核電站用放射性液體樣品取樣裝置及取樣方法

2023-04-26 08:04:11 3

核電站用放射性液體樣品取樣裝置及取樣方法
【專利摘要】本發明涉及核電站用放射性液體樣品取樣裝置及取樣方法，取樣裝置包括取樣缸筒、大小活塞、樣品瓶和取樣針，其特徵是大活塞位於取樣缸筒內，小活塞位於大活塞內，取樣針設置於大活塞的末端，小活塞與大活塞之間形成環形定量腔室，環形定量腔室分別與樣品入口和衝洗口連接，樣品入口分別與抽真空裝置和樣品源連接，衝洗口與衝洗裝置連接。取樣方法包括以下步驟：推進大活塞，帶動取樣針刺進樣品瓶中；退回小活塞；對樣品瓶抽真空；讓樣品進入環形定量腔室；推進小活塞，將樣品注入樣品瓶；退回小活塞；衝洗；退回大活塞，將取樣針抽出樣品瓶。本發明結構簡單、使用安全、即抽即取、取樣量穩定適當並且可遠程操作。
【專利說明】核電站用放射性液體樣品取樣裝置及取樣方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種取樣裝置及取樣方法，具體而言是核電站用放射性液體樣品取樣裝置及取樣方法。

【背景技術】
[0002]核電站運行中時常要對工藝管道或容器內的核放射性液體進行取樣，用以分析樣品的水化學特性參數及放射性活度，然後根據分析結果，判斷工藝系統及設備工作的正常性，若出現異常，則確定合理的處理方法。由於取樣對象是帶有放射性的液體，存在高度危險性，為避免對人員和環境造成影響，樣品的取樣量必須小並且準確。
[0003]目前，採用手動取樣，對操作人員有一定核輻射。另外，取樣瓶在用於取樣之前需先抽真空，從抽好真空到取樣這段時間內，真空度會逐漸下降，而取樣動力是靠樣品源壓力和取樣瓶真空度共同作用來保證的，在人為操作時間、樣品源壓力及樣品瓶真空度等多種因素影響下，樣品取樣量極不穩定而且一般偏多。這樣，不僅增加了對操作人員放射性輻射危險，也增加廢液的處理成本。因此，設計一種結構簡單、使用安全、即抽即取、取樣量穩定適當並且可遠程操作的放射性液體樣品取樣裝置及取樣方法十分必要。


【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種結構簡單、使用安全、即抽即取、取樣量穩定適當並且可遠程操作的放射性液體樣品取樣裝置及取樣方法。
[0005]為實現上述目的，本發明提供了核電站用放射性液體樣品取樣裝置，包括取樣缸筒、大活塞、小活塞、大活塞推進三通閥，大活塞退回三通閥，小活塞推進三通閥，小活塞退回三通閥，樣品瓶和取樣針，其特徵是大活塞位於取樣缸筒內，小活塞位於大活塞內，取樣針設置於大活塞的末端，取樣缸筒上設置有推進大活塞進氣口、退回大活塞進氣口、推進小活塞進氣口、退回小活塞進氣口、樣品入口和衝洗口，大活塞上設置有小活塞推進進氣通道、小活塞退回進氣通道、樣品通道、衝洗水通道和單向流通組件，小活塞推進進氣通道的兩端分別與推進小活塞進氣口和小活塞頂部腔室連接，小活塞退回進氣通道的兩端分別與退回小活塞進氣口和小活塞底部腔室連接，小活塞上開設有環形槽，小活塞與大活塞之間通過所述環形槽形成環形定量腔室，環形槽分別通過樣品通道和衝洗水通道與樣品入口和衝洗口連接，樣品入口通過管道分別與抽真空裝置和樣品源連接，衝洗口與衝洗裝置連接，推進大活塞進氣口與大活塞推進三通閥的常開通道口連接，大活塞推進三通閥的切換通道口與壓縮氣源連接，大活塞推進三通閥的常閉通道口與大氣連接，退回大活塞進氣口與大活塞退回三通閥的常開通道口連接，大活塞退回三通閥的切換通道口與壓縮氣源連接，大活塞退回三通閥的常閉通道口與大氣連接，推進小活塞進氣口與小活塞推進三通閥的常開通道口連接，小活塞推進三通閥的切換通道口與壓縮氣源連接，小活塞推進三通閥的常閉通道口與大氣連接，退回小活塞進氣口與小活塞退回三通閥的常開通道口連接，小活塞退回三通閥的切換通道口與壓縮氣源連接，小活塞退回三通閥的常閉通道口與大氣連接。
