核电站液体取样设备集成设计方法及其设备与流程

本发明属于核电领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站液体取样设备集成设计方法及其设备。

背景技术：

核电站中，核取样系统的作用主要是对核相关系统进行取样分析。根据样品中放射性元素的成分及含量，可了解核电站运行过程中各系统中放射性剂量水平，进而判断系统的运行情况，以确保机组的正常运行。

核取样管道从核岛厂房内各运行系统管道取样，并集中在核取样间进行接收分析。在现有的核电厂设计中，核取样间内设备、管道、支架主要采用现场制作安装的方式完成，一般的设计步骤为：确定取样区域；设计取样支撑；定位取样设备；定位取样管道；设计通风系统。

取样区域内系统管道多、安全等级高且含放射性，由于核取样间内辐射剂量水平高，为了控制该区域辐射水平对人员及其他物项的影响，采用迷宫式设计，空间狭窄。上述取样间内设备存在以下问题：

1)占地面积大，安装工序复杂，接口多；

2)安装空间限制，现场施工困难；

3)安装误差大，澄清多。

有鉴于此，确有必要提供一种占用空间小、安装简便、集成设计的核电站液体取样设备集成设计方法及其设备。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种占用空间小、安装简便、集成设计的核电站液体取样设备集成设计方法及其设备。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种核电站液体取样设备，其包括防护柜体和设于防护柜体下方的支撑架，所述防护柜体内集成设有取样系统和通风系统，所述防护柜体上方设有多个外部接口，所述外部接口一端伸入防护柜体内与取样系统连通，另一端与待取样核电站系统的管道可拆卸连通。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述取样系统包括取样设备、取样管和与取样设备对应的取样瓶，取样管连通取样设备与外部接口。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述取样系统还包括设置于防护柜体内的滑轨，取样瓶与滑轨滑动连接。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述取样管上设有阀门和测量仪表。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述多个外部接口在防护柜体上方线性排列。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述通风系统设于防护柜体的顶部，所述通风系统包括风机和过滤系统。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述防护柜体内设有照明组件。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述防护柜体内设有气体吹扫组件和设于防护柜体底板的疏排水组件。

作为本发明核电站液体取样设备的一种改进，所述疏排水组件包括设有多个疏水孔的防护柜体的底板，设于底板下方与多个疏水孔对应的液体滞留池，以及与液体滞留池连通的疏排水管道。

本发明还提供了一种上述核电站液体取样设备集成设计方法，其包括以下步骤：

1)根据所需要集成的功能、各功能安装区域的大小，以及整体运输的可行性，设计整体框架，整体框架包括防护柜体和设于防护柜体下方的支撑架；

2)根据需连接的核电站系统的管道，分析所需外部接口的数量及接头形式，在防护柜体上方预留外部接口区，外部接口安装在外部接口区内并部分伸入防护柜体内；

3)根据所需要集成的功能，防护柜体内部划分为取样区和通风区，取样区内设有取样系统，通风区内设有通风系统；

4)在划分的区域内安装相对应的设备、仪表、管道和阀门；

5)在防护柜体上设置吊装组件。必要时设计临时支撑满足集成设备吊装的稳定性。

作为本发明核电站液体取样设备集成设计方法的一种改进，所述取样区包括取样操作区、阀门操作区和仪表读数区。

作为本发明核电站液体取样设备集成设计方法的一种改进，所述取样系统包括取样设备、滑轨、取样瓶和取样管，取样管连通取样设备和外部接口，取样管上设有阀门和测量仪表，所述取样设备、滑轨和取样瓶集中设置于取样操作区，阀门集中设置于阀门操作区，测量仪表集中设置于仪表读数区。

