[发明专利]一种船用多功能小型化集成式气载放射性监测系统

说明书

本发明公开了一种船用多功能小型化集成式气载放射性监测系统，包括取样管路、放射性惰性气体监测管路A、气溶胶总αβ监测管路、气溶胶F‑18微粒监测管路、放射性碘监测管路、放射性惰性气体监测管路B，以及配置有抽气泵的回流管路，所述取样管路的入口通过堆舱隔离阀与堆舱内部连通；所述取样管路的出口端分别与放射性惰性气体监测管路A的入口端、气溶胶总αβ监测管路的入口端、气溶胶F‑18微粒监测管路的入口端连通，所述放射性惰性气体监测管路A的出口端与回流管路的入口端连通。本发明的有益效果为：本发明可定性和定量测量一回路压力边界泄漏，同时兼顾舱室空气气载放射性监测；集成式设计可减少船上空间资源的占用。

技术领域

本发明涉及船用核动力辐射监测领域，具体涉及一种船用多功能小型化集成式气载放射性监测系统。

背景技术

压水堆核动力装置一回路压力边界是由反应堆、蒸汽发生器(一次侧)、稳压器、主冷却剂泵等设备以及它们之间的管系组成。若一回路压力边界完整性被破坏，就会引起一回路冷却剂的异常泄漏，直接影响反应堆的正常运行以及核动力装置的运行安全。

一回路压力边界完整性被破坏后，冷却剂泄漏出的裂变产物、腐蚀活化产物，会在堆舱空气中形成气溶胶；同时泄漏出的放射性惰性气体、碘等也会混入空气中，造成空气的放射性污染。人员在进入堆舱进行维修等操作时，会受到这些放射性核素产生的外照射和内照射的辐射威胁。因此，对堆舱的气载放射性进行监测，从而为人员可否进入堆舱提供依据，也可以判断一回路压力边界是否泄漏。

目前，在核电站及核动力船舶上，一回路压力边界泄漏监测和空气气载放射性监测的放射性测量方法主要有：1)、采用单支路取样管路和PIG(放射性气溶胶、碘和惰性气体)集成监测装置监测正常工况空气中气载放射性活度浓度；2)、采用单支路取样管路，监测空气中N-13/F-18气体放射性活度浓度；3)、采用单支路取样管路，监测空气中以气溶胶颗粒物形式存在的F-18放射性活度浓度；4)、采用多支路扫描风管监测装置监测正常工况下空气中的放射性惰性气体放射性。采用高量程监测装置监测事故工况下空气中的放射性惰性气体活度浓度。

在上述放射性测量方法存在以下问题：

1)、采用对空气中放射性气溶胶、碘、惰性气体放射性水平集成监测的方法，可以节约一定的空间资源，但由于放射性源项不能准确确定，监测设备不具备对某个特定能量的射线进行甄别测量，因此不能用于定量测量泄漏率；同时，由于只有一个取样管路，当某一设备发生泄漏时，很难快速判断发生泄漏的位置；

2)、监测空气中N-13/F-18气体放射性活度浓度的方法，可以定量地评价一回路冷却剂的泄漏率，但该监测方法的探测下限较高，报警阈值不能满足法规要求的监测要求；

3)、监测空气中以气溶胶形式存在的F-18放射性活度浓度的方法，可以满足法规和标准对于一回路冷却剂压力边界泄漏率的测量要求；目前国内外的F-18微粒监测仪可以通过测量F-18微粒β射线和γ射线来定量计算一回路冷却剂泄漏率。

4)、采用多支路扫描风管监测正常工况下空气中的惰性气体放射性，可以了解堆舱不同区域空气中的放射性惰性气体活度浓度，但是缺少对放射性气溶胶、碘的监测。而当人员进入舱室进行维修等工作时，堆舱内存在的放射性气溶胶、碘容易对人员产生内照射和外照射威胁，因此亦需要进行堆舱内放射性气溶胶、碘的监测。同时，单独设事故工况下空气中的高量程放射性惰性气体监测装置，增加了对船上空间资源的占用率。

综上，从一回路压力边界泄漏监测来说，选择监测空气中以气溶胶颗粒物形式存在的F-18放射性活度浓度的方法较为合适，但从同时兼顾舱室气载放射性来说，需要对舱室中的放射性气溶胶、碘、惰性气体气载放射性都进行监测。因此，有必要设计一种技术方案，可以对一回路压力边界泄漏率进行定量测量，并能对舱室的气载放射性进行监测，同时还能减小占用的总体资源。

发明内容