补气系统及高温氦气直接取样装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及核电领域，特别是涉及一种适用于高温氦气直接取样装置的补气系统及具有该补气系统的高温氦气直接取样装置。
【背景技术】
[0002]从20世纪60年代开始，英国、美国和德国开始研发高温气冷堆。1964年，英国与欧共体合作建造的世界第一座高温气冷堆龙(Dragon，20Mffth)堆建成临界。其后，德国建成了 15丽e的高温气冷试验堆AVR和30(Mffe的核电原型堆THTR-300。美国建成了 4(Mffe的实验高温气冷堆桃花谷(Peach-Bottom)堆和330Mffe的圣符伦堡(Fort.St.Vrain)核电原型堆。2002年底，“第四代核能系统国际论坛”和美国能源部联合发布了《第四代核能系统技术路线图》，选取了包括超高温气冷堆在内的六中核反应堆型作为未来的研究重点。高温气冷堆是国际公认的一种安全堆型，是未来陷阱核能系统的一个重要发展方向，2006年初，《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中将大型压水堆及高温气冷堆核电站列为重大科技专项之一，高温气冷堆是具有第四代核能安全特性的核电技术，被国际认为是第四代核能系统中最有可能率先实现商业化的技术。
[0003]高温气冷堆是具有第四代特征的先进堆型，由于其冷却剂中载带数量可观的石墨粉尘，石墨粉尘上富集大量放射性核素，是高温气冷堆放射性产生的源头。如果能对其进行直接测量，即相当于得到了高温气冷堆放射性水平的第一手数据，为研究高温气冷堆的辐射安全特性提供第一手材料，对于掌握这种第四代反应堆在各种工况下的整体辐射特点有重要意义。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的是要提供一种补气系统，来对经高温氦气直接取样装置取样后的高温气冷堆进行补气，防止高温气冷堆内的气压低于额定气压。
[0005]特别地，本实用新型提供一种适用于高温氦气直接取样装置的补气系统，用于与高温气冷堆连接来对所述高温气冷堆进行补气，其中，包括:
[0006]供气装置，用于储存气体；
[0007]气压提供装置，分别与所述供气装置和所述高温气冷堆连通；
[0008]所述气压提供装置设置为，当所述高温气冷堆内的气压低于额定气压时，所述气压提供装置将一部分所述气体注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。
[0009]优选地，所述补气系统还包括:
[0010]单向阀，设置在所述气压提供装置与所述高温气冷堆之间，所述气压提供装置将所述气体的气压转换为额定气压；
[0011]所述单向阀设置为，当所述高温气冷堆内的气压低于额定气压时，所述气压提供装置将一部分所述气体通过所述单向阀注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。
[0012]优选地，所述补气系统还包括:
[0013]进气储存装置，与所述高温氦气直接取样装置连接，用于储存从所述高温氦气直接取样装置流出的高温气体；
[0014]出气储存装置，与所述进气储存装置和所述气压提供装置分别连通，用于储存纯净氦气；
[0015]所述进气储存装置和所述出气储存装置设置为，当所述高温气体流入所述进气储存装置时，与所述高温气体相同体积的所述纯净氦气被置换出而输送至气压提供装置，该气压提供装置将该部分所述纯净氦气注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。
[0016]优选地，所述补气系统还包括气体流量计，用于检测所述高温气冷堆释放出的高温氦气量，所述气压提供装置根据所述高温氦气量来将等量的所述气体注入所述高温气冷堆中。
[0017]优选地，所述气体流量计与所述高温氦气直接取样装置的出气通道连接来检测与所述高温氦气量相同的所述高温氦气直接取样装置流出的高温气体；所述出气通道与容纳分子筛的容纳腔连通，当所述分子筛置于所述容纳腔时，所述出气通道位于所述分子筛的后侧。
[0018]优选地，所述气体流量计设置于所述供气装置和所述出气通道之间。
[0019]优选地，所述供气装置包括:
[0020]进气储存装置，通过与所述出气通道连通，用于储存所述高温气体；
[0021]出气储存装置，分别与所述进气储存装置和所述气压提供装置连通，用于储存纯净氦气；
[0022]所述进气储存装置和所述出气储存装置设置为，当所述高温气体流入所述进气储存装置时，所述出气储存装置将与所述高温气体等量的所述纯净氦气输送至所述气压提供装置；所述气压提供装置将该部分所述纯净氦气升压并注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高至所述额定气压。
[0023]优选地，所述供气装置、所述气压提供装置及所述气体流量计均设置在所述高温气冷堆的核岛内。
[0024]优选地，所述供气装置、所述气压提供装置及所述气体流量计均设置在所述高温气冷堆的核岛外；
[0025]所述气体流量计通过第一通气管与所述出气通道连通；
[0026]所述供气装置通过第二通气管与所述出气通道连通；
[0027]所述气压提供装置通过第三通气管与所述供气装置连通，通过第四通气管与所述高温气冷堆连通；
