[实用新型]一种空气中钠气溶胶在线探测装置

说明书

本公开属于反应堆技术领域，特别涉及一种反应堆空气中钠气溶胶在线探测装置。该装置包括：采样分流装置、原子发射光谱激发源、光谱监测装置、校正瓶；其中所述采样分流装置将空气样品输送到原子发射光谱激发源；所述原子发射光谱激发源将空气样品中的钠气溶胶激发出原子发射光谱，并通过光谱监测装置收集原子发射光谱；所述光谱监测装置将钠原子发射光分离出来并转换为电信号；所述校正瓶为原子发射光谱激发源提供已知浓度的气溶胶样品。从而提供了一种长期稳定运行、低能耗、低检出限的空气中钠气溶胶在线探测装置。

技术领域

本公开属于反应堆技术领域，特别涉及一种反应堆空气中钠气溶胶在线探测装置。

背景技术

快中子反应堆以液态金属钠作为冷却剂。正常情况下高温的钠在容器和管道中，不会发生和空气接触燃烧的情况。当发生事故导致管道或者设备破损，高温的液态钠有可能泄漏到空气中发生燃烧，钠燃烧会对设备和房间结构产生严重的损伤，同时生成大量有害的钠气溶胶。因此如何实现钠泄漏早期准确探测是钠火探测需要重点突破解决的关键问题之一，以便为快堆安全提供更重要的保障。

目前应用在空气中钠气溶胶探测的装置包括：感烟探测器、钠电离式探测器、压差式探测器、火焰炉原子化探测器、激光探测器等等。感烟探测器作为常规火灾探测器，对包括钠气溶胶在内的所有烟雾做出响应，无法区分钠火灾与常规火灾；钠电离式探测器主要应用于惰性气体中的含钠气溶胶的烟雾探测，这是由于对取样气体放电时空气中的其他成分也会电离，影响探测的准确性；压差式探测器对取样气体通过过滤装置前后的压差进行测量，这种方法响应缓慢，有延迟，且所需取样气体流量较大；上述方法都不是专门针对钠气溶胶进行探测，均无法实现早期钠泄漏探测。火焰炉原子化探测器一般采用有机气体燃烧火焰，对取样气体进行原子化处理，通过测量钠元素特征光谱线强度来测量气体中的钠元素浓度，能够实现钠泄漏早期探测，但是在反应堆中引入有机气体增加了额外的火灾危险源，安全隐患较大，早期法国凤凰堆采用该方法作为LBB钠泄漏早期探测的主要方法及探测手段，但是随着对核安全的要求日益增强，由于该方法引入了有机气体增加了其他火灾的风险而逐渐淡出使用，目前为止没有更好的方法及测量手段来替代该方法；激光探测器采用高能激光脉冲对取样气体进行离解，形成高温等离子体状态，通过检测分析等离子体冷却过程中钠特征光谱线的强度，得到钠元素浓度信息，能够实现早期钠泄漏探测，但是激光源能耗较大，且不易长时间稳定运行，不能实现在线连续运行监测。

实用新型内容

(一)实用新型的目的

为克服现有技术的不足，本公开提供了一种长期稳定运行、低能耗、低检出限的空气中钠气溶胶在线探测装置。

(二)技术方案

一种空气中钠气溶胶在线探测装置，该装置包括：采样分流装置、原子发射光谱激发源、光谱监测装置、校正瓶；

其中所述采样分流装置将空气样品输送到原子发射光谱激发源；所述原子发射光谱激发源将空气样品中的钠气溶胶激发出原子发射光谱，并通过光谱监测装置收集原子发射光谱；所述光谱监测装置将钠原子发射光分离出来并转换为电信号；所述校正瓶为原子发射光谱激发源提供已知浓度的气溶胶样品。

采样分流装置包括；采样泵、分流装置；

其中所述采样泵与分流装置连接，所述分流装置与原子发射光谱激发源连接。

原子发射激发源包括：功率源、能量转化装置、工作气体流量控制部件、工作气体气源；

其中所述功率源与能量转化装置连接；所述工作气体气源通过工作气体流量控制部件连接在能量转化装置上。

光谱监测装置包括：光谱收集部件、分光部件、探测器；

其中所述光谱收集部件通过光纤与分光部件连接；所述分光部件与探测器连接。

原子发射激发源还包括：点火装置，并采用自动控制点火。