作为本发明核电站液体取样设备集成设计方法的一种改进，所述通风区位于防护柜体的顶部，所述通风系统包括风机和过滤系统。

作为本发明核电站液体取样设备集成设计方法的一种改进，所述防护柜体内部还划分为照明区、疏排水区、气体吹扫区。

作为本发明核电站液体取样设备集成设计方法的一种改进，所述照明区位于防护柜体的中上部，所述照明区设有照明组件。

作为本发明核电站液体取样设备集成设计方法的一种改进，所述气体吹扫区位于防护柜体的中上部，所述气体吹扫区内设有气体吹扫组件。

作为本发明核电站液体取样设备集成设计方法的一种改进，所述疏排水区位于防护柜体的底部，所述疏排水区内设有疏排水组件，所述疏排水组件包括设有多个疏水孔的防护柜体的底板，设于底板下方与多个疏水孔对应的液体滞留池，以及与液体滞留池连通的疏排水管道。

相对于现有技术，本发明核电站液体取样设备集成设计方法及其设备具有以下有益技术效果：

1)将取样功能和通风功能集成于防护柜体内，外部接口统一设置于柜体上方，可与来自多个核电站系统的管道可拆卸式连接，占地面积小，操作简便，适用性强；

2)防护柜体内还集成有照明、疏排水、测量仪表、气体吹扫等功能，利于操作同时，减少放射性外泄；

3)模块化设计方法能对核电站液体取样设备进行工厂预制，提高制造质量，减少现场施工工作；

4)大大减少现场安装量，解决现场有限空间内安装困难的问题，同时能大大提高取样设备的安装制造质量，提高放射性防护水平。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站液体取样设备集成设计方法及其设备进行详细说明，其中：

图1为本发明核电站液体取样设备的整体框架和外部接口区设计流程图。

图2为本发明核电站液体取样设备的外部接口设计示意图。

图3为本发明核电站液体取样设备的防护柜体内部区域划分示意图。

图4为本发明核电站液体取样设备的结构示意图。

图5为图4所示核电站液体取样设备的左视示意图。

图6为图4所示核电站液体取样设备的局部剖视图。

10-整体框架；12-外部接口区；100-防护柜体；110-外部接口；120-正面板；130-支撑架；140-显示面板；150-固定架；160-过滤器更换口；20-取样区；22-取样操作区；24-阀门操作区；26-仪表读数区；200-取样系统；210-取样设备；220-取样管；222-阀门；224-测量仪表；230-取样瓶；240-滑轨；30-通风区；300-通风系统；310-风机；320-过滤器；40-气体吹扫区；400-气体吹扫组件；50-疏排水区；500-疏排水组件；510-底板；520-液体滞留池；530-疏排水管道；60-照明区；600-照明组件。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参照图1至图6所示，本发明核电站液体取样设备集成设计方法，包括以下步骤：

1)根据需集成的取样、通风、照明、气体吹扫和疏排水的功能，各功能所需安装区域的大小，以及整体运输的可行性，设计本发明核电站液体取样设备的整体框架10。

请参照图1所示，整体框架10包括防护柜体100和位于防护柜体100下方的支撑架130，支撑架130为防护柜体100提供支撑作用，防护柜体100的内部区域可容纳所需集成的不同功能。

请参照图6所示，防护柜体100的正面板120可为活页式柜门，并可根据液体的辐照剂量，设置屏蔽措施，并在必要的时候可设计成防辐射的手套箱。

2)根据需连接的核电站系统的管道的数量和形式，确定外部接口110的数量以及外部接口110的接头形式，在防护柜体100顶部预留相应的外部接口区12；将外部接口110安装在外部接口区12且部分伸入防护柜体100内部。请参照图2所示。

多个外部接口110与多个核电站系统的管道可拆卸式连通，多个外部接口110集中线性排列在防护柜体100的上方，排列比较规整，便于与核电站系统的管道连通。当不需要对某个核电站系统进行取样时，可将该核电站系统的管道与外部接口110拆卸开。优选地，外部接口110与核电站系统的管道连接一端设有快速接头，便于连接安装。

3)根据需集成的取样、通风、照明、气体吹扫和疏排水的功能，将防护柜体100内部划分为取样区20、通风区30、照明区60、气体吹扫区40和疏排水区50。同时取样区20又划分为取样操作区22、阀门操作区24和仪表读数区26。请参照图3所示。