[0028]优选地，所述气压提供装置为膜压机。
[0029]根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供一种高温氦气直接取样装置，其具有上述技术方案之一所述的补气系统。
[0030]另外，本实用新型提供了一种分子筛装置，用于放置于整体上呈长形的取样桶中来对高温氦气进行取样，所述分子筛装置包括:
[0031]整体上呈长形的壳体，具有沿其长度方向延伸的侧壁，所述壳体沿所述长度方向分布有壳体前端和壳体后端；
[0032]由所述壳体包裹形成的能容纳分子筛的容纳腔；
[0033]设置于所述壳体前端的与所述容纳腔连通的进气通道，用于供所述高温氦气通过所述进气通道进入所述容纳腔；
[0034]设置于所述壳体前端的用于阻止所述分子筛从所述壳体前端脱离所述分子筛装置的阻挡件；及
[0035]其中，所述分子筛装置设置为，当对所述高温氦气进行取样前，通过一执行机构将所述分子筛装置放置于所述取样桶中；当对所述高温氦气进行取样时，通过所述进气通道将由反应堆释放的所述高温氦气通入所述分子筛装置中；当对所述高温氦气进行取样后，通过所述执行机构将所述分子筛装置从所述取样桶拖离。
[0036]进一步地，所述壳体形成有:
[0037]贯穿所述壳体的与所述容纳腔连通的出气通道，当所述分子筛置于所述容纳腔时，所述出气通道位于所述分子筛的后侧；所述出气通道在所述侧壁内沿与所述长度方向成一夹角的方向延伸出所述侧壁的外表面，所述出气通道用于将经过所述分子筛后的所述高温氦气从所述容纳腔导出。
[0038]优选地，所述壳体形成有:
[0039]在所述侧壁上分布的、凹入所述侧壁的截面为弧形的环槽，所述出气通道形成于所述环槽中；
[0040]所述环槽能被一与其相配的密封件密封，所述密封件上设置有与所述出气通道连通的导流孔；
[0041]进一步优选地，所述出气通道的数量为多个，所述导流孔的数量为一个，所述密封件与所述导流孔之间设有空隙。
[0042]进一步地，所述壳体形成有:
[0043]在所述侧壁上分布的、凹入所述侧壁的定位孔，所述定位孔能和与其相配的定位件相配合来将所述连接器锁死；
[0044]优选地，所述定位孔周向外部围绕有部分覆盖所述定位孔的外圈，所述定位件具有大于所述外圈厚度的定位槽，当所述壳体后移时所述定位槽通过与所述外圈及所述定位孔相抵触来将所述连接器锁死。
[0045]进一步地，所述壳体后端连接有用于与所述执行机构连接的连接器；
[0046]所述连接器设置为，连接器的前端与所述壳体后端可拆卸地连接，连接器的后端与所述执行机构可拆卸地连接，所述连接器的最大横截面小于取样桶的最小横截面，以使所述连接器能放置于所述取样桶中；
[0047]优选地，所述连接器后端设置有螺纹孔，所述执行机构通过螺纹与所述螺纹孔可拆卸地连接。
[0048]优选地，所述连接器前端设置有凹槽，所述分子筛后端插入所述凹槽中并通过螺栓与其可拆卸地连接。
[0049]优选地，所述螺纹孔的前端呈缩口状；
[0050]优选地，所述螺纹孔后端经过倒角处理。
[0051]进一步地，所述壳体形成有:
[0052]在所述侧壁上分布的、凹入所述侧壁的多个密封环，所述密封环均能通过嵌入的密封条与所述取样桶密封；
[0053]优选地，所述密封环均位于所述出气通道的后侧；
[0054]进一步优选地，所述密封环均位于所述连接器上。
[0055]进一步优选地，所述环槽、所述定位孔、所述密封环沿所述长度方向依次排列。
[0056]进一步地，所述壳体前端在所述长度方向上连接有用于与所述反应堆进行密封的密封装置，所述密封装置包括密封插件，所述密封插件能与一密封座密封连接；
[0057]其中，所述密封座内具有供所述高温氦气流出的气体通道，所述密封座与所述反应堆固定连接，所述反应堆的出气通口置于所述密封座之内；所述密封插件与所述壳体前端固定连接，所述进气通道位于所述密封插件上；
[0058]优选地，所述气体通道内具有阀门，所述阀门设置为当所述阀门开启时，所述高温氦气通过所述气体通道进入所述进气通道，当所述阀门关闭时，所述高温氦气被所述阀门阻止通过所述气体通道进入所述进气通道。
[0059]进一步优选地，所述阀门为由压力驱动的单向阀，所述单向阀基于所述高温氦气的压力来将所述气体通道密封；所述密封插件上设置顶杆，所述顶杆由外力驱动来来提供较所述高温氦气大的压力来将所述单向阀打开。
[0060]进一步地，所述密封插件的侧面上设置有密封槽，所述密封槽内能安置密封片，通过所述密封片来将所述密封插件和所述密封座密封连接；
[0061 ] 优选地，所述密封座在密封处设置为倒角，所述密封插件在密封处设置为斜面。
[0062]进一步地，所述壳体整体为长形的圆柱状。
[0063]优选地，所述出气通道沿着径向方向；
[0064]优选地，所述出气通道的数量为六个。
[0065]进一步地，所述壳体为经过倒角的长方体。
[0066]进一步地，所述分子筛包括用于容纳分子筛颗粒的分子筛腔，及用于容纳过滤颗粒的过滤腔。
[0067]根据本实用新型的补气系统包括供气装置和气压提供装置，当高温气冷堆内的气压低于额定气压时，气压提供装置能将供气装置储存的一部分气体注入到所述高温气冷堆内，来将所述高温气冷堆内的气压升高而恢复至正常工作的额定气压，防止了高温气冷堆亏气，保证了高温气冷堆正常工作的气压环境。
[0068]本实用新型的分子