[0006]進一步地，所述推進大活塞進氣口、退回大活塞進氣口、推進小活塞進氣口、退回小活塞進氣口、樣品入口和衝洗口均為螺紋接口。
[0007]進一步地，所述取樣針為單針頭結構。
[0008]進一步地，所述大活塞推進三通閥，大活塞退回三通閥，小活塞推進三通閥和小活塞退回三通閥均為氣動換向閥。
[0009]本發明還提供了一種使用上述核電站用放射性液體樣品取樣裝置進行取樣的方法，包括以下步驟:
[0010]a.調節大活塞推進三通閥，使其常開通道口與切換通道口連通而常閉通道口關閉，調節大活塞退回三通閥，使其常開通道口與切換通道口之間不通而常閉通道口打開，推進大活塞，帶動與大活塞相連的取樣針刺進帶橡膠塞的樣品瓶中；
[0011]b.調節小活塞推進三通閥，使其常開通道口與切換通道口之間不通而常閉通道口打開，調節小活塞退回三通閥，使其常開通道口與切換通道口連通而常閉通道口關閉，退回小活塞；
[0012]c.開啟抽真空裝置，對樣品瓶抽真空；
[0013]d.當取樣瓶的真空度達到-0.05MPa時，關閉抽真空裝置；
[0014]e.開啟樣品源管線，讓樣品進入小活塞與大活塞之間通過所述環形槽形成的環形定量腔室；
[0015]f.調節小活塞推進三通閥，使其常開通道口與切換通道口連通而常閉通道口關閉，調節小活塞退回三通閥，使其常開通道口與切換通道口之間不通而常閉通道口打開，推進小活塞，將環形定量腔室的樣品注入樣品瓶；
[0016]g.調節小活塞推進三通閥，使其常開通道口與切換通道口之間不通而常閉通道口打開，調節小活塞退回三通閥，使其常開通道口與切換通道口連通而常閉通道口關閉，退回小活塞；
[0017]h.開啟衝洗管線，進行衝洗；
[0018]1.衝洗30秒後，關閉衝洗管線；
[0019]j.調節大活塞推進三通閥，使其常開通道口與切換通道口之間不通而常閉通道口打開，調節大活塞退回三通閥，使其常開通道口與切換通道口連通而常閉通道口關閉，退回大活塞，將取樣針抽出樣品瓶，取樣裝置復位。
[0020]本發明採用小活塞與大活塞之間通過所述環形槽形成的環形定量腔室取樣，並且採用即抽即取一對樣品瓶抽真空和取樣連續進行的方式，有效保證了取樣量穩定適當。本發明結構簡單、使用安全並且可遠程操作。本發明可重複多次利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的結構示意圖。
[0022]圖中:1-取樣缸筒；1.1-推進大活塞進氣口 ；1.2-退回大活塞進氣口 ；1.3-推進小活塞進氣口 ；1.4-退回小活塞進氣口 ；1.5-樣品入口 ；1.6-衝洗口 ；2_大活塞；2.1-小活塞推進進氣通道；2.2-小活塞退回進氣通道；2.3-樣品通道；2.4-衝洗水通道；2.5-單向流通組件；3_小活塞；3.1-環形槽；4_大活塞推進三通閥；4.1-大活塞推進三通閥切換通道口 ；4.2-大活塞推進三通閥常開通道口 ；4.3-大活塞推進三通閥常閉通道口 ；5-大活塞退回三通閥；5.1-大活塞退回三通閥切換通道口 ；5.2-大活塞退回三通閥常開通道口 ；5.3-大活塞退回三通閥常閉通道口 ；6_小活塞推進三通閥；6.1-小活塞推進三通閥切換通道口 ；6.2-小活塞推進三通閥常開通道口 ；6.3-小活塞推進三通閥常閉通道口 ；7-小活塞退回三通閥；7.1-小活塞退回三通閥切換通道口 ；7.2-小活塞退回三通閥常開通道口 ；
