【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电离辐射计量与环境放射性监测领域，具体涉及一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置及方法。
技术介绍
1、在核设施中，氚主要通过轻水或重水与中子相互作用产生，是核电厂运行过程中的重要副产品之一。由于氚能够以气态或液态形式存在，并且容易通过各种途径进入环境，因此对核设施液态流出物中的氚进行监测对于确保核电站的安全运营及环境保护具有重要意义。
2、在核设施液态流出物中，氚的监测是环境辐射防护和安全评估的重要组成部分。根据gb6249-2011《核动力厂环境辐射防护规定》和hjt 61-2021《辐射环境监测技术规范》，液态流出物中的氚浓度监测必须定期进行，以确保核设施运行的安全性和环境保护。目前，液态流出物中氚浓度的监测主要采用离线取样法。这种方法虽然能够准确地检测出氚的浓度，但其缺点在于需要人工操作，耗时耗力，不能实现连续监测，人工任务大，离线取样的频率有限，监测效率不高，应急响应慢，无法实时监控反应堆运行状态，难以及时发现异常情况。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其设计新颖合理，把液态流出物中液态氚的监测转化为气态氚监测，再通过反推计算得到液态氚浓度，进而实现核设施液态流出物中氚浓度实时在线监测的目标，提高监测效率和准确性，无需频繁的人工取样，同时保障从业人员和公众安全，避免了操作人员取样过程中存在的暴漏风险，有助于实时掌握核设施周边液态水中的辐射水平，确保公众的安
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：包括设置在核设施流出物排放管道旁侧的旁路监测管道，旁路监测管道的两端均与核设施流出物排放管道连通，旁路监测管道上连接有氚化水蒸气发生器，氚化水蒸气发生器的输出端通过输气管与气态氚浓度测量仪连接，气态氚浓度测量仪的输出端通过排气管与核设施流出物排放管道连通，气态氚浓度测量仪的信号输出端与监测终端通信。
3、上述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述旁路监测管道的两端均安装有第一阀门。
4、上述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述氚化水蒸气发生器包括与旁路监测管道连通的鼓泡器，鼓泡器外包裹有冷肼且与冷肼物理接触，鼓泡器上安装有用于测量核设施液态流出物温度的温度计，冷肼上安装有用于调节冷肼内温度的温度调节器，鼓泡器的输入端安装有进气管，进气管上依次安装有干燥瓶、第三阀门、气泵和气体流量计，干燥瓶的输入端连接有取气管，取气管上安装有第二阀门。
5、上述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述输气管的进气端与鼓泡器的输出端连通，输气管上安装有第四阀门。
6、上述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述排气管上安装有第五阀门。
7、上述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述气态氚浓度测量仪的安装高度高于核设施流出物排放管道，防止核设施液态流出物进入气态氚浓度测量仪内。
8、同时，本专利技术还公开了一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
9、步骤一、采集核设施液态流出物：调节第一阀门开度，控制核设施液态流出物流动速度，打开冷阱并通过温度调节器将冷阱温度设为第一温度值t1，核设施液态流出物沿着旁路监测管道进入鼓泡器的内部；
10、步骤二、启动气泵开始鼓泡：打开第二阀门、第三阀门、第四阀门和安装在排气管上的第五阀门，以及气泵开始鼓泡，分别调节第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门的开度，使鼓泡器内的液面以上留有设定体积的气体，进气管的出气端伸入至鼓泡器内的液面以下；
11、步骤三、测量鼓泡器内的液体温度：利用温度计实时测量鼓泡器内的液体温度；
12、步骤四、获取第一温度值范围内的液态氚水浓度：观察温度计的实时读数t1'，当|t1-t1'|＜0.1后，开始记录第一温度值t1范围内气态氚浓度测量仪的度数根据气态氚浓度测量仪的度数反推第一温度值t1范围内的液态氚水浓度
13、多次记录第一温度值t1范围内气态氚浓度测量仪的度数并分别反推多个第一温度值t1范围内的液态氚水浓度利用多个反推出来的的平均值作为第一温度值t1范围内最终的液态氚水浓度
14、步骤五、获取第二温度值范围内的液态氚水浓度：通过温度调节器将冷阱温度设为第二温度值t2，其中，第二温度值t2高于第一温度值t1，观察温度计的实时读数t2'，当|t2-t2'|＜0.1后，开始记录第二温度值t2范围内气态氚浓度测量仪的度数根据气态氚浓度测量仪的度数反推第二温度值t2范围内的液态氚水浓度
15、多次记录第二温度值t2范围内气态氚浓度测量仪的度数并分别反推多个第二温度值t2范围内的液态氚水浓度利用多个反推出来的的平均值作为第二温度值t2范围内最终的液态氚水浓度
16、步骤六、获取下一温度值范围内的液态氚水浓度：通过温度调节器将冷阱温度设为第n温度值tn，其中，第n温度值tn高于第n-1温度值tn-1，n为大于2的正整数，观察温度计的实时读数tn'，当|tn-tn'|＜0.1后，开始记录第n温度值tn范围内气态氚浓度测量仪的度数根据气态氚浓度测量仪的度数反推第n温度值tn范围内的液态氚水浓度
