[发明专利]用于核电站安全壳事故后水蒸汽在线测量的装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于核电站安全壳事故后水蒸汽在线测量的装置，包括进气管、标准容器、冷液容器、冷液循环泵、液态水收集器、出气管以及水蒸汽浓度测量装置；所述进气管、冷液循环泵、出气管和水蒸汽浓度测量装置均与标准容器连接；所述冷液容器与冷液循环泵连接，所述液态水收集器通过过水挡气阀门与标准容器连接。本发明设计合理、操作便捷、安全性高，其可以实现精确、快速的核电站安全壳内水蒸汽浓度测量，并为后续取样氢气浓度测量创造合适的测量环境。

技术领域

本发明涉及核电站的安保检测领域，具体涉及的是一种用于核电站安全壳事故后水蒸汽在线测量的装置和方法。

背景技术

一直以来，对核电站安全壳内氢气浓度的监测都是必不可少的，日本福岛核事故以后，核电厂安全壳严重事故工况下的氢风险控制更是引起了国内外的高度关注，并且对核电的氢安全装置提出了更高的要求。严重事故状态下，核电站中氢气的来源主要有早期的锆和水反应产氢和中后期的水辐照分解，以及堆芯融溶物和混凝土的反应，由此可以看出，氢气很大一部分来源都跟水有关，水的含量在整个过程中对氢气浓度的影响是非常大的。而伴随这些过程产生的是高温(150℃以上)、高压(5.5bar左右)、高湿(绝对湿度60％左右)、高放射性、高含量毒化气体(CO、碘蒸汽、固体气溶胶、电缆燃烧气体产物等)的安全壳环境，这种恶劣的环境对直接在安全壳内设置测氢仪器提出了非常高的要求，对测量结果的精度造成很大的影响，同时对测氢仪器损害相当严重。因此目前事故状态下氢气浓度测量多以壳内取样、壳外测量为主。

传统的气体测量仪器，色谱、红外、拉曼等在严重事故状态这种高温(150℃以上)高湿(绝对湿度60％)状态下不仅无法进行测量，甚至有可能受到严重损坏，因此有必要对取样气体进行去湿后再测量。由此衍生而来的水蒸汽测量方法多采用测量去湿前和去湿后吸收水分的质量来测算安全壳内水分含量，但是这种方法所存在的最普遍缺陷是测量精度不高。

因此，如何实现事故状态安全壳内水蒸汽浓度的精确、快速地检测方法和装置探索，同时为进一步的氢气浓度监测提供合适的测量环境是目前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述技术不足，本发明提供了一种用于核电站安全壳事故后水蒸汽在线测量的装置和方法，其可以为核电站事故状态下取样水蒸汽浓度监测提供精确、快速的测量。

为实现上述目的，本发明解决问题的技术方案如下：

用于核电站安全壳事故后水蒸汽在线测量的装置，包括进气管、标准容器、冷液容器、冷液循环泵、液态水收集器、出气管以及水蒸汽浓度测量装置，其中：

进气管，用于在线向标准容器内通入安全壳事故状态下包含有水蒸汽的气体；

冷液容器，与标准容器连接，用于盛装作为冷却液的甘油；

冷液循环泵，用于将冷液容器中的冷却液泵出，所述冷液容器通过管路与冷液循环泵入口连接并且该冷液循环泵的出口连接有冷液输运管，该冷液输运管与标准容器外部接触，以形成标准容器外壁循环，使标准容器中的水蒸汽降温冷凝；

液态水收集器，通过过水挡气阀门与标准容器连接，用于收集标准容器中冷凝后的液态水；

出气管，用于排出标准容器中冷凝后的剩余气体；

水蒸汽浓度测量装置，包括测温仪和数字压力表。

进一步地，所述标准容器外部还包裹有隔热保温层。

再进一步地，还包括与冷液容器连接、用于控制该冷液容器内温度的温控仪。

作为优选，所述过水挡气阀门为疏水阀。

具体地说，所述水蒸汽浓度测量装置包括均与标准容器连接的测温仪和数字压力表，同时与测温仪和数字压力表连接的数据采集卡，以及与该数据采集卡连接的PC机。