专利名称：气态放射性碘反应瓶及使用该瓶的碘过滤器效率试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及核辐射安全与监测技术，尤其涉及一种核电站气态放射性碘反应瓶及使用该瓶的核电站碘过滤器效率试验装置。
背景技术：
在压水堆核电站的反应堆放射性裂变产物中含有气态放射性碘，其释放到环境后对人体健康危害极大，因此，需要在通风系统中使用碘过滤器(或称为碘吸附器)进行气态放射性碘过滤处理。为确保核电站的重要通风系统中碘过滤器的可用性，需要定期对碘过滤器进行现场效率试验，验证其对放射性碘的拦截能力是否满足要求。核电站碘过滤器现场效率试验通常采用的是“放射性甲基碘法”，在放射性碘源反应瓶中注入试剂现场合成“放射性甲基碘”，利用产生的“放射性甲基碘”作为示踪剂投放在碘过滤器的上游，在碘过滤器的上、下游使用碳盒采样，然后用Y谱仪分析上、下游碳盒放射性活度，再使用上、下游放射性活度的比值(净化系数)来判断碘过滤器的气态放射性碘过滤特性。现有碘过滤器效率试验用的放射性碘源反应瓶一般为敞口平底玻璃瓶，现场试验时使用橡胶塞加铝封实现反应瓶内密闭。液态试剂的抽取和注入可以使用注射器等针类工具穿刺橡胶塞来实现。在使用特定液态试剂现场合成放射性甲基碘气体时会产生中间固态产物，所述中间固态产物与液态试剂在反应瓶中形成悬浊液，经过一段时间所述中间固态产物沉积在瓶体的底部。通过向反应瓶中液体连续注入空气，和从反应瓶中液面上方向外连续抽气，将携带放射性甲基碘的气体抽出反应瓶并经由甲基碘发生器的发生回路注入到试验通风管路中。但是，由于向反应瓶中液体连续注入空气，沉积在瓶底的沉淀物又会被吹起，重新形成悬浊液，部分沉淀物会被抽出气体携带到甲基发生器的发生回路，堵塞回路，从而由于处理堵塞缺陷引起试验时间延误、碘源消耗增加、人员内、外污染风险加大等问题，而上述问题在核电站都难以接受。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种气态放射性碘反应瓶，能够便捷、自动、安全分离核电厂放射性气体净化试验的使用的悬浊液中固体。为了解决现有技术中的核电厂放射性气体净化试验用的平底反应瓶无法对悬浊液中固体进行分离，不安全及引起堵塞的技术问题，本实用新型提供了一种可实现悬浊液固液分离的气态放射性碘反应瓶，其包括盛装所述气态放射性碘及所述悬浊液的瓶体，所述反应瓶的瓶体上端开口下端封闭，所述反应瓶还包括设置在所述瓶体内将所述瓶体内部分成上部空间和下部空间的漏斗，所述漏斗呈圆台形，其上端与所述瓶体的侧面连接为一体，所述漏斗下端形成小孔，所述小孔连通所述上部空间和所述下部空间。优选的，所述放射性气体为放射性甲基碘气体，所述瓶体盛装放射性碘源。优选的，所述瓶体和漏斗均为玻璃制成。优选的，所述圆台形漏斗的上端边缘与所述瓶体的侧壁连接是线密封连接和组合连体结构连接中的一种。优选的，所述瓶体底面直径与所述小孔直径之比为(8 12) :1。优选的，所述瓶体的深度为5(T70mm，所述瓶体底面直径约24_，所述小孔直径2飞mm，所述漏斗上端边缘距离所述瓶体底面5 20mm，所述小孔距离所述瓶体底面距离为2 5mm。相应地，本实用新型还提供一种核电厂碘过滤器效率试验装置，其包括甲基碘发生器，所述甲基碘发生器包括生成放射性甲基碘气体及悬浊液的反应瓶，所述反应瓶内设置有将其分成上部空间和下部空间的漏斗，所述漏斗呈圆台形，其上端与所述反应瓶的侧面连接为一体，所述漏斗下端形成小孔，所述小孔连通所述上部空间和所述下部空间。