4)请参照图4所示，取样区20内设有取样系统200，取样系统200包括取样设备210、取样管220和与取样设备210对应设置的取样瓶230，取样管220一端与取样设备210连接，另一端与外部接口110连通，取样管220上设有控制开关的阀门222。

取样管220通过快速接头与取样设备210连通。取样管220上设有测量仪表224，测量仪表224对通过取样管220的液体进行测量，测量液体的化学性能，利于操作人员实时掌控液体的状态。请参照图6所示，防护柜体100上设有显示面板140，测量仪表224测得的数据传至显示面板140集中显示，便于操作人员观察。防护柜体100内还设有用于支撑固定取样系统200的固定架150。

请参照图4所示，取样系统200还包括滑轨240，取样瓶230与滑轨240滑动连接，如此可同时操作多个取样瓶230。防护柜体100内还可设置电子装置，智能识别取样瓶230的位置。

取样设备210、取样瓶230和滑轨240集中安装于取样操作区22，阀门222集中设置于阀门操作区24，测量仪表224集中设置于仪表读数区26。

请参照图5至图6所示，通风区30内安装有通风系统300，通风系统300包括风机310和过滤器320，过滤器320为吸附式循环过滤器，可避免放射性物质泄漏到防护柜体100外部。防护柜体100上设有过滤器更换口160，方便过滤器320的更换。

照明区60内安装有照明组件600，照明组件600选用具有抗辐照和防爆功能的照明设备，可提高本发明核电站液体取样设备的使用寿命。

气体吹扫区40内安装有气体吹扫组件400，气体吹扫组件400一般为气体吹扫接头，可设置特定的压力值和吹扫面积，对整个防护柜体100进行吹扫。

疏排水区50位于防护柜体100的底部，疏排水区50安装有疏排水组件500，疏排水组件500包括设有疏水孔的底板510，位于底板510下方的液体滞留池520以及与液体滞留池520连通的疏排水管道530。底板510上的疏水孔采用蜂窝状设计，底板510收集液体后，液体通过疏水孔流入液体滞留池520，在液体滞留池520中滞留一段时间，利于液体中放射性物质的衰变，减少对操作人员的辐照损伤，最后通过疏排水管道530排出。

5)在防护柜体100上安装有吊装组件，以满足对整个设备的吊装。吊装组件包括安装于防护柜体顶部的吊耳(图中未示出)，必要时还可设计临时支撑以满足集成设备吊装的稳定性。按照上述集成设计方法即可得到本发明核电站液体取样设备。

请结合图4至图6所示，本发明核电站液体取样设备的使用过程为：

通过防护柜体100顶部的吊耳将本发明核电站液体取样设备吊至需要的地方。将外部接口110与待取样核电站系统的管道连通，打开照明组件600，将取样瓶230置于取样设备210对应的位置，打开取样管220上的阀门222，取样设备210开始取样，取样瓶230接收取得的液体，同时测量仪表224随时监测液体的状态，待取样完成，关闭阀门222，打开防护柜体100的正面板120将取样瓶230取出并送去分析检测。当防护柜体100内有液体洒出或泄漏时，先开启气体吹扫组件400，设置特定的压力值和吹扫面积对整个防护柜体100进行吹扫，达到清洁放射性液体的目的，待液体集中到防护柜体100的底板510，从底板510上的疏水孔流入液体滞留池520，再通过疏排水管道530排出。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明至少具有以下有益技术效果：

1)将取样功能和通风功能集成于防护柜体100内，外部接口110统一设置于防护柜体100上方，可与来自多个核电站系统的管道可拆卸式连接，占地面积小，操作简便，适用性强；

2)防护柜体100内集成有照明、疏排水、测量仪表、气体吹扫等功能，功能完整，利于操作同时，降低放射性污染；

3)设备集成设计方法能对核电站液体取样设备进行工厂预制，提高安装及制造质量，也能提高设备放射性防护水平；

4)设备模块化制造，大大减少现场安装量，解决现场有限空间内安装困难的问题，优化了工人施工作业环境及工作效率。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。