一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置及方法

摘要

一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置及方法，属于核电厂一回路惰性气体测量技术领域。本发明的装置包括冷却剂进口隔离阀、冷却剂出口隔离阀、冷却剂加热罐、第一隔离阀、扩容罐、第二隔离阀、第一气体取样瓶进口隔离阀、第一气体取样瓶、压力表、第三隔离阀、喷射器、喷射器供气隔离阀、供气瓶；冷却剂进口隔离阀和冷却剂出口隔离阀均连接冷却剂加热罐，第一隔离阀连接冷却剂加热罐的排气口，扩容器连接第一隔离阀及第二隔离阀，第二隔离阀连接第一气体取样瓶进口隔离阀、压力表、第三隔离阀，第一气体取样瓶进口隔离阀连接第一气体取样瓶，第三隔离阀连接喷射器。本发明能够确保对一回路冷却剂中的惰性气体含量测量的准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及核电厂一回路惰性气体测量技术领域，尤其涉及一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置及方法。

背景技术

核电站在运行过程中由于

传统核电站一回路冷却剂取样系统所取的样品均是通过手套箱等设备直接进行取样，未经过其他处理，这样可能会导致部分惰性气体在测量前就挥发出去，从而导致测量结果中的惰性气体含量不能准确反映出一回路冷却剂中的真实含量。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置及方法，其能够确保对一回路冷却剂中的惰性气体含量测量的准确性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置，包括冷却剂进口隔离阀、冷却剂出口隔离阀、冷却剂加热罐、第一隔离阀、扩容罐、第二隔离阀、第一气体取样瓶进口隔离阀、第一气体取样瓶、压力表、第三隔离阀、喷射器、喷射器供气隔离阀、供气瓶；所述冷却剂进口隔离阀和冷却剂出口隔离阀均连接所述冷却剂加热罐，所述第一隔离阀连接所述冷却剂加热罐的排气口，所述扩容器连接所述第一隔离阀及第二隔离阀，所述第二隔离阀通过管路分别连接所述第一气体取样瓶进口隔离阀、压力表、第三隔离阀，所述第一气体取样瓶进口隔离阀连接所述第一气体取样瓶，所述第三隔离阀连接所述喷射器，所述喷射器供气隔离阀连接所述喷射器及供气瓶。

作为本发明优选，所述第二隔离阀之后的管路上设有第一三通阀，所述第一三通阀一端连接有稀释气源，另一端连接有第二气体取样瓶进口隔离阀和第二气体取样瓶。

作为本发明优选，所述冷却剂加热罐底部设有液体引流管、第一液体取样瓶进口隔离阀及第一液体取样瓶。

作为本发明优选，所述液体引流管上设有第二三通阀，所述第二三通阀一端连接有稀释水源隔离阀和稀释水源，另一端连接有第二液体取样瓶进口隔离阀及第二液体取样瓶。

作为本发明优选，所述三通阀与第二液体取样瓶进口隔离阀之间设有混合室。

本发明还提供一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的方法，采用如上所述的一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置，所述方法包括：

步骤1，关闭所述第一隔离阀，打开所述冷却剂进口隔离阀和冷却剂出口隔离阀，并打通一回路冷却剂流道；

步骤2，扫液一段时间后，关闭所述冷却剂进口隔离阀和冷却剂出口隔离阀，以使冷却剂样品暂存于所述加热罐中；

步骤3，打开所述第二隔离阀和第三隔离阀，关闭所述第一气体取样瓶进口隔离阀；然后打开所述喷射器供气隔离阀，以通过所述喷射器对所述第一隔离阀至第三隔离阀之间的管路抽真空，之后关闭所述第三隔离阀及喷射器供气隔离阀；

步骤4，关闭所述第二隔离阀，打开所述第一隔离阀，以使所述加热罐中冷却剂样品脱气至所述扩容罐中；同时令加热罐对冷却剂样品加热，以去除冷却剂样品中的气泡，并在达到设定温度时停止加热；

步骤5，打开所述第二隔离阀及第一气体取样瓶进口隔离阀，以使所述第一气体取样瓶进行取样，一段时间后关闭所述第一气体取样瓶进口隔离阀。

作为本发明优选，所述第二隔离阀之后的管路上设有第一三通阀，所述第一三通阀一端连接有稀释气源，另一端连接有第二气体取样瓶进口隔离阀和第二气体取样瓶；若冷却剂放射性水平较高，需要对收集的气体样品进行稀释，则所述步骤5替换为：

打开所述第二隔离阀，仅打开所述第一三通阀连通第二隔离阀的阀门，使气体样品进入并充满所述第一三通阀，随后切换第一三通阀的阀门，令第一三通阀仅与所述稀释气源及第二气体取样瓶进口隔离阀连通，打开第二气体取样瓶进口隔离阀，通过设定体积的稀释气体将第一三通阀内的气体样品吹入所述第二气体取样瓶，直至第二气体取样瓶内气压达到设定值。