优选的，所述甲基碘发生器还包括用于向所述反应瓶内注入空气及将所述反应瓶中生成的放射性甲基碘气体输出的套管针、设置在所述反应瓶上方用于安装所述套管针的发生器体；所述核电厂碘过滤器效率试验装置还包括通过控制所述套管针进入所述反应瓶的位置来控制所述放射性甲基碘气体的输出通断的气动控制单元。优选的，所述甲基碘发生器和所述气动控制单元设置在负压箱内，所述负压箱上设有压缩空气分配器，所述甲基碘发生器还包括压缩空气喷射泵；其中，压缩空气喷射泵与压缩空气分配器连接，由压缩空气分配器为其供气；所述甲基碘发生器连接有与负压箱外界大气连通的进气管，所述套管针包括内针和外针，所述进气管通过发生器体与所述内针相通，所述压缩空气喷射泵的吸气口与所述套管针的内、外针之间的间隙相通。优选的，所述甲基碘发生器还包括放置所述反应瓶的反应瓶升降架和用于使所述反应瓶升降架上下移动的气缸，所述气缸由气缸活塞分成上缸和下缸，所述气动控制单元向所述上缸或所述下缸送气推动所述气缸活塞上下运动，所述气缸活塞上下运动带动所述反应瓶升降架上下移动。优选的，所述反应瓶和所述漏斗均为玻璃制成，二者热熔为一体。实用新型与现有技术对比的有益效果是本实用新型提供的核电厂放射性气体净化试验的气态放射性碘反应瓶及使用该瓶的核电厂碘过滤器效率试验装置利用反应瓶内的中间漏斗分离结构，待悬浊液静置后，固体沉淀物直接沉积或从漏斗壁滑降经过漏斗下端小孔沉淀到漏斗下方的下部空间；在向漏斗上方空间注入空气鼓泡时，由于设置了漏斗且漏斗下端小孔直径小，下部空间的沉淀物很难回到漏斗上方，从而保证了悬浊液分离固体产物的便捷和安全，大幅减少了固体沉淀物被空气携带到甲基碘发生器回路的量，减少甲基碘发生器的堵塞次数，降低人员处理的风险。
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他形式的附图。图1是本实用新型第一实施例中提供的气态放射性碘反应瓶示意图；图2是本实用新型第二实施例中提供的碘过滤器效率试验装置结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。请参阅图1，本实用新型第一实施例中提供了一种核电厂放射性气体净化试验的气态放射性碘反应瓶，其包括瓶体I和漏斗II，瓶体I内盛装生成放射性气体及悬浊液，在本实施例中，瓶体I内生成放射性甲基碘及中间固态产物，所述反应瓶的瓶体I上端开口下端封闭，所述反应瓶的瓶体I上端开口使用橡胶塞和铝封来封口，使用注入和抽吸空气针穿刺橡胶塞向瓶内注入空气进行鼓泡和携带生成的甲基碘气体输出。瓶体I可以是基本为圆柱形，上端设置缩小的颈部进行开口。漏斗II设置在反应瓶瓶体I内将所述瓶体内部分成上部空间IV和下部空间V，如图1所示所述漏斗呈中空圆台形，上大下小，其上端圆周面与所述反应瓶瓶体I的侧面连接为一体，所述漏斗II下端形成小孔III，小孔III连通所述上部空间IV和所述下部空间V。本实施例中，反应瓶的瓶体I内放置放射性碘源,通过注射器加入其它试剂生成放射性甲基碘和中间固态产物。考虑到反应物及生成物的性质，优选的反应瓶瓶体I和漏斗II采用玻璃，二者热熔为一体。具体的加工方法可以采用如下方法制作漏斗及上部构件；制作下部构件；利用玻璃热处理特性，将上部构件、漏斗和下部构件热熔为一体。