一种核电站用辐射屏蔽分层隔离的取样装置的制作方法

1.本实用新型涉及核电站取样设备技术领域，更具体地说，它涉及一种核电站用辐射屏蔽分层隔离的取样装置。


背景技术：

2.在核电站中，一回路水化学监测和控制是核电厂运行管理的一项重要工作，关系到整个电厂的安全、稳定和经济运行。尤其是核电厂在严重事故工况下，大量的放射性物质通过主回路压力边界或压力容器破口释放至安全壳大气，部分随喷淋液一并被收集在安全壳地坑中。安全壳大气中可能含有氢气、氧气、水蒸气、惰性气体、气溶胶和碘，其总量、组成以及分布可用于确定安全壳大气中的放射性物质释放至大气环境的潜在影响；安全壳地坑水中可能含有硼酸、磷酸三钠、悬浮放射性产物和溶解放射性产物，相关信息可以反映堆芯损毁程度。
3.核取样装置作为核电站一回路水化学监测实现的重要手段，通过手套箱实现取样操作或者通过面板集中操作的核取样系统取样，其作用是在核电厂正常运行期间、事故及事故后工况下可从各工艺系统中采集具有代表性的液体、气体等样品，以供化学分析和放化分析。取样分析的主要目的是为了监测堆芯活性，监测燃料组件的完整性，评价离子交换器和过滤器的特性，监测各工艺系统的化学指标以及监测放射性物质的泄漏。分析结果用于评价一回路水化学，以提出应对措施。同时，在取样操作过程中，须确保取样操人员所受到的辐射照射剂量在合理、可行的水平范围内。因此在核电厂的设计中，必须考虑核取样装置的配置。
4.现有的核电堆型均配置相应的取样装置，能实现部分自动取样操作，但存在价格昂贵、工艺复杂等不足；部分核电堆型的取样装置均是通过对整个柜体本体进行辐射屏蔽处理，以确保取样操人员所受到的辐射在安全范围内。而整体进行辐射屏蔽处理不仅导致整个取样装置的体积和重量增加，同时提高了核辐射屏蔽处理的投入成本，且在一定程度使得核取样操作不便。因此，研究设计一种核电站用辐射屏蔽分层隔离的取样装置是我们目前急需解决的问题。