17、多次记录第n温度值tn范围内气态氚浓度测量仪的度数并分别反推多个第n温度值tn范围内的液态氚水浓度利用多个反推出来的的平均值作为第n温度值tn范围内最终的液态氚水浓度
18、步骤七、多次循环步骤六，直至采样结束，获取n个不同温度数据下最终的液态氚水浓度，其中，n为温度调节器设定的温度次数总数；
19、步骤八、根据公式计算核设施液态流出物中的氚浓度值ag。
20、上述的核设施液态流出物中氚浓度在线监测方法，其特征在于：所述第n温度值tn与第n-1温度值tn-1之间的温度差为1℃～3℃。
21、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
22、1、本专利技术基于连通器原理，从原有的核设施液态流出物排放中实时提取液态流出物，将其快速转化为气态后，再基于气态氚浓度测量仪器实时在线的读取转化后气体中的氚浓度，进而快速推算出核设施液态流出物中的氚浓度，把液态流出物中氚的监测转化为气态氚监测，进而实现实时监测的目标，通过从核设施液态流出物中持续取样并实时转变为气体，利用氚浓度在线测量仪实时监测气体中氚的体积活度，利用不同温度下氚化水蒸气与液态氚化水的浓度对应关系，快速获得出液态流出物中氚浓度。
23、2、本专利技术提高监测效率和准确性，在线持续性监测方法可以实时、连续地检测液态流出物中的氚浓度，无需频繁的人工取样，不仅提高了监测的效率，还减少了人为操作带来的误差，从而提高了数据的准确性。
24、3、本专利技术可及时发现异常情况本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：包括设置在核设施流出物排放管道(1)旁侧的旁路监测管道(3)，旁路监测管道(3)的两端均与核设施流出物排放管道(1)连通，旁路监测管道(3)上连接有氚化水蒸气发生器，氚化水蒸气发生器的输出端通过输气管(10)与气态氚浓度测量仪(15)连接，气态氚浓度测量仪(15)的输出端通过排气管(16)与核设施流出物排放管道(1)连通，气态氚浓度测量仪(15)的信号输出端与监测终端通信。
2.按照权利要求1所述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述旁路监测管道(3)的两端均安装有第一阀门(2)。
3.按照权利要求1所述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述氚化水蒸气发生器包括与旁路监测管道(3)连通的鼓泡器(5)，鼓泡器(5)外包裹有冷肼(4)且与冷肼(4)物理接触，鼓泡器(5)上安装有用于测量核设施液态流出物温度的温度计(14)，冷肼(4)上安装有用于调节冷肼(4)内温度的温度调节器(6)，鼓泡器(5)的输入端安装有进气管(7)，进气管(7)上依次安装有干燥瓶(9)、
4.按照权利要求3所述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述输气管(10)的进气端与鼓泡器(5)的输出端连通，输气管(10)上安装有第四阀门(13-3)。
5.按照权利要求1所述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述排气管(16)上安装有第五阀门(13-4)。
6.按照权利要求1所述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述气态氚浓度测量仪(15)的安装高度高于核设施流出物排放管道(1)，防止核设施液态流出物进入气态氚浓度测量仪(15)内。
7.一种利用如权利要求4所述装置进行核设施液态流出物中氚浓度在线监测的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
8.按照权利要求7所述的核设施液态流出物中氚浓度在线监测方法，其特征在于：所述第n温度值Tn与第n-1温度值Tn-1之间的温度差为1℃～3℃。
...【技术特征摘要】
1.一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：包括设置在核设施流出物排放管道(1)旁侧的旁路监测管道(3)，旁路监测管道(3)的两端均与核设施流出物排放管道(1)连通，旁路监测管道(3)上连接有氚化水蒸气发生器，氚化水蒸气发生器的输出端通过输气管(10)与气态氚浓度测量仪(15)连接，气态氚浓度测量仪(15)的输出端通过排气管(16)与核设施流出物排放管道(1)连通，气态氚浓度测量仪(15)的信号输出端与监测终端通信。
2.按照权利要求1所述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述旁路监测管道(3)的两端均安装有第一阀门(2)。
3.按照权利要求1所述的一种核设施液态流出物中氚浓度在线监测装置，其特征在于：所述氚化水蒸气发生器包括与旁路监测管道(3)连通的鼓泡器(5)，鼓泡器(5)外包裹有冷肼(4)且与冷肼(4)物理接触，鼓泡器(5)上安装有用于测量核设施液态流出物温度的温度计(14)，冷肼(4)上安装有用于调节冷肼(4)内温度的温度调节器(6)，鼓泡器(5)的输入端安装有进气管(7)，进气管(7)上依次安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵括，马雄楠，吕汶辉，吴斌，王涵，吕宁，曹晓岩，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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