h-60次/h可調(diào)，推薦30次/h-50次/h噴射泵最大空氣消耗量10.95m3/h4．三級(jí)保護(hù)差壓箱內(nèi)低于箱外≥60DaPa瓶?jī)?nèi)低于箱內(nèi)≥10DaPa瓶?jī)?nèi)低于發(fā)生器氣泵抽氣口≥20KPa5．運(yùn)行條件發(fā)生器內(nèi)溫度≥5℃，推薦≥20℃壓縮空氣經(jīng)除油、除水并經(jīng)過濾6．體積及重量整機(jī)重量約35kg體積550mm×450mm×400mm7．結(jié)構(gòu)材料主要金屬件為不銹鋼材料，其它均為經(jīng)電鍍或其它表面處理的銅件；負(fù)壓箱、貫穿件和氣缸支座等為有機(jī)玻璃材料。
用本裝置檢驗(yàn)碘吸附器除碘性能的試驗(yàn)回路如圖3所示。圖3中，301-進(jìn)氣過濾器，302-由加熱器，303-混合箱，304-甲基碘注入口，305-注入管，306-可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置，307，312-氣載碘采樣器，308,311-文丘里流量計(jì)，它們分別與采樣泵連接，309-U型管壓差計(jì)，310-碘吸附器檢驗(yàn)臺(tái)，313-后備保護(hù)炭床，314-離心風(fēng)機(jī)，其尾氣排向煙囪。
整機(jī)熱試驗(yàn)的目的是測(cè)定本裝置發(fā)生甲基碘的純度，并考驗(yàn)裝置運(yùn)行的可靠性。試驗(yàn)過程是按圖3連接好試驗(yàn)設(shè)備，啟動(dòng)發(fā)生裝置向系統(tǒng)內(nèi)注入甲基碘。每次試驗(yàn)中甲基碘的注入時(shí)間均為30min。采樣點(diǎn)設(shè)在離注入口足夠遠(yuǎn)的試驗(yàn)管中心處，使用DQ-2型氣載碘采樣器以3.0M3/h的流理進(jìn)行采樣，采樣時(shí)間為45min，試驗(yàn)通風(fēng)管路運(yùn)行風(fēng)量為1200M3/h(偏差不超過±5％)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置306具有良好的操作安全性，工作穩(wěn)定，能保持預(yù)定的壓差，并防止氣載放射性的外逸。鼓泡過程平穩(wěn)，所發(fā)生的甲基碘純度高，發(fā)生速率能滿足碘吸附器現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的要求。
權(quán)利要求1．一種可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置，它包括負(fù)壓箱(2)，設(shè)在負(fù)壓箱(2)上的壓縮空氣分配器(4)，設(shè)在負(fù)壓箱(2)內(nèi)由壓縮空氣噴射泵(3)，單向閥(5)，節(jié)流閥(6)，發(fā)生器體(23)，套管針頭(18)，無給油氣缸(13)，小瓶托板和夾具(15)和(16)，反應(yīng)小瓶(17)，甲基碘出口快接法蘭(24)連接組成的甲基碘發(fā)生器，以及設(shè)在負(fù)壓箱(2)內(nèi)包括由微壓信號(hào)閥(8)，推拉換向閥(10)連接組成的氣動(dòng)控制單元，其特征在于在所說的氣動(dòng)控制單元中還設(shè)有二位五通單氣控?fù)Q向閥(11)及單向閥(7)和(9)，二位五通單氣控?fù)Q向閥(11)的進(jìn)氣孔P與壓縮空氣分配器(4)用于氣動(dòng)控制單元的供氣口連接，其一個(gè)出氣孔A通過單向閥(9)與無給油氣缸(13)的上進(jìn)氣孔連接，其另一個(gè)出氣孔B與推拉換向閥(10)的進(jìn)氣孔p連接，其控制孔K與微壓信號(hào)閥(8)的出氣孔連接，推拉換向閥(10)的一個(gè)出氣孔a與無給油氣缸(13)的下進(jìn)氣孔連接，其另一個(gè)出氣孔b通過單向閥(7)與無給油氣缸(13)的上進(jìn)氣孔連接，微壓信號(hào)閥(8)的進(jìn)氣孔M接壓縮空氣分配器(4)用于氣動(dòng)控制單元供氣口，其信號(hào)輸入孔N與壓縮空氣噴射泵(3)的吸氣口連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于檢驗(yàn)碘吸附器除碘性能的設(shè)備,即可攜式甲基碘氣體發(fā)生裝置。它包括負(fù)壓箱,設(shè)在負(fù)壓箱上的壓縮空氣分配器,設(shè)在負(fù)壓箱內(nèi)的甲基碘發(fā)生器和氣動(dòng)控制單元,其特點(diǎn)是氣動(dòng)控制單元是由二位五通單氣控?fù)Q向閥、推拉換向閥、微壓信號(hào)閥和單向閥連接組成。本裝置具有良好的操作安全性,工作穩(wěn)定,能保持預(yù)定的壓差并防止放射性外逸,鼓泡平穩(wěn),所發(fā)生的甲基碘純度高,發(fā)生速率能滿足碘吸附器檢驗(yàn)的要求。
文檔編號(hào)G01N33/00GK2329968SQ9820161
公開日1999年7月21日 申請(qǐng)日期1998年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月25日
發(fā)明者劉群, 高小梅, 王瑞云, 李步雷, 吳彥偉, 張慧林, 賈明, 路學(xué)詩, 郭創(chuàng)成, 吳濤 申請(qǐng)人:中國(guó)輻射防護(hù)研究院