技术实现要素：

5.为解决现有柜体式核取样装置中的标准仪表阀无法将阀门手柄集中在屏蔽面板上操作的问题，本实用新型的目的是提供一种核电站用辐射屏蔽分层隔离的取样装置。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种核电站用辐射屏蔽分层隔离的取样装置，包括柜体本体，所述柜体本体包括上柜体和下柜体，下柜体的至少一个侧壁设有辐射屏蔽填充层。
7.进一步的，所述上柜体内部设有溢流监测组件、液体稀释组件；下柜体内部设有气体稀释组件、混合容器、废液收集排放组件；下柜体的外壁设有样品转移室。
8.进一步的，所述辐射屏蔽填充层包括外侧板和内侧板，外侧板与内侧板之间间隔
设置形成填充空隙，填充空隙内设有填充材料层。
9.进一步的，所述辐射屏蔽填充层中的填充物为铅板。
10.进一步的，所述铅板的厚度为20-80mm。
11.进一步的，所述辐射屏蔽填充层中的填充物为铅粒。
12.进一步的，所述铅粒的粒径为1-3mm，填充空隙内铅粒的填充密度为 6-9g/cm3，填充厚度为10-120mm。
13.进一步的，所述填充空隙内竖直间隔设置有多个加强筋，加强筋沿竖直方向间隔设置有多个第一通孔。
14.进一步的，所述下柜体的底部内通过隔板设置有双层隔离结构，双层隔离结构中的上层空间与四周对应的填充空隙均连通，且双层隔离结构中的隔板设有将上层空间、下层空间连通的第二通孔。
15.进一步的，所述下柜体的前侧壁设有阀门延长杆。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
17.1、本实用新型将核取样装置的放射部分和非放射部分进行有效地分层布置，从而将放射部分和非放射部分有效的分离，仅对放射部分屏蔽，能够有效减少屏蔽层的用料，从而减小装置的重量和体积、减小装置的占用空间；
18.2、本实用新型下柜体屏蔽层内的屏蔽物质为铅粒，由于铅粒的密度小，在同样的屏蔽效果下，能够减轻下柜体的重量，以便于取样柜体的搬运，也能够减小下柜体的惯性；
19.3、本实用新型采用铅粒作为填充物，由于铅粒的流动性好，在取样柜体震动时能够吸收震动能量，以确保取样柜体有足够的抗震性能；
20.4、本实用新型采用铅粒作为填充物，可在柜体安装完成后再填充，降低了下柜体搬运至安装位置的运输成本和难度；
21.5、本实用新型采用铅粒填充屏蔽层，相对与采用铅板达到相同的屏蔽效果用料更少，能够减少铅的使用，以节约取样装置的成本。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
23.图1是本实用新型实施例中的整体结构示意图；
24.图2是本实用新型实施例中的内部结构示意图；
25.图3是本实用新型实施例中双层隔离结构的结构示意图。
26.附图中标记及对应的零部件名称：
27.1、上柜体；2、下柜体；3、内侧板；4、外侧板；5、加强筋；6、溢流监测组件；7、液体稀释组件；8、气体稀释组件；9、混合容器；10、废液收集排放组件；11、样品转移室；12、阀门延长杆；13、第一通孔；14、隔板；15、第二通孔。
具体实施方式
28.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本
实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
29.需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
30.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.实施例：一种核电站用辐射屏蔽分层隔离的取样装置，如图1所示，包括柜体本体，柜体本体包括上柜体1和下柜体2，下柜体2的至少一个侧壁设有辐射屏蔽填充层。在使用时，将核取样装置在取样工作时不接触放射性物质的功能组件安装在上柜体1内、将核取样装置在取样工作时直接接触放射性物质的功能组件安装在下柜体2内，从而将现有的核取样功能组件按照是否具有放射性进行区分，并安装在相应的柜体内，以将核取样装置的放射部分和非放射部分进行有效地分层布置，仅对放射部分屏蔽，可有效提高取样柜体的辐射屏蔽效率，减少辐射屏蔽防护层的体积及辐射屏蔽材料的用料，从而减小装置的重量和体积。
33.如图2所示，不接触放射性物质的功能组件包括但不限于溢流监测组件6、液体稀释组件7及相应的配套管路，直接接触放射性物质的功能组件包括但不限于气体稀释组件8、混合容器9、废液收集排放组件10及相应的配套管路。为便于实现样品的快速转移，下柜体2的一侧设有样品转移室11，同样的样品转移室11也进行了辐射屏蔽设置。
34.如图1所示，辐射屏蔽填充层包括外侧板4和内侧板3，外侧板4与内侧板 3之间间隔设置形成填充空隙，填充空隙内设有填充材料层。
35.在本实施例中，辐射屏蔽填充层中的填充物为铅粒。铅粒的粒径为1-3mm，填充空隙内铅粒的填充密度为6-9g/cm3，填充厚度为10-120mm。
36.能够理解的是，由于铅粒的密度小，因此在同样的屏蔽效果下，能够减轻下柜体2的重量，以便于取样柜体的搬运，也能够减小下柜体2的惯性。并且铅粒的流动性好，在柜体本体震动时能够吸收震动能量，以确保柜体本体有足够的抗震性能。另外，由铅粒填充屏蔽层内的填充空隙，可在柜体本体安装完成后再填充，降低了下柜体2搬运至安装位置的运输成本和难度。与此同时，采用铅粒填充屏蔽层，相对与采用铅板达到相同的屏蔽效果用料更少，能够减少铅的使用，以节约柜体本体的成本。而对于柜体本体在使用，其后侧和顶部通常靠墙设置，因此可以不做强化屏蔽设计。
37.此外，辐射屏蔽填充层中的填充物还可采用铅板，铅板的厚度为20-80mm。
38.如图1所示，填充空隙内竖直间隔设置有多个加强筋5，加强筋5沿竖直方向间隔设置有多个第一通孔13。加强筋5可有效提高取样柜体的抗震性能，在确保取样柜体有足够结构强度的同时，第一通孔13可以提高取样柜体屏蔽层的均匀性，以提高辐射屏蔽效果。
39.在本实施例中，为确保取样固体有足够的耐腐蚀性能，内侧板3、外侧板4 和加强筋5的材质均为不锈钢。
40.如图3所示，下柜体2的底部内通过隔板14设置有双层隔离结构，双层隔离结构中的上层空间与四周对应的填充空隙均连通，且双层隔离结构中的隔板 14设有将上层空间、下层空间连通的第二通孔15。对侧壁的填充空隙进行铅粒填充时，铅粒可经侧壁的填充空隙进入到双层隔离结构中的上层空间，再经过第二通孔15可进入双层隔离结构中的下层空间，能够一次完成整个下柜体2的填充，有效防止辐射从下柜体2底部逸出。
41.如图1所示，下柜体2的前侧壁设有阀门延长杆12，方便对下柜体2内的阀门进行操作。
42.在设定的抗震参数的试验条件下抗震试验后，各设备外观、结构完整、未发生变形和破裂；在压力试验下，各管路设备、接头及其它各连接件的密封性完好；通电后，动力设备运转正常，各测量、显示仪表通电信号正常。装置的抗震性能达到总体设计要求，满足核电厂使用要求。
43.工作原理：本实用新型将核取样装置的放射部分和非放射部分进行有效地分层布置，从而将放射部分和非放射部分有效的分离，仅对放射部分屏蔽，能够有效减少屏蔽层的用料，从而减小装置的重量和体积、减小装置的占用空间。
44.以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。