本發(fā)明屬于氣體泄漏率檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

在壓水堆核電站的反應(yīng)堆放射性裂變產(chǎn)物中，氣態(tài)放射性碘主要呈現(xiàn)為分子碘(¹²⁹i2、¹³¹i2)和有機(jī)碘(ch3¹³¹i)，其中有機(jī)碘只占?xì)鈶B(tài)放射性碘的5-10％。雖然放射性碘濃度較低，但因人體甲狀腺對(duì)放射性碘有很高的吸收能力，吸入后對(duì)人體的危害還是很大的。因此，需要在核電站的通風(fēng)系統(tǒng)中使用碘過(guò)濾器(或稱(chēng)為碘吸附器)進(jìn)行碘的吸附處理，以此來(lái)保護(hù)工作人員及環(huán)境免受其危害。

為保證上述碘吸附器的可用性，需要在更換后及在安裝使用一段時(shí)間后對(duì)其進(jìn)行定期的性能檢測(cè)試驗(yàn)。目前國(guó)內(nèi)各核電廠對(duì)碘吸附器組進(jìn)行效率試驗(yàn)時(shí)采用兩種方法：放射性甲基碘法和氟利昂法。在對(duì)第三代核電站通風(fēng)系統(tǒng)和二代核電站的部分通風(fēng)系統(tǒng)(主控室、應(yīng)急指揮中心、安全殼)進(jìn)行效率試驗(yàn)時(shí)，上述兩種方法均存在一定的缺陷：由于放射性甲基碘法所用示蹤劑為放射性甲基碘氣體，當(dāng)?shù)馕狡鹘M發(fā)生泄漏時(shí)，放射性氣體可能會(huì)沿風(fēng)道漏至工作人員居留空間而對(duì)工作人員健康和反應(yīng)堆機(jī)組的安全運(yùn)行產(chǎn)生危害；而氟利昂試驗(yàn)方法所用試劑r－11(三氯一氟甲烷)會(huì)對(duì)臭氧層產(chǎn)生破壞作用，目前環(huán)境保護(hù)組織禁止使用該試劑，除此之外，很多廠家目前已經(jīng)停止生產(chǎn)該試劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)，該試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精巧，組件便于攜帶，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性好，安全穩(wěn)定，測(cè)量精度高，操作風(fēng)險(xiǎn)小。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)方法，該試驗(yàn)方法操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，所用試劑(示蹤劑)安全穩(wěn)定，工作人員操作風(fēng)險(xiǎn)小，對(duì)環(huán)境友好。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)，所述試驗(yàn)系統(tǒng)包括示蹤劑注入單元、碘吸附器以及氣體樣品采集器和氣體樣品檢測(cè)單元，碘吸附器設(shè)在核電站通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管路中，其特征在于，所述示蹤劑注入單元包括用于將非放射性的液體示蹤劑轉(zhuǎn)化為氣體示蹤劑的氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)以及與氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)的氣體示蹤劑出氣端相連的示蹤劑注入器，核電站通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管路中碘吸附器的上游設(shè)有與示蹤劑注入器配合使用的快速接頭。

進(jìn)一步，所述示蹤劑氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)包括壓縮空氣輸入單元、液體示蹤劑儲(chǔ)罐、液體示蹤劑輸出管線、氣液混合示蹤劑輸送管線以及與氣液混合示蹤劑輸送管線相連的氣體示蹤劑輸送管線相連，氣液混合示蹤劑輸送管線與氣體示蹤劑輸送管線的連接管段上設(shè)有第一加熱器；所述壓縮空氣輸入單元包括由壓縮空氣輸入主管線統(tǒng)一供氣的并聯(lián)的壓縮空氣第一支線和壓縮空氣第二支線，壓縮空氣第二支線與液體示蹤劑儲(chǔ)罐頂部相連，液體示蹤劑儲(chǔ)罐通過(guò)設(shè)在其底部的液體示蹤劑出入管與液體示蹤劑輸出管線相連，液體示蹤劑輸出管線上依次設(shè)有流量計(jì)、節(jié)流閥ⅰ、二通開(kāi)關(guān)閥，壓縮空氣第一支線與液體示蹤劑輸出管線在二通開(kāi)關(guān)閥下游處匯接并與氣液混合示蹤劑輸送管線相連。