需要说明的是，这只是一种可选的加工方式，其他的能够将漏斗及反应瓶连接为一体的方法均可采用，包括粘接等。通过控制小孔III的大小以及漏斗II的斜度可以控制下部空间V内的沉淀被带回上部空间的几率，本实用新型实施例中，选择采用小孔III直径与反应瓶I底面直径之比为1/12到1/4，当然这只是一种可选的范围，也可以选择1/10，1/8，1/6等其他比例。至于反应瓶瓶体I和漏斗II的具体尺寸，以及漏斗II在反应瓶中的具体位置，可以根据需要和具体使用环境来设置。本实施例中采用的一种可选尺寸具体是反应瓶瓶体I深度5(T70mm，底部直径约24mm，漏斗小孔II直径2 5mm，漏斗上端距离底面5 20mm，小孔III距离底面距离为2 5mm。由于设置了漏斗结构，反应生成的固体沉淀物直接沉积或从漏斗壁滑降经过漏斗下端小孔沉淀到漏斗下方的下部空间；在向漏斗上方空间注入空气鼓泡时，由于设置了漏斗且漏斗下端小孔直径小，下部空间的沉淀物很难回到漏斗上方，从而保证了悬浊液分离固体产物的便捷和安全，使放射性气体能够顺利输出而不会或极少带入固体物。需要说明的是，在本实施例中采用放射性碘源生成放射性甲基碘气体，对于其他生成气体及固体产物的场所在满足条件的情况下也可以采用本实施例中的装置。参阅图2，本实用新型第二实施例中提供了一种核电厂碘过滤器效率试验装置，该试验装置包括甲基碘发生器，甲基碘发生器中采用的反应瓶17为第一实施例中的图1所示的内部具有漏斗的反应瓶I (图2中反应瓶17未示出内部漏斗)。该试验装置的具体结构如下其包括负压箱2，在负压箱2上设有压缩空气分配器4，负压箱2还连接有压缩空气喷射泵21，压缩空气喷射泵21与压缩空气分配器4的一个供气口连接，用于维持负压箱2内的负压状态。压缩空气喷射泵21的吸气管伸入负压箱2内，其吸气管的吸气口上安装有除碘器20。[0029]在负压箱2内设有甲基碘发生器，甲基碘发生器包括压缩空气喷射泵3、单向阀5、节流阀6、发生器体23、套管针18、反应瓶17、气缸13及反应瓶升降架16，其中反应瓶升降架16包括用于支撑反应瓶17的反应瓶支架和用于夹装固定反应瓶17的夹具。压缩空气喷射泵3与压缩空气分配器4连接，由压缩空气分配器4为其供气，压缩空气喷射泵3的吸气口上连接单向阀5，单向阀5下端连接节流阀6，节流阀6下端与发生器体23相连，套管针头18位于发生器体23下方并固定在发生器体23上。气缸13安装在支座14上，气缸13的活塞杆与反应瓶升降架16连接，用于移动反应瓶17。发生器体23上连接有进气管204，进气管204上设有转子流量计22，单向阀27、带延时功能的非负压开关26、位于负压箱2外的进气管204端部设有进气除碘器I。套管针18包括内针和外针，负压箱2外的空气经进气除碘器1、发生器体23与套管针18的内针管相通，压缩空气喷射泵3的吸气口与套管针头18的外针和内针之间的间隙相通。本实施例中的试验装置还包括气动控制单元,所述气动控制单元控制所述套管针16进入所述反应瓶17的位置以控制所述放射性甲基碘气体的输出通断。具体而言，如图2所示，气动控制单元设置在负压箱2内，它包括微压信号阀8、气动复位的推拉换向阀10、单向阀节流阀7、单向阀9, 二位五通单气控换向阀11。二位五通单气控换向阀11的进气孔P与压缩空气分配器4用于气动控制单元的供气口连接，二位五通单气控换向阀11的第二气孔A通过单向阀9与气缸13的上进气孔连接，其第一气孔B与气动复位的推拉换向阀10的进气孔P'连接，控制孔K与微压信号阀8的出气孔连接。