一種閉式循環(huán)氚濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種閉式循環(huán)氚濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 氚是一種發(fā)出β射線的放射性核素，該核素具有半衰期短、射線能量低的特點(diǎn)。 若人們僅受到其外照射，由于β射線射程短，則容易屏蔽；但若該核素被人體吸入后則極 易造成內(nèi)照射，β射線能量將全部沉積于人體，從而對(duì)人體造成傷害。在各種類型的核電 站中都會(huì)產(chǎn)生氚，尤其是重水堆以及熔鹽堆更是會(huì)產(chǎn)生大量氚。這些反應(yīng)堆中的氚多以氚 化水（HTO)以及還原態(tài)氚（包括HT、CH3T)的化學(xué)形態(tài)存在。其中氚化水若被人體吸入極 難排除體外，會(huì)給人體帶來(lái)嚴(yán)重的內(nèi)照射。因此，氚在核電站中的監(jiān)測(cè)是一個(gè)重要的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種閉式循環(huán)氚濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 能夠?qū)崿F(xiàn)待測(cè)氣體中總氚濃度的準(zhǔn)確測(cè)量，并實(shí)現(xiàn)分別測(cè)量氚化水及還原態(tài)氚的濃度，同 時(shí)，能夠減少采樣氣體量，減少氚化水分離時(shí)使用的吹掃氣體用量，進(jìn)而減少放射性氣體的 排放量。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種閉式循環(huán)氚濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，用于監(jiān)測(cè)待測(cè)氣體中氚的總濃度以及氚化水和還 原態(tài)氚各自的濃度，包括：
[0006] -待測(cè)氣體進(jìn)氣氣路；
[0007] -待測(cè)氣體測(cè)量回路，其包括依次串聯(lián)的一第一溫度濕度壓力測(cè)量裝置、一第一 氚濃度測(cè)量裝置、一閥門以及一第一循環(huán)栗，所述第一溫度濕度壓力測(cè)量裝置與所述第一 循環(huán)栗相連至所述待測(cè)氣體進(jìn)氣氣路的輸出端；
[0008] -氧化氣路，其包括與所述閥門并聯(lián)的氧化爐；
[0009] -氣水分離氣路，其包括一具有氣水分離主支路和氣水分離吹掃支路的氣水離分 器，所述氣水分離主支路與所述氧化氣路并聯(lián)；
[0010] -吹掃氣體進(jìn)氣氣路，其連接至所述氣水分離吹掃支路的輸入端；以及
[0011] -吹掃氣體測(cè)量氣路，其包括一循環(huán)栗和一第二氚濃度測(cè)量裝置，所述循環(huán)栗的 一端連接在所述吹掃氣體進(jìn)氣氣路與所述氣水分離吹掃支路之間，另一端通過所述第二氚 濃度測(cè)量裝置連接至所述氣水分離吹掃支路的輸出端。
[0012] 進(jìn)一步地，所述待測(cè)氣體進(jìn)氣氣路包括依次串聯(lián)在一盛裝所述待測(cè)氣體的待測(cè)氣 體容器與所述待測(cè)氣體測(cè)量回路之間的一進(jìn)氣栗、一第一流量控制器及一過濾器。
[0013] 進(jìn)一步地，所述吹掃氣體進(jìn)氣氣路包括連接在一第一吹掃氣體容器與所述吹掃氣 體測(cè)量回路之間的第二流量控制器。
[0014] 優(yōu)選地，所述待測(cè)氣體測(cè)量回路還包括一連接在所述待測(cè)氣體進(jìn)氣氣路與所述第 一溫度濕度壓力測(cè)量裝置之間的第一緩沖瓶。
[0015] 優(yōu)選地，所述待測(cè)氣體測(cè)量回路還包括一連接在所述吹掃氣體進(jìn)氣氣路與所述氣 水分離吹掃支路之間的第二緩沖瓶。
[0016] 優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括一加氫氣路，其包括依次串聯(lián)在一第二吹掃氣體容器與所 述待測(cè)氣體測(cè)量回路之間的一第三流量控制器和一儲(chǔ)氫合金。
[0017] 進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括一加濕氣路，其包括依次串聯(lián)在所述第二吹掃氣體容器 與所述待測(cè)氣體測(cè)量回路之間的一第四流量控制器、一純水加濕器和一第二溫度濕度壓力 測(cè)量裝置。
[0018] 進(jìn)一步地，所述純水加濕器為鼓泡器。
[0019] 進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括一待測(cè)氣體排氣氣路，其包括一連接至所述待測(cè)氣體測(cè) 量回路的第一氚化水吸收器。
[0020] 優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括一吹掃氣體排氣氣路，其包括一連接至所述吹掃氣體測(cè)量 回路的第二氚化水吸收器。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：