作为本发明优选，所述冷却剂加热罐底部设有液体引流管、第一液体取样瓶进口隔离阀及第一液体取样瓶；所述方法还包括：

步骤6，打开所述加热罐底部排水口及所述第一液体取样进口隔离阀，以使所述第一液体取样瓶对脱气后的冷却剂样品进行取样。

作为本发明优选，所述液体引流管上设有第二三通阀，所述第二三通阀一端连接有稀释水源隔离阀和稀释水源，另一端连接有第二液体取样瓶进口隔离阀及第二液体取样瓶；若冷却剂放射性水平较高，需要对收集的脱气冷却剂样品进行稀释，则所述步骤6替换为：

打开所述加热罐底部排水口，仅打开所述第二三通阀连通加热罐的阀门，使冷却剂样品进入并充满所述第二三通阀，随后切换第二三通阀的阀门，令第二三通阀仅与所述稀释水源隔离阀及第二液体取样瓶进口隔离阀连通，打开稀释水源隔离阀及第二液体取样瓶进口隔离阀，通过设定体积的稀释液体将第二三通阀内的冷却剂样品冲入所述第二液体取样瓶。

作为本发明优选，所述三通阀与第二液体取样瓶进口隔离阀之间设有混合室；所述步骤6具体为：

打开所述加热罐底部排水口，仅打开所述第二三通阀连通加热罐的阀门，使冷却剂样品进入并充满所述第二三通阀，随后切换第二三通阀的阀门，令第二三通阀仅与所述稀释水源隔离阀及混合室连通，打开稀释水源隔离阀，通过设定体积的稀释液体将第二三通阀内的冷却剂样品冲入所述混合室，随后打开所述第二液体取样瓶进口隔离阀，使第二液体取样瓶对混合室内的样品进行取样。

本发明的优点是：

1、结构简单，操作方便，能够有效对一回路冷却剂中的气体进行脱出取样；

2、整个取样过程不存在气体的挥发逃逸，确保了对惰性气体含量测量的准确性。

附图说明

图1为本发明一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置的结构原理图；

图2为本发明一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置中稀释气体部分的结构原理图；

图3为本发明一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置中收集液体部分的结构原理图；

1-冷却剂进口隔离阀；2-冷却剂出口隔离阀；3-冷却剂加热罐；4-第一隔离阀；5-扩容罐；6-第二隔离阀；7-第一气体取样瓶进口隔离阀；8-第一气体取样瓶；9-压力表；10-第三隔离阀；11-喷射器；12-喷射器供气隔离阀；13-供气瓶；14-第一三通阀；15-稀释气源；16-第二气体取样瓶进口隔离阀；17-第二气体取样瓶；18-第一液体取样瓶进口隔离阀；19-第一液体取样瓶；20-第二三通阀；21-稀释水源隔离阀；22-稀释水源；23-混合室；24-第二液体取样瓶进口隔离阀；25-第二液体取样瓶。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置，包括冷却剂进口隔离阀1、冷却剂出口隔离阀2、冷却剂加热罐3、第一隔离阀4、扩容罐5、第二隔离阀6、第一气体取样瓶进口隔离阀7、第一气体取样瓶8、压力表9、第三隔离阀10、喷射器11、喷射器供气隔离阀12、供气瓶13；所述冷却剂进口隔离阀1和冷却剂出口隔离阀2均连接所述冷却剂加热罐3，所述第一隔离阀4连接所述冷却剂加热罐3的排气口，所述扩容器5连接所述第一隔离阀4及第二隔离阀6，所述第二隔离阀6通过管路分别连接所述第一气体取样瓶进口隔离阀7、压力表9、第三隔离阀10，所述第一气体取样瓶进口隔离阀7连接所述第一气体取样瓶8，所述第三隔离阀10连接所述喷射器11，所述喷射器供气隔离阀12连接所述喷射器11及供气瓶13。

本装置的使用方法如下面提供的“一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置”所述。

若冷却剂放射性水平较高，需要对收集的气体样品进行稀释，则可在所述第二隔离阀6之后的管路上设置第一三通阀14，所述第一三通阀14一端连接有稀释气源15，另一端连接有第二气体取样瓶进口隔离阀16和第二气体取样瓶17。使用时：打开所述第二隔离阀6，仅打开所述第一三通阀14连通第二隔离阀6的阀门，使气体样品进入并充满所述第一三通阀14，随后切换第一三通阀14的阀门，令第一三通阀14仅与所述稀释气源15及第二气体取样瓶进口隔离阀16连通，打开第二气体取样瓶进口隔离阀16，通过设定体积的稀释气体将第一三通阀14内的气体样品吹入所述第二气体取样瓶17，直至第二气体取样瓶17内气压达到设定值。所述第一三通阀14内的容积固定，稀释比例可根据稀释前第一三通阀14内气体与稀释后第二气体取样瓶17内气体的体积和气压比得出。