气动复位的推拉换向阀10的第二气孔a与气缸13的下进气孔连接,第一气孔b通过单向阀节流阀7与气缸13的上进气孔连接，第一压力平衡口 Pl与非负压开关26的第二通气孔T连接；微压信号阀8的进气孔M接压缩空气分配器4气动控制单元供气管路，其信号输入孔N接压缩空气喷射泵3的吸气口。负压箱2底部设有底座19，侧面设有真空表25。通过推或拉的操作作用于推拉换向阀10，可控制气缸13内上缸和下缸的压力变化，带动气缸活塞的上下运动，从而带动反应瓶17的上下运动，以使套管针18进入或离开反应瓶17的上部空间，从而控制反应瓶17中生成的放射性甲基碘的输出通断。具体操作过程如下往外拉推拉换向阀10，使气缸13上缸经气动复位的推拉换向阀10的第一气孔b和第三气孔c排气，气动复位的推拉换向阀10的第二气孔a和第四气孔P'相通，向气缸13下缸送气，使反应瓶17提升到一合适高度，安装在发生器体23上的套管针18穿入反应瓶17的胶塞后，较长的内针潜入溶液一定深度，而较短的外针处于液面以上，使反应瓶17内气体与压缩空气喷射泵3吸气口相通，压缩空气喷射泵3接通工作压缩空气后，在其吸气口处产生负压，使单向阀5打开，将反应瓶17内气体空间抽成真空，负压箱2外的空气在压差作用下，通过除碘器I和进气管路进入内针，克服液封后开始在反应瓶17内溶液中鼓泡，携带甲基碘气体输出。载有甲基碘的气流经节流阀6稳定后再通过开启的单向阀5最后进入压缩空气喷射泵3，与工作空气混合后流出。鼓泡流量由转子流量计22指示，并可通过调节压缩空气喷射泵3的工作压力来控制。载带空气入口设除碘器1，其目的是防止发生装置不运行时，管路中残留的放射性气体扩散逸出及发生回路出现堵塞后，反应瓶17中放射性物质从进气口反压出来，造成试验人员污染。为使甲基碘出口管能很方便地与试验回路注入口连接，甲基碘发生器位置可沿滑轨12方向任意调整。[0034]当气动复位的推拉换向阀10的手柄往里推时，气缸13上缸通过气动复位的推拉换向阀10的第二气孔a经第五气孔d排气，气动复位的推拉换向阀10的第四气孔P'和第一气孔b相通，向气缸13的上缸送气，将反应瓶17降下，脱离套管针头18，甲基碘停止输出。本实施例中的碘过滤器效率试验装置采用的反应瓶中带有漏斗结构，能够安全有效分离悬浊液，在注入空气携带甲基碘气体输出时，固体产物难以通过漏斗回到反应瓶上部，从而减少甲基碘发生器的堵塞，降低污染风险。在本实施例中，是采用操作推拉换向阀10引起气缸13内部压力变化从而使反应瓶17升降进而使甲基碘气体能够或不能通过套管针18输出。在其他的实施方式中，也可采用其他的气动控制方式控制反应瓶17升降或控制套管针18的升降，也可以不采用气动控制，而采用电动或机械传动方式进行控制，这些应该是本领域技术人员能够想到的，在此不再赘述。以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干等同改进和明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求1.一种气态放射性碘反应瓶，其包括盛装所述气态放射性碘及所述悬浊液的瓶体，所述反应瓶的瓶体上端开口下端封闭，其特征在于所述反应瓶还包括设置在所述瓶体内将所述瓶体内部分成上部空间和下部空间的漏斗，所述漏斗呈圆台形，其上端与所述瓶体的侧面连接为一体，所述漏斗下端形成小孔，所述小孔连通所述上部空间和所述下部空间。