進(jìn)一步，液體示蹤劑儲(chǔ)罐的液體示蹤劑出入管與液體示蹤劑輸出管線的連接處還連通有液體示蹤劑輸入管線，液體示蹤劑輸入管線上設(shè)有單向閥ⅰ。

進(jìn)一步，壓縮空氣第二支線上連接有壓縮空氣旁路；所述壓縮空氣旁路的一端與設(shè)在壓縮空氣第二支線上的三通閥相連，另一端與壓縮空氣第一支線相連。

進(jìn)一步，所述液體示蹤劑儲(chǔ)罐的頂部連接有壓力計(jì)，液體示蹤劑儲(chǔ)罐的側(cè)面連接有液位計(jì)。

進(jìn)一步，非放射性的液體示蹤劑選自環(huán)己烷、丁酮、乙酸乙酯和己烯中的任意一種。

進(jìn)一步，所述核電站通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管路中進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有預(yù)過(guò)濾器，預(yù)過(guò)濾器和碘吸附器之間依次設(shè)有第二加熱器和紊流器，碘吸附器的下游依次設(shè)有風(fēng)閥和風(fēng)機(jī)，碘吸附器的進(jìn)、出口端還連接有壓差計(jì)；核電站通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管路中的與示蹤劑注入器配合使用的快速接頭設(shè)在第二加熱器的上游。

本發(fā)明提供的試驗(yàn)系統(tǒng)用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)方法包括以下步驟：

1)通過(guò)示蹤劑氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)將非放射性的液體示蹤劑轉(zhuǎn)化為氣體示蹤劑，并將氣體示蹤劑通過(guò)示蹤劑注入器注入到碘吸附器所在的核電站通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管路中，同時(shí)利用氣體樣品采集器分別在通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)管路中碘吸附器的上、下游實(shí)時(shí)采集氣體樣品，并記錄氣體樣品的采集時(shí)間和體積；

2)將采集的氣體樣品送至氣體樣品檢測(cè)單元，檢測(cè)不同采樣時(shí)刻下在碘吸附器上、下游所采集到的氣體樣品中示蹤劑氣體濃度；

3)根據(jù)在碘吸附器上、下游所采集的氣體樣品的采樣時(shí)間、體積以及示蹤氣體濃度，計(jì)算得到碘吸附器的泄漏率。

進(jìn)一步，步驟1)中，通過(guò)示蹤劑氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)將非放射性的液體示蹤劑轉(zhuǎn)化為氣體示蹤劑的具體實(shí)現(xiàn)方式是：通過(guò)液體示蹤劑輸入管線向液體示蹤劑儲(chǔ)罐加入非放射性的液體示蹤劑，到達(dá)一定液位后，關(guān)閉單向閥ⅰ，開(kāi)啟二通開(kāi)關(guān)閥，同時(shí)運(yùn)行壓縮空氣輸入單元，通過(guò)壓縮空氣第二支線向液體示蹤劑儲(chǔ)罐輸入壓縮空氣，使得液體示蹤劑儲(chǔ)罐內(nèi)液體示蹤劑流 經(jīng)二通開(kāi)關(guān)閥后與壓縮空氣第一支線的壓縮空氣混合后進(jìn)入氣液混合示蹤劑輸送管線，經(jīng)第一加熱器加熱氣化后形成氣液混合示蹤劑，并進(jìn)入氣體示蹤劑輸送管線。

進(jìn)一步，非放射性的液體示蹤劑選自環(huán)己烷、丁酮、乙酸乙酯和己烯中的任意一種。

本發(fā)明提供的用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)方法具有安全可靠、操作簡(jiǎn)單、操作重復(fù)性好、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，試驗(yàn)系統(tǒng)的組件已于攜帶、現(xiàn)有適應(yīng)性好，所用試劑安全穩(wěn)定、操作風(fēng)險(xiǎn)小，對(duì)環(huán)境友好。

附圖說(shuō)明

圖1是采用本發(fā)明提供的試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖1中略去了氣體樣品采集器和氣體樣品檢測(cè)單元；

圖2是圖1中示蹤劑注入單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明提供的用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)包括示蹤劑注入單元100、碘吸附器25以及氣體樣品采集器(未示出)和氣體樣品檢測(cè)單元(未示出)，碘吸附器25設(shè)在核電站通風(fēng)系統(tǒng)200的通風(fēng)管路中，所述示蹤劑注入單元100包括用于將非放射性的液體示蹤劑轉(zhuǎn)化為氣體示蹤劑的氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)101以及與示蹤劑氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)101的氣體示蹤劑出氣端相連的示蹤劑注入器17，核電站通風(fēng)系統(tǒng)200的通風(fēng)管路中碘吸附器25的上游設(shè)有與示蹤劑注入器17配合使用的快速接頭18。