[0022] (1)通過待測(cè)氣體測(cè)量回路的閉式循環(huán)回路設(shè)計(jì)，能夠使待測(cè)氣體在氣路內(nèi)充分 均勻，進(jìn)而提高了氚測(cè)量準(zhǔn)確度；
[0023] (2)通過氣水分離器以及催化氧化爐可以實(shí)現(xiàn)多形態(tài)氚的分離；
[0024] (3)通過吹掃氣體測(cè)量氣路與氣水分離器的閉式回路設(shè)計(jì)，可以提高氣水分離器 的干燥效率，提高測(cè)量準(zhǔn)確度，同時(shí)減少吹掃氣體用氣量，減少放射性氣體排放量；
[0025] (4)使用氚化水吸收器吸附氣體中殘余的氚化水，能夠減少放射性氣體排放；
[0026] (5)純水加濕器采用恒定溫度的鼓泡器構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了回路精確加濕；
[0027] (6)通過儲(chǔ)氫合金釋放氫氣來(lái)調(diào)節(jié)待測(cè)氣體內(nèi)氫氣的濃度，能夠提高氧化爐催化 還原態(tài)氚的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0028] 通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所做的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、 目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：
[0029] 圖1為本發(fā)明的閉式循環(huán)氚濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0031] 本發(fā)明，即，一種閉式循環(huán)氚濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖1所示，其主要包括一待測(cè)氣體進(jìn) 氣氣路、一待測(cè)氣體測(cè)量回路、一氧化氣路、一氣水分離氣路、一吹掃氣體進(jìn)氣氣路以及一 吹掃氣體測(cè)量氣路。
[0032] 下面結(jié)合圖1詳細(xì)介紹各氣路的具體結(jié)構(gòu)：
[0033] 待測(cè)氣體進(jìn)氣氣路包括依次串聯(lián)在一盛裝待測(cè)氣體的待測(cè)氣體容器1與待測(cè)氣 體測(cè)量回路之間的一進(jìn)氣栗2、一第一流量控制器31及一過濾器4。
[0034] 待測(cè)氣體測(cè)量回路包括依次串聯(lián)的一用于使氣體均勻混合的第一緩沖瓶51、一第 一溫度濕度壓力測(cè)量裝置61、一第一氚濃度測(cè)量裝置71 (本發(fā)明中為電離室）、一閥門8以 及一第一循環(huán)栗91。其中，第一緩沖瓶51與第一循環(huán)栗91相連至過濾器4。
[0035] 氧化氣路包括與閥門8并聯(lián)的氧化爐10。
[0036] 氣水分離氣路包括一具有氣水分離主支路和氣水分離吹掃支路的氣水離分器11， 氣水分離主支路與氧化爐10并聯(lián)。在本實(shí)施例中，氣水分離器采用若干成捆的、由全氟磺 酸膜形成的毛細(xì)管實(shí)現(xiàn)，其具有對(duì)水分子的高效選擇透過性。其中，毛細(xì)管內(nèi)壁所形成的通 道為氣水分離主支路，毛細(xì)管外側(cè)通入吹掃氣體后形成吹掃支路。當(dāng)待測(cè)氣體進(jìn)入氣水分 離主支路后，由于磺酸基膜對(duì)水分子（氚化呈水分子形式）有極強(qiáng)的吸引力，從而形成水分 子向干燥側(cè)壁的轉(zhuǎn)移通道，最后被吹掃支路中的吹掃氣體帶走，從而實(shí)現(xiàn)HT 0與其它氣體 的分離。
[0037] 吹掃氣體進(jìn)氣氣路包括連接在一盛裝有吹掃氣體（例如干燥的氬氣、空氣等）第 一吹掃氣體容器121與吹掃氣體測(cè)量氣路之間的第二流量控制器32。
[0038] 吹掃氣體測(cè)量氣路包括依次串聯(lián)的一第二緩沖瓶52、一第二循環(huán)栗92和一第二 氚濃度測(cè)量裝置72 (本發(fā)明中為電離室），其中，第二緩沖瓶52與第二循環(huán)栗92相連的一 端連接至二流量控制器32,其另一端連接至氣水分離器11的氣水分離吹掃支路的輸入端； 第二氚濃度測(cè)量裝置72的遠(yuǎn)離第二循環(huán)栗92的一端連接至氣水分離器11的氣水分離吹 掃支路的輸出端，從而形成吹掃氣體測(cè)量回路。
[0039] 由于在氧化待測(cè)氣體中的還原態(tài)氣時(shí)，將氛氣含量提升到1 %以上能夠提尚氧化 效果；在進(jìn)行氣水分離時(shí)，使氣體濕度達(dá)到5 %以上能夠?qū)崿F(xiàn)更好的氣水分離效果，因此， 本發(fā)明還增設(shè)了一加氫氣路和一加濕氣路。其中，加氫氣路包括依次串聯(lián)在一第二吹掃氣 體容器122與待測(cè)氣體測(cè)量回路之間的一第三流量控制器33和一儲(chǔ)氫合金13 ;加濕氣路 包括依次串聯(lián)在第二吹掃氣體容器122與待測(cè)氣體測(cè)量回路之間的一第四流量控制