另外，若需要对脱气后的冷却剂取样分析，则可在所述冷却剂加热罐底部设置液体引流管、第一液体取样瓶进口隔离阀18及第一液体取样瓶19。通过打开所述加热罐底部排水口及所述第一液体取样进口隔离阀18，以使所述第一液体取样瓶19对脱气后的冷却剂样品进行取样。

同样的，若需要对收集的脱气冷却剂进行稀释，则可在所述液体引流管上设置第二三通阀20，所述第二三通阀20一端连接有稀释水源隔离阀21和稀释水源22，另一端连接有混合室23、第二液体取样瓶进口隔离阀24及第二液体取样瓶25。使用时：打开所述加热罐底部排水口，仅打开所述第二三通阀20连通加热罐3的阀门，使冷却剂样品进入并充满所述第二三通阀20，随后切换第二三通阀20的阀门，令第二三通阀20仅与所述稀释水源隔离阀21及混合室23连通，打开稀释水源隔离阀21，通过设定体积的稀释液体将第二三通阀20内的冷却剂样品冲入所述混合室23，随后打开所述第二液体取样瓶进口隔离阀24，使第二液体取样瓶25对混合室内的样品进行取样。所述第二三通阀20内的容积固定，稀释比例可根据稀释液体体积和第二三通阀的固定容积得出。

还要说明的是，所述供气瓶13提供给喷射器11的气体为氮气，所述稀释气源15也为氮气，而所述稀释水源22为除盐水。

本发明还提供一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的方法，采用如上所述的一种用于一回路冷却剂液体取样的气液两相分离的装置，所述方法包括：

步骤1，关闭所述第一隔离阀4，打开所述冷却剂进口隔离阀1和冷却剂出口隔离阀2，并打通一回路冷却剂流道；

步骤2，扫液一段时间后，关闭所述冷却剂进口隔离阀1和冷却剂出口隔离阀2，以使冷却剂样品暂存于所述加热罐3中；

步骤3，打开所述第二隔离阀4和第三隔离阀6，关闭所述第一气体取样瓶进口隔离阀7；然后打开所述喷射器供气隔离阀12，以通过所述喷射器11对所述第一隔离阀4至第三隔离阀10之间的管路抽真空至压力表9显示数值为-0.05MPa，之后关闭所述第三隔离阀10及喷射器供气隔离阀12；

步骤4，关闭所述第二隔离阀6，打开所述第一隔离阀4，以使所述加热罐3中冷却剂样品脱气至所述扩容罐5中；同时令加热罐3对冷却剂样品加热，以去除冷却剂样品中的气泡，并在达到90.6℃时停止加热；加热至该温度时能够确保冷却剂中的气泡等气体均逸出，同时液态的冷却剂不至于气化；

步骤5，打开所述第二隔离阀6及第一气体取样瓶进口隔离阀7，以使所述第一气体取样瓶8进行取样，一段时间后关闭所述第一气体取样瓶进口隔离阀7。

另外，若冷却剂放射性水平较高，需要对收集的气体样品进行稀释，则所述步骤5可替换为：打开所述第二隔离阀6，仅打开所述第一三通阀14连通第二隔离阀6的阀门，使气体样品进入并充满所述第一三通阀14，随后切换第一三通阀14的阀门，令第一三通阀14仅与所述稀释气源15及第二气体取样瓶进口隔离阀16连通，打开第二气体取样瓶进口隔离阀16，通过设定体积的稀释气体将第一三通阀14内的气体样品吹入所述第二气体取样瓶17，直至第二气体取样瓶17内气压达到设定值。所述第一三通阀14内的容积固定，稀释比例可根据稀释前第一三通阀14内气体与稀释后第二气体取样瓶17内气体的体积和气压比得出。

若需要对脱气后的冷却剂取样分析，则可在步骤5之后进行：步骤6，打开所述加热罐底部排水口及所述第一液体取样进口隔离阀18，以使所述第一液体取样瓶19对脱气后的冷却剂样品进行取样。

同样的，若需要对收集的脱气冷却剂进行稀释，则所述步骤6可替换为：打开所述加热罐底部排水口，仅打开所述第二三通阀20连通加热罐3的阀门，使冷却剂样品进入并充满所述第二三通阀20，随后切换第二三通阀20的阀门，令第二三通阀20仅与所述稀释水源隔离阀21及混合室23连通，打开稀释水源隔离阀21，通过设定体积的稀释液体将第二三通阀20内的冷却剂样品冲入所述混合室23，随后打开所述第二液体取样瓶进口隔离阀24，使第二液体取样瓶25对混合室内的样品进行取样。所述第二三通阀20内的容积固定，稀释比例可根据稀释液体体积和第二三通阀的固定容积得出。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，该具体实施方式是基于本发明整体构思下的一种实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。