通常，所述核電站通風(fēng)系統(tǒng)200的通風(fēng)管路中進(jìn)風(fēng)口處設(shè)有預(yù)過(guò)濾器21，預(yù)過(guò)濾器21和碘吸附器25之間依次設(shè)有第二加熱器22和紊流器23， 碘吸附器25的下游依次設(shè)有風(fēng)閥27和風(fēng)機(jī)28，碘吸附器25的進(jìn)、出口端還連接有壓差計(jì)29。

本發(fā)明中，核電站通風(fēng)系統(tǒng)200的通風(fēng)管路中所設(shè)的與示蹤劑注入器17配合使用的快速接頭18可設(shè)在第二加熱器22的上游，例如，圖1中i點(diǎn)。

本發(fā)明中，氣體樣品采集器包括：隔膜泵、與隔膜泵相連的時(shí)間控制器、采樣袋和若干連接管路。試驗(yàn)時(shí)，可使用氣體樣品采集器分別在核電站通風(fēng)系統(tǒng)200的通風(fēng)管路中碘吸附器25的上、下游(例如圖1中的c1、c2點(diǎn))采集進(jìn)入碘吸附器25前、后的氣體樣品。具體地，將隔膜泵的入口端與圖1中的c1或c2點(diǎn)連接，出口端與采樣袋連接，打開(kāi)隔膜泵，在時(shí)間控制器的控制下采集一定量的氣體樣品。

本發(fā)明中，氣體樣品檢測(cè)單元采用pid檢測(cè)器或色譜儀檢測(cè)檢測(cè)樣品中氣體示蹤劑的濃度。

本發(fā)明中，非放射性的液體示蹤劑選自環(huán)己烷、丁酮、乙酸乙酯和己烯中的任意一種。

如圖2所示，在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明的示蹤劑氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)包括壓縮空氣輸入單元、液體示蹤劑儲(chǔ)罐1、液體示蹤劑輸出管線11、氣液混合示蹤劑輸送管線13以及與氣液混合示蹤劑輸送管線13相連的氣體示蹤劑輸送管線14相連，氣液混合示蹤劑輸送管線13與氣體示蹤劑輸送管線14的連接管段上設(shè)有第一加熱器19；所述壓縮空氣輸入單元包括由壓縮空氣輸入主管線12統(tǒng)一供氣的并聯(lián)的壓縮空氣第一支線12-1和壓縮空氣第二支線12-1，壓縮空氣第二支線12-2與液體示蹤劑儲(chǔ)罐1頂部相連，液體示蹤劑儲(chǔ)罐1通過(guò)設(shè)在其底部的液體示蹤劑出入管1-1與液體示蹤劑輸出管線11相連，液體示蹤劑輸出管線11上依次設(shè)有流量計(jì)5、節(jié)流閥ⅰ6、二通開(kāi)關(guān)閥7，壓縮空氣第一支線12-1與液體示蹤劑輸出管線12在二通開(kāi)關(guān)閥7下游處匯接并與氣液混合示蹤劑輸送管線13相連。

本發(fā)明中的第一加熱器19和第二加熱器22可采用電加熱器，這種電加熱器配備有電源開(kāi)關(guān)、加熱器控制開(kāi)關(guān)、電源指示燈和加熱指示燈，通過(guò)一個(gè)快動(dòng)作溫度開(kāi)關(guān)來(lái)自動(dòng)控制電加熱器的溫度。

此外，液體示蹤劑儲(chǔ)罐1的液體示蹤劑出入管1-1與液體示蹤劑輸出 管線11的連接處還連通有液體示蹤劑輸入管線10，液體示蹤劑輸入管線10上設(shè)有單向閥ⅰ4，在罐內(nèi)液位到達(dá)預(yù)定位置后，可關(guān)閉單向閥ⅰ4，停止加液。

為最大程度的減少voc液體在空氣中的暴露時(shí)間，減少環(huán)境污染。另外，本發(fā)明采用密封加液系統(tǒng)，與液體示蹤劑輸入管線10相連的加液口10-1上設(shè)有氣門(mén)芯，當(dāng)加液口10-1與液體示蹤劑輸入管線10相連時(shí)，氣門(mén)芯打開(kāi)，管路接通，當(dāng)加液口10-1與液體示蹤劑輸入管線10斷開(kāi)時(shí)，氣門(mén)芯自動(dòng)關(guān)閉，以防止液體示蹤劑儲(chǔ)罐1內(nèi)液體倒流。

