一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置及方法与流程

本发明属于核电厂化学领域，具体涉及一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置及方法。

背景技术：

1、按照压水堆核电厂放射化学技术规范，需每周对核电厂一回路冷却剂取样分析γ核素，现有的方式是人工取样送实验室开展分析，存在工作效率低、人员辐照剂量高的问题。为解决上述问题，开发了一种核电厂用自动化一回路γ核素分析装置及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置及方法，该装置能够自动扫液、取样，确保取样的精准定量，并自动对样品开展分析及存储，有效减少取样分析的人工成本，降低人员的辐照剂量。

2、实现本发明目的的技术方案：

3、一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，所述装置包括：自动化取样单元、自动化分析单元；自动化取样单元用于对一回路取样系统手套箱中的冷却剂进行自动扫液，将扫液产生的废液排放至三废系统手套箱，并对一回路取样系统手套箱中的冷却剂样品进行自动取样；自动化分析单元用于自动接收自动化取样单元取样的冷却剂样品，并对冷却剂样品进行自动化分析。

4、进一步地，所述装置还包括样品存储单元，样品存储单元用于存储自动化分析单元分析后的冷却剂样品。

5、进一步地，所述自动化取样单元包括：计量泵、天平传感器、电磁阀、取样瓶，自动化分析单元包括：γ核素分析仪、计算机、机械臂；一回路取样系统手套箱经取样管线与计量泵连接，计量泵出口连接有电磁阀，电磁阀下方设置有取样瓶，取样瓶下方设置有天平传感器，天平传感器与计量泵、电磁阀连接，天平传感器用于测量取样瓶中的冷却剂样品含量，并将测量信号发送至计量泵和电磁阀，控制计量泵、电磁阀的开启或关闭；取样瓶外侧设置有机械臂，机械臂为智能机械臂，用于抓取取样瓶，将取样瓶放置于γ核素分析仪内或从γ核素分析仪内取出取样瓶；γ核素分析仪与计算机连接，用于对取样瓶中的冷却剂样品进行自动分析并生成分析结果，将分析结果发送至计算机，计算机对分析结果进行汇总。

6、进一步地，所述计量泵出口还连接有扫液管线，三废系统手套箱经扫液管线与计量泵出口连接；对一回路取样系统手套箱扫液产生的废液经取样管线、计量泵、扫液管线排放至三废系统手套箱。

7、进一步地，所述样品存储单元包括样品存储装置，用于存储γ核素分析仪分析后机械臂从γ核素分析仪内取出的取样瓶。

8、进一步地，所述自动化取样单元还包括：瓶盖拧紧装置，取样瓶上方设置有瓶盖拧紧装置，瓶盖拧紧装置与天平传感器连接，瓶盖拧紧装置接收天平传感器发送的测量信号，冷却剂取样完成后，瓶盖拧紧装置将取样瓶的瓶盖与取样瓶拧紧。

9、进一步地，所述机械臂能够自动识别取样瓶中的样品的分析进展，将需要多次分析的、装有冷却剂样品的取样瓶准确的放置到γ核素分析仪内，对同一取样瓶中的冷却剂样品开展多次样品分析。

10、进一步地，所述γ核素分析仪外设有密闭的铅室，铅室上开设有铅室门。

11、进一步地，所述自动化取样单元还包括三通阀，一回路取样系统手套箱通过三通阀连接有取样管线。

12、一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析方法，所述方法包括：

13、步骤1、冷却剂样品取样前，对一回路取样系统手套箱进行扫液；

14、步骤2、一回路取样系统手套箱中的冷却剂收集至取样瓶中，通过天平传感器测量取样瓶中的冷却剂样品含量，并将测量信号发送至计量泵和电磁阀，当测量信号满足预设的冷却剂样品取样要求含量时，计量泵停止，电磁阀关闭，冷却剂取样完成；

15、步骤3、瓶盖拧紧装置接收天平传感器发送的测量信号，将取样瓶的瓶盖与取样瓶拧紧；

16、步骤4、机械臂抓取取样瓶，将取样瓶放置于γ核素分析仪内；

17、步骤5、γ核素分析仪对取样瓶中的冷却剂样品进行自动分析并生成分析结果，将分析结果发送至计算机，计算机的数据平台进行分析结果汇总；

18、步骤6、机械臂从γ核素分析仪内抓取取样瓶，将取样瓶放置于样品存储装置中，存储取样瓶；

19、步骤7、机械臂将需要多次分析的、装有冷却剂样品的取样瓶准确的放置到γ核素分析仪内，对同一取样瓶中的冷却剂样品开展多次样品分析。

20、本发明的有益技术效果在于：

21、1、本发明提供的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，通过在一回路取样系统手套箱增设取样管线，三废系统手套箱增设扫液管线，并加装计量泵，实现一回路取样系统手套箱的自动扫液的功能，并通过计量泵可以实现定量扫液，确保取样的代表性，减少高放射性废液的产生。

22、2、本发明提供的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置适用于核电厂的自动化取样结构，通过在取样瓶下方设置天平传感器，将测量信号反馈给计量泵和出口电磁阀，确保取样精准定量。

