一种反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统技术方案

本实用新型专利技术属于核安全监测技术领域，涉及一种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、水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块、压缩机、返回管线，采样头为多个，设置在安全壳内的不同位置；采样管线连接每个采样头并在穿出安全壳后依次连接水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块；安全壳外的采样管线上设置有电磁阀组；通过与氢气与氧气浓度测量模块连接的返回管线上设置的压缩机的作用，将测量完浓度的安全壳内气体输送回安全壳内。利用本实用新型专利技术的监测系统，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。

A gas concentration monitoring system in the containment after a serious reactor accident

The utility model belongs to the technical field of nuclear safety monitoring, and relates to a gas concentration monitoring system in the containment after a serious reactor accident. The monitoring system comprises a security shell, a sampling head, sampling pipeline, electromagnetic valve, water vapor concentration measurement module, hydrogen and oxygen concentration measurement module, a compressor, a return line, the sampling head for a number of different positions, set in the containment; sampling pipeline connecting each sampling head and the top of the containment after connected to the water vapor concentration measurement module, hydrogen and oxygen concentration measurement module; sampling pipeline safety shell is arranged on the electromagnetic valve group; through the compressor set to return pipeline connected with the hydrogen and oxygen concentration measurement module on the role of the measured concentration of the gas safety shell transport back to the containment. The monitoring system of the utility model is more convenient and accurate for monitoring the concentration of gases in the containment under severe accidents, and prevents the leakage of radioactive substances caused by the monitoring process.

【技术实现步骤摘要】
一种反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统
本技术属于核安全监测
，涉及一种反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种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，本技术提供一种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、水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块、压缩机、返回管线，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依次连接所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块(采样气体被自采样管线引出安全壳后，采取先测水蒸汽浓度，将水蒸汽冷凝之后再测氢气与氧气浓度的测量流程，可以克服水蒸汽的存在会对氢气浓度的测量造成影响的问题)；安全壳外的所述的采样管线上，在所述的水蒸汽浓度测量模块前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中的水蒸汽、氢气、氧气浓度；通过与所述的氢气与氧气浓度测量模块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，本技术提供一种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，本技术提供一种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，本技术提供一种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，用于将所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块置于其中，保证所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块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，本技术提供一种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，本技术提供一种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，本技术提供一种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，本技术提供一种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。在一种优选的实施方案中，本技术提供一种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与所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块依次连接的数据处理模块(用于进行数据处理和显示)、主控室(用于进行显示和监控)。在一种优选的实施方案中，本技术提供一种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返回管线上的缓冲罐，其底部用于收集返回气体中水蒸汽组分的冷凝水。在一种更加优选的实施方案中，本技术提供一种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水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块之间的水蒸汽冷凝器，用于冷凝去除测量完水蒸汽浓度后采样气体中的水蒸汽。在一种更加优选的实施方案中，本技术提供一种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冷凝水收集箱，用于收集所述的水蒸汽冷凝器中的冷凝水。在一种更加优选的实施方案中，本技术提供一种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冷凝水疏放管线与冷凝水疏放阀，所述的冷凝水疏放管线一端连接所述的冷凝水收集箱，另一端连接所述的缓冲罐，通过开启设置在所述的冷凝水疏放管线上的所述的冷凝水疏放阀，将所述的冷凝水收集箱中收集的冷凝水导入所述的缓冲罐。在一种更加优选的实施方案中，本技术提供一种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连接所述的返回管线的冷凝水回吹管线和其上设置的冷凝水回吹控制电磁阀，用于在开启所述的冷凝水回吹控制电磁阀后，通过所述的冷凝水回吹管线通入高压氮气将所述的缓冲罐底部的冷凝水回冲到所述的安全壳内。所述的冷凝水回吹管线连接所述的缓冲罐的底部。本技术的有益效果在于，利用本技术的反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，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。本技术通过采样管线上的电磁阀组轮流动作实现了轮流采样测量；通过安全壳外恒温恒压系统提供的恒温恒压环境保障了水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块良好的运行环境，确保了测量的精度；在进行氢气和氧气浓度测量之前，通过水蒸汽冷凝器将混合气体中的水蒸汽冷凝并去除，消除水蒸汽的存在对氢气浓度测量的影响；水蒸汽冷凝器冷凝后的水收集于冷凝水收集箱中，最终排入缓冲罐的底部空间；整个采样气体中水蒸汽冷凝产生的冷凝水汇集于缓冲罐底部，并通过冷凝水回冲系统返回安全壳内；通过高压氮气对采样管线进行反吹扫，保证了采样头及其上过滤器的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其特征在于，所述的监测系统包括安全壳、采样头、采样管线、电磁阀组、水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块、压缩机、返回管线，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依次连接所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块；安全壳外的所述的采样管线上，在所述的水蒸汽浓度测量模块前设置有所述的电磁阀组，以轮流开启其中的电磁阀实现轮流采样测量气体中的水蒸汽、氢气、氧气浓度；通过与所述的氢气与氧气浓度测量模块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。

【技术特征摘要】
1.一种反应堆严重事故后安全壳内气体浓度监测系统，其特征在于，所述的监测系统包括安全壳、采样头、采样管线、电磁阀组、水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块、压缩机、返回管线，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依次连接所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块；安全壳外的所述的采样管线上，在所述的水蒸汽浓度测量模块前设置有所述的电磁阀组，以轮流开启其中的电磁阀实现轮流采样测量气体中的水蒸汽、氢气、氧气浓度；通过与所述的氢气与氧气浓度测量模块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。2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述的监测系统还包括恒温恒压系统，用于将所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块置于其中，保证所述的水蒸汽浓度测量模块、氢气与氧气浓度测量模块良好的运行环境及测量的精度。3.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：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。4.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：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。5.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于：所述的监测系统还包括在所述的电磁阀组前接入的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马如冰，盛天佑，马卫民，元一单，杨小明，刘冉，杨洋，余婧懿，林斌，张天琦，朱一鸣，王晨，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11