7.3-小活塞退回三通閥常閉通道口 ；8_樣品瓶；9_取樣針；10_壓縮氣源；11_抽真空裝置；12-樣品源；13-衝洗裝置。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明，但該實施例不應理解為對本發明的限制。
[0024]圖中所示核電站用放射性液體樣品取樣裝置，包括取樣缸筒1、大活塞2、小活塞3、大活塞推進三通閥4，大活塞退回三通閥5，小活塞推進三通閥6，小活塞退回三通閥7，樣品瓶8和取樣針9，大活塞2位於取樣缸筒I內，小活塞3位於大活塞2內，取樣針9設置於大活塞2的末端，取樣缸筒I上設置有推進大活塞進氣口 1.1、退回大活塞進氣口 1.2、推進小活塞進氣口 1.3、退回小活塞進氣口 1.4、樣品入口 1.5和衝洗口 1.6，大活塞2上設置有小活塞推進進氣通道2.1、小活塞退回進氣通道2.2、樣品通道2.3、衝洗水通道2.4和單向流通組件2.5，小活塞推進進氣通道2.1的兩端分別與推進小活塞進氣口 1.3和小活塞頂部腔室連接，小活塞退回進氣通道2.2的兩端分別與退回小活塞進氣口 1.4和小活塞底部腔室連接，小活塞3上開設有環形槽3.1，小活塞3與大活塞2之間通過所述環形槽3.1形成環形定量腔室，環形槽3.1分別通過樣品通道2.3和衝洗水通道2.4與樣品入口 1.5和衝洗口 1.6連接，樣品入口 1.5通過管道分別與抽真空裝置11和樣品源12連接，衝洗口1.6與衝洗裝置13連接，推進大活塞進氣口 1.1與大活塞推進三通閥4的常開通道口 4.2連接，大活塞推進三通閥4的切換通道口 4.1與壓縮氣源10連接，大活塞推進三通閥4的常閉通道口 4.3與大氣連接，退回大活塞進氣口 1.2與大活塞退回三通閥5的常開通道口5.2連接，大活塞退回三通閥5的切換通道口 5.1與壓縮氣源10連接，大活塞退回三通閥5的常閉通道口 5.3與大氣連接，推進小活塞進氣口 1.3與小活塞推進三通閥6的常開通道口 6.2連接，小活塞推進三通閥6的切換通道口 6.1與壓縮氣源10連接，小活塞推進三通閥6的常閉通道口 6.3與大氣連接，退回小活塞進氣口 1.4與小活塞退回三通閥7的常開通道口 7.2連接，小活塞退回三通閥7的切換通道口 7.1與壓縮氣源10連接，小活塞退回三通閥?的常閉通道口 7.3與大氣連接。
[0025]優選的實例是:在上述方案中，所述推進大活塞進氣口 1.1、退回大活塞進氣口
1.2、推進小活塞進氣口 1.3、退回小活塞進氣口 1.4、樣品入口 1.5和衝洗口 1.6均為螺紋接口。
[0026]優選的實例是:在上述方案中，所述取樣針9為單針頭結構。
[0027]優選的實例是:在上述方案中，所述大活塞推進三通閥4、大活塞退回三通閥5、小活塞推進三通閥6和小活塞退回三通閥(7)均為氣動換向閥。
[0028]使用上述核電站用放射性液體樣品取樣裝置進行取樣的方法，包括以下步驟:
[0029]a.調節大活塞推進三通閥4，使其常開通道口 4.2與切換通道口 4.1連通而常閉通道口 4.3關閉，調節大活塞退回三通閥5，使其常開通道口 5.2與切換通道口 5.1之間不通而常閉通道口 5.3打開，推進大活塞2，帶動與大活塞2相連的取樣針9刺進帶橡膠塞的樣品瓶8中；
