[发明专利]反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统

说明书

技术领域

本发明属于核安全监测技术领域，涉及反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统。

背景技术

福岛核电站事故后，国家核安全局组织了对在建和在役核电厂的大检查，随后发布了相应的改进要求。改进要求中明确了要控制严重事故下安全壳内氢气燃烧/燃爆的风险，而严重事故下安全壳内气体浓度的监测是进行氢气风险控制的前提条件。

目前核电厂使用的严重事故后安全壳内气体浓度监测系统主要分为壳内监测和壳外监测两种系统。

壳内监测系统的优点是测量装置相对简单，只需要在安全壳内安装传感器，然后通过电缆将测得信号传到壳外机柜。但壳内监测系统缺点也很明显，首先是安全壳内传感器暴露在严重事故下的高温、高压、高辐射以及高气溶胶环境下，性能不容易得到保证；其次是其信号传输受限于电缆，需要使用经过严重事故环境条件鉴定的电缆。

壳外监测系统是指将安全壳内气体导出到安全壳外，通过布置在安全壳外的传感器对气体浓度进行监测。壳外监测系统避免了严重事故下安全壳内高温、高压、高辐射以及高气溶胶环境对传感器性能的影响，保证了测量的精度。

综上所述，鉴于安全壳内气体浓度的壳内监测系统的问题及壳外监测系统的优点，亟需设计一种壳外监测系统，来满足严重事故条件下安全壳内气体浓度监测的需要，从而对氢气燃烧/燃爆风险进行控制。

发明内容

本发明的目的是提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，以能够更加方便、准确的对严重事故下安全壳内气体的浓度进行监测，并防止监测过程带来的放射性物质外泄。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，所述的监测系统包括安全壳、采样头、采样管线、电磁阀组、压缩机、返回管线、气体浓度传感器，

所述的采样头为多个，设置在所述的安全壳内的不同位置；

所述的采样管线连接每个所述的采样头并在穿出所述的安全壳后连接所述的气体浓度传感器；

安全壳外的所述的采样管线上设置有所述的电磁阀组，以轮流开启其中的电磁阀(保证同一时刻只有一个电磁阀处于开启状态)实现轮流采样测量气体浓度；

通过与所述的气体浓度传感器连接的所述的返回管线，利用所述的返回管线上设置的所述的压缩机的作用，将测量完浓度的安全壳内气体输送回所述的安全壳内。

在一种优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的气体浓度传感器包括氢气浓度传感器、氧气浓度传感器、水蒸汽浓度传感器。

在一种优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的采样管线为毛细金属管，每个所述的采样头配备一根所述的采样管线。

在一种优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的采样管线上设有加热措施，以防止采样过程中气体中的水蒸汽冷凝，保证浓度测量的精度。

在一种优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的监测系统还包括恒温恒压系统，用于将所述的气体浓度传感器置于其中，保证所述的气体浓度传感器良好的运行环境及测量的精度。所述的恒温恒压系统通过一系列容积箱、电动阀、背压阀的组合使用实现恒压环境，通过伴热的方式实现恒温环境。

在一种优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的监测系统还包括设置在所述的安全壳上的贯穿件，所述的采样管线通过所述的贯穿件穿出所述的安全壳，所述的返回管线通过所述的贯穿件穿入所述的安全壳。

在一种更加优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的采样管线和所述的返回管线共用一个所述的贯穿件，以保证安全壳的密封。

在一种优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的监测系统还包括设置在所述的采样头上的防水罩和过滤器，用于防止水和气溶胶进入所述的采样管线。

在一种优选的实施方案中，本发明提供反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其中所述的监测系统还包括在所述的电磁阀组前接入所述的采样管线的采样管线反吹扫管线和其上设置的采样管线反吹扫控制电磁阀组，用于在开启所述的采样管线反吹扫控制电磁阀组，关闭所述的电磁阀组后，通过所述的采样管线反吹扫管线通入高压氮气对所述的采样头进行吹扫，以保证所述的采样头的清洁。