2.根据权利要求1所述的气态放射性碘反应瓶，其特征在于，所述瓶体盛装放射性碘源。
3.根据权利要求2所述的气态放射性碘反应瓶，其特征在于，所述瓶体和漏斗均为玻璃制成。
4.根据权利要求3所述的气态放射性碘反应瓶，其特征在于，圆台形漏斗的上端边缘与所述瓶体的侧壁连接是线密封连接和组合连体结构连接中的一种。
5.根据权利要求1所述的气态放射性碘反应瓶，其特征在于，所述瓶体底面直径与所述小孔直径之比为(8 12) :1。
6.根据权利要求5所述的气态放射性碘反应瓶，其特征在于，所述瓶体的深度为50-70mm,所述瓶体底面直径约24mm,所述小孔直径2_5mm,所述漏斗上端边缘距离所述瓶体底面5-20mm，所述小孔距离所述瓶体底面距离为2_5mm。
7.一种核电厂碘过滤器效率试验装置，其包括甲基碘发生器，所述甲基碘发生器包括生成放射性甲基碘气体及悬浊液的反应瓶，其特征在于，所述反应瓶内设置有将其分成上部空间和下部空间的漏斗，所述漏斗呈圆台形，其上端与所述反应瓶的侧面连接为一体，所述漏斗下端形成小孔，所述小孔连通所述上部空间和所述下部空间。
8.根据权利要求7所述的核电厂碘过滤器效率试验装置，其特征在于，所述甲基碘发生器还包括用于向所述反应瓶内注入空气及将所述反应瓶中生成的放射性甲基碘气体输出的套管针、设置在所述反应瓶上方用于安装所述套管针的发生器体； 所述核电厂碘过滤器效率试验装置还包括通过控制所述套管针进入所述反应瓶的位置来控制所述放射性甲基碘气体的输出通断的气动控制单元。
9.根据权利要求8所述的核电厂碘过滤器效率试验装置，其特征在于，所述甲基碘发生器和所述气动控制单元设置在负压箱内，所述负压箱上设有压缩空气分配器，所述甲基碘发生器还包括压缩空气喷射泵； 其中，压缩空气喷射泵与压缩空气分配器连接，由压缩空气分配器为其供气；所述甲基碘发生器连接有与负压箱外界大气连通的进气管，所述套管针包括内针和外针，所述进气管通过发生器体与所述内针相通，所述压缩空气喷射泵与所述套管针的内、外针之间的间隙相通。
10.根据权利要求9所述的核电厂碘过滤器效率试验装置，其特征在于，所述甲基碘发生器还包括放置所述反应瓶的反应瓶升降架和用于使所述反应瓶升降架上下移动的气缸，所述气缸由气缸活塞分成上缸和下缸，所述气动控制单兀向所述上缸或所述下缸送气推动所述气缸活塞上下运动，所述气缸活塞上下运动带动所述反应瓶升降。
11.根据权利要求10所述的核电厂碘过滤器效率试验装置，其特征在于，所述反应瓶和所述漏斗均为玻璃制成。
专利摘要本实用新型提供一种气态放射性碘反应瓶，其包括盛装所述气态放射性碘及所述悬浊液的瓶体，所述反应瓶的瓶体上端开口下端封闭，所述反应瓶还包括设置在所述瓶体内将所述瓶体内部分成上部空间和下部空间的漏斗，所述漏斗呈圆台形，其上端与所述瓶体的侧面连接为一体，所述漏斗下端形成小孔，所述小孔连通所述上部空间和所述下部空间。在向漏斗上方空间注入空气鼓泡时，由于设置了漏斗结构，下部空间的沉淀物很难回到漏斗上方，从而保证了悬浊液分离固体产物的便捷和安全。本实用新型还提供一种包括气态放射性碘反应瓶的核电厂碘过滤器效率试验装置。
文档编号C07C19/07GK202893313SQ201220596960
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者杜建兴, 张鹏, 边守利, 张大勇 申请人:中国广东核电集团有限公司, 大亚湾核电运营管理有限责任公司