一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统及其方法与流程

本发明涉及核工业技术领域，尤其是一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统及其方法。

背景技术：

由于压缩贮存的诸多缺点，在国内已经建成的压水堆核电站中，有秦山三期、田湾核电站的工艺气体处理使用了放射性惰性气体活性炭滞留床系统代替压缩罐贮存衰变技术。第三代正在建设中的核电厂均推荐采用放射性惰性气体活性炭滞留床系统。

虽然目前国内外并无关于压水堆核电厂工艺气体处理惰性气体处理系统现场试验的相关标准，且在相关技术要求规范中未规定对投入运行的废气处理系统进行性能验证试验。但放射性废气处理系统安装调试或运行一定周期后，活性炭滞留单元性能是否满足要求直接关系到核电站运行安全。

对于活性炭滞留床，以下情况需要进行相关放射性惰性气体氪氙滞留评价实验：(1)在活性炭被使用于核设施放射性工艺气体滞留床前，确定该活性炭是否满足设计要求；(2)活性炭装填于核设施现场滞留床壳体之后，正式投运之前；(3)在活性炭吸附剂装填至滞留床壳体后，受气流流动引起活性炭颗粒摩擦、活性炭吸附水分子以及温度变化等因素的影响，滞留床性能会产生一定的降低，所以需要定期对活性炭滞留单元进行性能评价试验。在对活性炭吸附剂或者滞留床对放射性氪氙滞留性能评价时，通常使用脉冲式注入放射性示踪剂氪氙气体。现在的示踪剂脉冲式发生系统在进行脉冲式注入实验时，脉冲时间、气体注入量、密封性以及管路放射性残留量均影响到了试验的准确性与安全性。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统及其方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，包括惰性气体源瓶，试验载气供给源，压缩腔室，文丘里喷射泵，惰性气体源瓶通过第一连接管连接压缩腔室，试验载气供给源通过第二连接管连接压缩腔室，试验载气供给源通过第三连接管连接文丘里喷射泵，压缩腔室通过第四连接管连接文丘里喷射泵，文丘里喷射泵通过第五连接管连接实验管线，压缩腔室通过第六连接管连接实验管线。

进一步，所述第一连接管，第二连接管以及第三连接管上设有截止阀。

进一步，所述五连接管、第六连接管通过三通阀连接实验管线，实验管线连接活性炭滞留单元，活性炭滞留单元内填充活性炭吸附剂。

进一步，试验载气供给源的试验载气气流参数特征为：载气为氮气、相对湿度小于20％、压力低于0.8mpa。

进一步，惰性气体源瓶内的示踪剂包括氪、氙、碘、卤素。

进一步，所述压缩腔室采用不锈钢材料、体积为0.05-1l、压缩腔室带有氮气入口、高浓度示踪剂入口、连接文丘里出口以及试验系统出口，氮气入口连接所述第二连接管，高浓度示踪剂入口连接所述第一连接管，连接文丘里出口连接所述第四连接管，试验系统出口连接所述第六连接管。

一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生方法，包括如下步骤：

a、对活性炭吸附剂吸附滞留放射性氪性能进行评价，测试其滞留时间或者动态吸附系数:连接压缩腔室至惰性气体源瓶，惰性气体源瓶内的惰性气体为氪；

b、打开第一连接管上的截止阀，释放一定体积放射性氪至压缩腔室内，关闭第一连接管上的截止阀，打开第二连接管上的截止阀，试验载气供给源连接压缩腔室，压缩腔室内压力增大至0.2mpa时关闭第二连接管上的截止阀；

c、当实验系统运行参数稳定后，打开第三连接管上的截止阀以及三通阀，通过文丘里喷射泵朝活性炭滞留单元脉冲注入压缩腔室内的示踪气体(氪)，当压力表显示不变时，关闭第三连接管上的截止阀以及三通阀，完成脉冲注入，开始测量活性炭滞留单元的活性炭床上下游放射性示踪剂活性浓度。

本发明的有益效果为：该放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统在进行脉冲式注入实验时，脉冲时间、气体注入量的控制精度高且试验载气和示踪剂在管路上切换方便，简洁；大大提高了试验的准确性与安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，包括惰性气体源瓶1，试验载气供给源2，压缩腔室3，文丘里喷射泵4，惰性气体源瓶1通过第一连接管5连接压缩腔室3，试验载气供给2源通过第二连接管6连接压缩腔室3，试验载气供给源2通过第三连接管7连接文丘里喷射泵4，压缩腔室3通过第四连接管8连接文丘里喷射泵4，文丘里喷射泵4通过第五连接管9连接实验管线10，压缩腔室3通过第六连接管11连接实验管线10。