[0030]b.調節小活塞推進三通閥6，使其常開通道口 6.2與切換通道口 6.1之間不通而常閉通道口 6.3打開，調節小活塞退回三通閥7，使其常開通道口 7.2與切換通道口 7.1連通而常閉通道口 7.3關閉，退回小活塞3 ;
[0031]c.開啟抽真空裝置，對樣品瓶8抽真空；
[0032]d.當取樣瓶的真空度達到-0.05MPa時，關閉抽真空裝置；
[0033]e.開啟樣品源管線，讓樣品進入小活塞3與大活塞2之間通過所述環形槽3.1形成的環形定量腔室；
[0034]f.調節小活塞推進三通閥6，使其常開通道口 6.2與切換通道口 6.1連通而常閉通道口 6.3關閉，調節小活塞退回三通閥7，使其常開通道口 7.2與切換通道口 7.1之間不通而常閉通道口 7.3打開，推進小活塞3，將環形定量腔室的樣品注入樣品瓶8 ;
[0035]g.調節小活塞推進三通閥6，使其常開通道口 6.2與切換通道口 6.1之間不通而常閉通道口 6.3打開，調節小活塞退回三通閥7，使其常開通道口 7.2與切換通道口 7.1連通而常閉通道口 7.3關閉，退回小活塞3 ;
[0036]h.開啟衝洗管線，進行衝洗；
[0037]1.衝洗30秒後，關閉衝洗管線；
[0038]j.調節大活塞推進三通閥4，使其常開通道口 4.2與切換通道口 4.1之間不通而常閉通道口 4.3打開，調節大活塞退回三通閥5，使其常開通道口 5.2與切換通道口 5.1連通而常閉通道口 5.3關閉，退回大活塞2，將取樣針9抽出樣品瓶8，取樣裝置復位。
[0039]本說明書中未作詳細描述的內容，屬於本專業技術人員公知的現有技術。
【權利要求】
1.核電站用放射性液體樣品取樣裝置，包括取樣缸筒(1)、大活塞(2)、小活塞(3)、大活塞推進三通閥(4)，大活塞退回三通閥(5)，小活塞推進三通閥￠)，小活塞退回三通閥(7)，樣品瓶(8)和取樣針(9)，其特徵在於:大活塞(2)位於取樣缸筒(I)內，小活塞(3)位於大活塞⑵內，取樣針(9)設置於大活塞(2)的末端，取樣缸筒⑴上設置有推進大活塞進氣口(1.1)、退回大活塞進氣口(1.2)、推進小活塞進氣口(1.3)、退回小活塞進氣口(1.4)、樣品入口(1.5)和衝洗口(1.6)，大活塞(2)上設置有小活塞推進進氣通道(2.1)、小活塞退回進氣通道(2.2)、樣品通道(2.3)、衝洗水通道(2.4)和單向流通組件(2.5)，小活塞推進進氣通道(2.1)的兩端分別與推進小活塞進氣口(1.3)和小活塞頂部腔室連接，小活塞退回進氣通道(2.2)的兩端分別與退回小活塞進氣口(1.4)和小活塞底部腔室連接，小活塞(3)上開設有環形槽(3.1)，小活塞(3)與大活塞(2)之間通過所述環形槽(3.1)形成環形定量腔室，環形槽(3.1)分別通過樣品通道(2.3)和衝洗水通道(2.4)與樣品入口(1.5)和衝洗口(1.6)連接，樣品入口(1.5)通過管道分別與抽真空裝置(11)和樣品源(12)連接，衝洗口(1.6)與衝洗裝置(13)連接，推進大活塞進氣口(1.1)與大活塞推進三通閥(4)的常開通道口(4.2)連接，大活塞推進三通閥(4)的切換通道口(4.1)與壓縮氣源(10)連接，大活塞推進三通閥(4)的常閉通道口(4.3)與大氣連接，退回大活塞進氣口(1.2)與大活塞退回三通閥(5)的常開通道口(5.2)連接，大活塞退回三通閥(5)的切換通道口(5.1)與壓縮氣源(10)連接，大活塞退回三通閥(5)的常閉通道口(5.3)與大氣連接，推進小活塞進氣口(1.3)與小活塞推進三通閥(6)的常開通道口(6.2)連接，小活塞推進三通閥(6)的切換通道口(6.1)與壓縮氣源(10)連接，小活塞推進三通閥(6)的常閉通道口(6.3)與大氣連接，退回小活塞進氣口(1.4)與小活塞退回三通閥(7)的常開通道口(7.2)連接，小活塞退回三通閥(7)的切換通道口(7.1)與壓縮氣源(10)連接，小活塞退回三通閥(7)的常閉通道口(7.3)與大氣連接。