23、3、本发明提供的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，在分析单元，通过智能机械臂实现了仪器分析结果的自动抓取，并通过5g网络传输到计算机数据平台汇总。

24、4、本发明提供的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，在存储单元，设计有超过36个取样瓶存放点的样品存储装置，满足了多个样品同时存储的要求，存储部分采用的铅材质减少了放射性对人员的辐照剂量。

25、5、本发明提供的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，通过智能化的机械臂，实现了取样品在取样单元、分析单元和样品存储单元之间的自动化转移。

26、6、本发明提供的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置能欧有效提升工作效率，减少人员辐照剂量。按照压水堆核电厂放射化学技术规范，需每周对核电厂一回路冷却剂取样分析γ核素2次，每次取样大约需要接受辐照2usv；考虑到同一个样品需开展t0、t0+3d和t0+7d共计3次分析，每次分析时长1小时；因此一周将减少人工成本至少6小时，减少辐照4usv；全年将减少人工成本至少312小时，减少辐照208usv。

技术特征：

1.一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述装置包括：自动化取样单元、自动化分析单元；自动化取样单元用于对一回路取样系统手套箱(1)中的冷却剂进行自动扫液，将扫液产生的废液排放至三废系统手套箱(2)，并对一回路取样系统手套箱(1)中的冷却剂样品进行自动取样；自动化分析单元用于自动接收自动化取样单元取样的冷却剂样品，并对冷却剂样品进行自动化分析。

2.根据权利要求1所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述装置还包括样品存储单元，样品存储单元用于存储自动化分析单元分析后的冷却剂样品。

3.根据权利要求2所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述自动化取样单元包括：计量泵(3)、天平传感器(4)、电磁阀(10)、取样瓶(12)，自动化分析单元包括：γ核素分析仪(6)、计算机(7)、机械臂(8)；一回路取样系统手套箱(1)经取样管线与计量泵(3)连接，计量泵(3)出口连接有电磁阀(10)，电磁阀(10)下方设置有取样瓶(12)，取样瓶(12)下方设置有天平传感器(4)，天平传感器(4)与计量泵(3)、电磁阀(10)连接，天平传感器(4)用于测量取样瓶(12)中的冷却剂样品含量，并将测量信号发送至计量泵(3)和电磁阀(10)，控制计量泵(3)、电磁阀(10)的开启或关闭；取样瓶(12)外侧设置有机械臂(8)，机械臂(8)为智能机械臂，用于抓取取样瓶(12)，将取样瓶(12)放置于γ核素分析仪(6)内或从γ核素分析仪(6)内取出取样瓶(12)；γ核素分析仪(6)与计算机(7)连接，用于对取样瓶(12)中的冷却剂样品进行自动分析并生成分析结果，将分析结果发送至计算机(7)，计算机(7)对分析结果进行汇总。

4.根据权利要求3所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述计量泵(3)出口还连接有扫液管线，三废系统手套箱(2)经扫液管线与计量泵(3)出口连接；对一回路取样系统手套箱(1)扫液产生的废液经取样管线、计量泵(3)、扫液管线排放至三废系统手套箱(2)。

5.根据权利要求3所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述样品存储单元包括样品存储装置(5)，用于存储γ核素分析仪(6)分析后机械臂(8)从γ核素分析仪(6)内取出的取样瓶(12)。

6.根据权利要求3所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述自动化取样单元还包括：瓶盖拧紧装置(9)，取样瓶(12)上方设置有瓶盖拧紧装置(9)，瓶盖拧紧装置(9)与天平传感器(4)连接，瓶盖拧紧装置(9)接收天平传感器(4)发送的测量信号，冷却剂取样完成后，瓶盖拧紧装置(9)将取样瓶(12)的瓶盖与取样瓶(12)拧紧。

7.根据权利要求3所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述机械臂(8)能够自动识别取样瓶(12)中的样品的分析进展，将需要多次分析的、装有冷却剂样品的取样瓶(12)准确的放置到γ核素分析仪(6)内，对同一取样瓶(12)中的冷却剂样品开展多次样品分析。

8.根据权利要求3所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述γ核素分析仪(6)外设有密闭的铅室，铅室上开设有铅室门(13)。

9.根据权利要求3所述的一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置，其特征在于，所述自动化取样单元还包括三通阀(11)，一回路取样系统手套箱(1)通过三通阀(11)连接有取样管线。

10.一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明属于核电厂化学领域，具体涉及一种核电厂用一回路γ核素自动取样分析装置及方法，该装置包括：自动化取样单元、自动化分析单元；自动化取样单元用于对一回路取样系统手套箱中的冷却剂进行自动扫液，将扫液产生的废液排放至三废系统手套箱，并对一回路取样系统手套箱中的冷却剂样品进行自动取样；自动化分析单元用于自动接收自动化取样单元取样的冷却剂样品，并对冷却剂样品进行自动化分析。本发明装置能够自动扫液、取样，确保取样的精准定量，并自动对样品开展分析及存储，有效减少取样分析的人工成本，降低人员的辐照剂量。

技术研发人员：范柄辰,蔡金平,吴忠良,陆伟,张进超,詹孝传,张军,孙扬,王雨阳,王泽普,肖浩彬,陈峰儒,张佩莹
受保护的技术使用者：福建福清核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21