其中，第一连接管5，第二连接管6以及第三连接管7上设有截止阀12。

五连接管9、第六连接管11通过三通阀13连接实验管线10，实验管线10连接活性炭滞留单元，活性炭滞留单元内填充活性炭吸附剂。

进一步，试验载气供给源2的试验载气气流参数特征为：载气为氮气、相对湿度小于20％、压力低于0.8mpa。惰性气体源瓶1内的示踪剂为氪、氙、碘、卤素中的一种。

压缩腔室3采用不锈钢材料、体积为0.05-1l、压缩腔室带有氮气入口、高浓度示踪剂入口、连接文丘里出口以及试验系统出口，氮气入口连接所述第二连接管6，高浓度示踪剂入口连接所述第一连接管5，连接文丘里出口连接所述第四连接管8，试验系统出口连接所述第六连接管11。

一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生方法，包括如下步骤：

为对活性炭吸附剂吸附滞留放射性氪性能进行评价，测试其滞留时间或者动态吸附系数：

a、连接压缩腔室至惰性气体源瓶1，惰性气体源瓶1内的惰性气体为氪；

b、打开第一连接管5上的截止阀12，释放一定体积放射性氪至压缩腔室3内，关闭第一连接管5上的截止阀12，打开第二连接管6上的截止阀12，试验载气供给源2连接压缩腔室3，压缩腔室3内压力增大至0.2mpa时关闭第二连接管6上的截止阀12；

c、当实验系统运行参数稳定后，打开第三连接管7上的截止阀12以及三通阀13，通过文丘里喷射泵4朝活性炭滞留单元脉冲注入压缩腔室内的示踪气体(氪)，当压力表显示不变时，关闭第三连接管7上的截止阀12以及三通阀13，完成脉冲注入，开始测量活性炭滞留单元的活性炭床上下游放射性示踪剂活性浓度。

该放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统在进行脉冲式注入实验时，脉冲时间、气体注入量的控制精度高且试验载气和示踪剂在管路上切换方便，简洁；大大提高了试验的准确性与安全性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：

1.一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，其特征在于，包括惰性气体源瓶，试验载气供给源，压缩腔室，文丘里喷射泵，惰性气体源瓶通过第一连接管连接压缩腔室，试验载气供给源通过第二连接管连接压缩腔室，试验载气供给源通过第三连接管连接文丘里喷射泵，压缩腔室通过第四连接管连接文丘里喷射泵，文丘里喷射泵通过第五连接管连接实验管线，压缩腔室通过第六连接管连接实验管线。

2.根据权利要求1所述的一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，其特征在于，所述第一连接管，第二连接管以及第三连接管上设有截止阀。

3.根据权利要求2所述的一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，其特征在于，所述五连接管、第六连接管通过三通阀连接实验管线，实验管线连接活性炭滞留单元，活性炭滞留单元内填充活性炭吸附剂。

4.根据权利要求3所述的一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，其特征在于，试验载气供给源的试验载气气流参数特征为：载气为氮气、相对湿度小于20％、压力低于0.8mpa。

5.根据权利要求4所述的一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，其特征在于，惰性气体源瓶内的示踪剂包括氪、氙、碘、卤素。

6.根据权利要求5所述的一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，其特征在于，所述压缩腔室采用不锈钢材料、体积为0.05-1l、压缩腔室带有氮气入口、高浓度示踪剂入口、连接文丘里出口以及试验系统出口，氮气入口连接所述第二连接管，高浓度示踪剂入口连接所述第一连接管，连接文丘里出口连接所述第四连接管，试验系统出口连接所述第六连接管。

7.一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、对活性炭吸附剂吸附滞留放射性氪性能进行评价，测试其滞留时间或者动态吸附系数:连接压缩腔室至惰性气体源瓶，惰性气体源瓶内的惰性气体为氪；

b、打开第一连接管上的截止阀，释放一定体积放射性氪至压缩腔室内，关闭第一连接管上的截止阀，打开第二连接管上的截止阀，试验载气供给源连接压缩腔室，压缩腔室内压力增大至0.2mpa时关闭第二连接管上的截止阀；

c、当实验系统运行参数稳定后，打开第三连接管上的截止阀以及三通阀，通过文丘里喷射泵朝活性炭滞留单元脉冲注入压缩腔室内的示踪气体(氪)，当压力表显示不变时，关闭第三连接管上的截止阀以及三通阀，完成脉冲注入，开始测量活性炭滞留单元的活性炭床上下游放射性示踪剂活性浓度。

技术总结
本发明涉及一种放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统，包括惰性气体源瓶，试验载气供给源，压缩腔室，文丘里喷射泵，惰性气体源瓶通过第一连接管连接压缩腔室，试验载气供给源通过第二连接管连接压缩腔室，试验载气供给源通过第三连接管连接文丘里喷射泵，压缩腔室通过第四连接管连接文丘里喷射泵，文丘里喷射泵通过第五连接管连接实验管线，压缩腔室通过第六连接管连接实验管线。该放射性惰性气体示踪剂脉冲式发生系统在进行脉冲式注入实验时，脉冲时间、气体注入量的控制精度高且试验载气和示踪剂在管路上切换方便，简洁；大大提高了试验的准确性与安全性。

技术研发人员：李永国;任宏正;李世军;张雪平;杨彪;高新宇;林海鹏;梁飞;陈建利;沈大鹏;侯建荣;丘丹圭
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：2020.01.08
技术公布日：2020.06.05