本發(fā)明中，壓縮空氣輸入主管線12上依次設(shè)有減壓閥8和單向閥ⅱ9。壓縮空氣第一支線12-1上設(shè)有節(jié)流閥ⅱ16。本發(fā)明中，液體示蹤劑儲(chǔ)存罐1內(nèi)部的壓力可以通過(guò)具有鎖定功能的減壓閥8來(lái)控制。

可在壓縮空氣第二支線12-2上設(shè)置三通閥15，使三通閥15和壓縮空氣旁路12-3的一端相連，使壓縮空氣旁路12-3的另一端與壓縮空氣第一支線12-1相連，從而控制液體示蹤劑儲(chǔ)存罐1內(nèi)的壓力。

本發(fā)明中，液體示蹤劑儲(chǔ)罐1的頂部連接有壓力計(jì)2，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)壓力。此外，液體示蹤劑儲(chǔ)罐1的側(cè)面連接有液位計(jì)3，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)液位。

本發(fā)明提供的上述試驗(yàn)系統(tǒng)用于核電站通風(fēng)系統(tǒng)中碘吸附器泄漏率檢測(cè)的試驗(yàn)方法包括以下步驟：

1)通過(guò)示蹤劑氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)101將非放射性的液體示蹤劑轉(zhuǎn)化為氣體示蹤劑，并將獲得的氣體示蹤劑通過(guò)示蹤劑注入器17注入到碘吸附器25所在的核電站通風(fēng)系統(tǒng)200的通風(fēng)管路中，同時(shí)利用氣體樣品采集器分別在通風(fēng)系統(tǒng)200的通風(fēng)管路中碘吸附器25的上、下游實(shí)時(shí)采集氣體樣品，并記錄氣體樣品的采集時(shí)間和體積；

2)將采集的氣體樣品送至氣體樣品檢測(cè)單元，檢測(cè)不同采樣時(shí)刻下在碘吸附器上、下游所采集到的氣體樣品中示蹤劑氣體濃度；

3)根據(jù)在碘吸附器上、下游所采集的氣體樣品的采樣時(shí)刻、體積以及示蹤劑氣體濃度，計(jì)算得到碘吸附器的泄漏率。

上述試驗(yàn)方法的步驟1)中，通過(guò)示蹤劑氣體發(fā)生機(jī)構(gòu)101將非放射 性的液體示蹤劑轉(zhuǎn)化為氣體示蹤劑的具體實(shí)現(xiàn)方式可結(jié)合圖1進(jìn)行說(shuō)明，具體實(shí)現(xiàn)方式是：

通過(guò)液體示蹤劑輸入管線10向液體示蹤劑儲(chǔ)罐1加入非放射性的液體示蹤劑，到達(dá)一定液位后，關(guān)閉單向閥ⅰ4，開(kāi)啟二通開(kāi)關(guān)閥7，同時(shí)運(yùn)行壓縮空氣輸入單元，通過(guò)壓縮空氣第二支線12-1向液體示蹤劑儲(chǔ)罐1輸入壓縮空氣，使得液體示蹤劑儲(chǔ)罐1內(nèi)液體示蹤劑流經(jīng)二通開(kāi)關(guān)閥7后與壓縮空氣第一支線12-1的壓縮空氣混合后進(jìn)入氣液混合示蹤劑輸送管線13，經(jīng)第一加熱器19加熱氣化后形成氣液混合示蹤劑，并進(jìn)入氣體示蹤劑輸送管線14。

此外，步驟1)中，可將獲得的氣體示蹤劑以連續(xù)或脈沖形式注入試驗(yàn)系統(tǒng)中。

本發(fā)明步驟2)中，可先將采集的氣體樣品送至指定的樣品儲(chǔ)存裝置中進(jìn)行儲(chǔ)存。此外，可使樣品儲(chǔ)存裝置與氣體樣品檢測(cè)單元相連，以便于操作。

本發(fā)明方法中，優(yōu)選采用無(wú)毒無(wú)害的非放射性環(huán)己烷為示蹤劑，也可以選擇其它與環(huán)己烷有相同特性并且可以以相同的方式被碘吸附器25(采用活性炭吸附氣體)滯留的氣體，如丁酮、乙酸乙酯、己烯等，這些氣體應(yīng)當(dāng)是毒性小且可用pid檢測(cè)器或色譜儀檢測(cè)。

上述實(shí)施例只是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，本發(fā)明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的要旨或本質(zhì)特征。因此，描述的實(shí)施方式從任何方面來(lái)看均應(yīng)視為說(shuō)明性而非限定性的。本發(fā)明的范圍應(yīng)由附加的權(quán)利要求說(shuō)明，任何與權(quán)利要求的意圖和范圍等效的變化也應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。