2.根據權利要求1所述的核電站用放射性液體樣品取樣裝置，其特徵在於:所述推進大活塞進氣口(1.1)、退回大活塞進氣口(1.2)、推進小活塞進氣口(1.3)、退回小活塞進氣口(1.4)、樣品入口(1.5)和衝洗口(1.6)均為螺紋接口。
3.根據權利要求1或2所述的核電站用放射性液體樣品取樣裝置，其特徵在於:所述取樣針(9)為單針頭結構。
4.根據權利要求3所述的核電站用放射性液體樣品取樣裝置，其特徵在於:所述大活塞推進三通閥(4)，大活塞退回三通閥(5)，小活塞推進三通閥(6)和小活塞退回三通閥(7)均為氣動換向閥。
5.使用權利要求1-4所述的核電站用放射性液體樣品取樣裝置進行取樣的方法，包括以下步驟: a.調節大活塞推進三通閥(4)，使其常開通道口(4.2)與切換通道口(4.1)連通而常閉通道口(4.3)關閉，調節大活塞退回三通閥(5)，使其常開通道口(5.2)與切換通道口(5.1)之間不通而常閉通道口(5.3)打開，推進大活塞(2)，帶動與大活塞(2)相連的取樣針(9)刺進帶橡膠塞的樣品瓶⑶中； b.調節小活塞推進三通閥(6)，使其常開通道口(6.2)與切換通道口(6.1)之間不通而常閉通道口(6.3)打開，調節小活塞退回三通閥(7)，使其常開通道口(7.2)與切換通道口(7.1)連通而常閉通道口(7.3)關閉，退回小活塞(3); C.開啟抽真空裝置，對樣品瓶(8)抽真空； d.當取樣瓶的真空度達到-0.05MPa時，關閉抽真空裝置； e.開啟樣品源管線，讓樣品進入小活塞(3)與大活塞(2)之間通過所述環形槽(3.1)形成的環形定量腔室； f.調節小活塞推進三通閥(6)，使其常開通道口(6.2)與切換通道口(6.1)連通而常閉通道口(6.3)關閉，調節小活塞退回三通閥(7)，使其常開通道口(7.2)與切換通道口(7.1)之間不通而常閉通道口(7.3)打開，推進小活塞(3)，將環形定量腔室的樣品注入樣品瓶⑶； g.調節小活塞推進三通閥(6)，使其常開通道口(6.2)與切換通道口(6.1)之間不通而常閉通道口(6.3)打開，調節小活塞退回三通閥(7)，使其常開通道口(7.2)與切換通道口(7.1)連通而常閉通道口(7.3)關閉，退回小活塞(3); h.開啟衝洗管線，進行衝洗； i.衝洗30秒後，關閉衝洗管線； j.調節大活塞推進三通閥(4)，使其常開通道口(4.2)與切換通道口(4.1)之間不通而常閉通道口(4.3)打開，調節大活塞退回三通閥(5)，使其常開通道口(5.2)與切換通道口(5.1)連通而常閉通道口(5.3)關閉，退回大活塞(2)，將取樣針(9)抽出樣品瓶(8)，取樣裝置復位。
【文檔編號】G01N1/14GK104502150SQ201410782217
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月16日 優先權日:2014年12月16日
【發明者】馬斌, 陳權, 徐延鵬, 畢穎光, 朱侃, 徐少波, 萬凱, 何海龍 申請人:武漢海王新能源工程技術有限公司