一种压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统及方法

技术领域

本申请涉及船用压水反应堆核泄漏监测技术领域，具体而言，涉及一种压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统及方法。

背景技术

海上浮动核电站压水反应堆一回路泄漏初始能够引起反应堆冷却剂水装量降低，一回路系统运行超出正常状态运行，继续发展甚至可能导致一回路大破口事故，引起失水事故和堆芯损毁，所以可靠监测并根据快速确定泄漏位置，对减少维修人员在核辐射环境工作时间，对于及时采取维修措施具有十分重要的意义。

发明内容

本申请提供了一种压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统及方法，能够进行泄漏率变化较慢工况下的泄漏位置估计，特别是需要在反应堆功率运行期间的泄漏位置定位。

为了实现上述目的，本申请提供了一种压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统，应用在海上浮动核电站压水反应堆上，包括取样口、气体流量计、真空表、放射性气体活度浓度探测装置以及抽气泵，其中：取样口设置为多个，多个取样口将反应堆舱内的放射性气体取样汇总至气体流量计中；气体流量计与放射性气体活度浓度探测装置连接；放射性气体活度浓度探测装置与抽气泵连接；真空表与气体流量计连接。

进一步的，每个取样口与气体流量计之间均设置有过滤盒和电磁阀。

进一步的，气体流量计与放射性气体活度浓度探测装置之间设置有流量调节阀。

进一步的，放射性气体活度浓度探测装置与抽气泵之间设置有电磁阀。

进一步的，还包括信号处理装置，信号处理装置与放射性气体活度浓度探测装置通过电源电缆和信号电缆连接。

进一步的，多个取样口均匀的布置在反应堆舱内或者布置在反应堆舱内的重点位置。

进一步的，放射性气体活度浓度探测装置的监测对象为

此外，本申请还提供了一种应用压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统的方法，包括如下步骤：步骤1：构建压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统；步骤2：运行监测系统，打开每个取样口连接的电磁阀，以及放射性气体活度浓度探测装置与抽气泵之间的电磁阀，调节流量调节阀，让真空表的指示值满足抽气泵的工作要求，启动抽气泵抽取气体；步骤3：反应堆舱内的放射性气体通过每个取样口进入过滤盒过滤，过滤后的放射性气体通过各个电磁阀的汇总进入气体流量计中；步骤4：调节流量调节阀，控制放射性气体的流速，使气体流量计中的放射性气体流入放射性气体活度浓度探测装置；步骤5：放射性气体活度浓度探测装置对进入的放射性气体进行监测，并将监测结果转化成电脉冲信号传输至信号处理装置中，信号处理装置用于处理信号，并生成相应的监测结果：步骤6：监测后的放射性气体经过电磁阀和抽气泵排回到取样空间中；

进一步的，在步骤5中，当生成的监测结果显示放射性有明显增加时，表示反应堆舱有泄漏发生，按如下步骤进行泄漏位置的确定：步骤5.1：关闭其他取样口的电磁阀，只保留1个取样口正常运行监测；步骤5.2：每隔相同的时间记录一次监测结果，监测一段时间后，记录最后3次的监测结果，并取3次监测结果的中间值作为该取样口的测量值；步骤5.3：按照步骤5.2的方式对剩下取样口的监测结果进行处理，获得每个取样口的测量值；步骤5.4：对每个取样口的测量值进行循环监测，循环多次，得到每个取样口的多个测量值；步骤5.5：将每个取样口的多个测量值绘制成二维图，观察二维图的数据情况，判断出数据增长最快的组别，增长最快的数据组所对应的取样口离泄漏位置最近，这样就可以判断反应堆一回路承压边界泄漏的位置区域。

本发明提供的一种压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统及方法，具有以下有益效果：

本申请结构简单，监测可靠性高，适用于泄漏率变化较慢工况下的反应堆舱内一回路承压边界泄漏位置估计，通过放射性气体活度浓度探测装置的取样口循环监测和从数据处理能够确定反应堆舱泄漏的位置区域，减少维修人员在核辐射环境中的工作时间。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统的结构示意图；

图2是根据本申请实施例提供的每个取样口10个测量值的数据示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请提供了一种压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统，应用在海上浮动核电站压水反应堆上，包括取样口1-9、气体流量计21、真空表22、放射性气体活度浓度探测装置24以及抽气泵26，其中：取样口设置为多个，多个取样口将反应堆舱内的放射性气体取样汇总至气体流量计21中；气体流量计21与放射性气体活度浓度探测装置24连接；放射性气体活度浓度探测装置24与抽气泵26连接；真空表22与气体流量计21连接。

具体的，本申请实施例提供的压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统主要应用在海上浮动核电站上，主要是基于多取样口放射性气体取样监测系统，对比反应堆舱内各取样口监测到的放射性气体活度浓度变化规律，进行泄漏点的定位。其中，取样口主要用于采集反应堆舱内的放射性气体，采用8个或者8个以上的取样口，在本申请实施例中优选采用8个取样口，将反应堆舱内的放射性气体汇总到气体流量计21中，气体流量计21主要用于测量经过气体的流量，放射性气体活度浓度探测装置24主要用于检测放射性气体的活度浓度，并将结果转换为电脉冲信号传输给信号处理装置25进行信号的处理和数据转换，真空表22主要用于测量系统内部的压力，与抽气泵26配合使用，抽气泵16主要用于抽取气体，将反应堆舱内的放射性气体抽出，并使其通过取样口1-8进入系统内部。

进一步的，每个取样口与气体流量计之间均设置有过滤盒和电磁阀。过滤盒和电磁阀与取样口的数量相同，均优选设置8个，过滤盒1-8主要用于过滤去除放射性气溶胶、放射性碘和杂质。电磁阀11-18主要用于控制取样口的通断。

进一步的，气体流量计21与放射性气体活度浓度探测装置24之间设置有流量调节阀23。流量调节阀23用于调节气体进入放射性气体活度浓度探测装置24的流速。

进一步的，放射性气体活度浓度探测装置24与抽气泵26之间设置有电磁阀19。电磁阀19主要用于控制放射性气体活度浓度探测装置24与抽气泵26之间的通断，从而实现对抽气泵26抽气或者排气的控制。

进一步的，还包括信号处理装置25，信号处理装置25与放射性气体活度浓度探测装置24通过电源电缆和信号电缆连接。信号处理装置25主要用于接收放射性气体活度浓度探测装置24传输的信号，并对信号进行处理，生成放射性气体活度浓度监测数据，并进行显示。后续也可以将信号处理装置25与计算机进行连接，用于对监测数据的分析与保存。

进一步的，多个取样口1-8均匀的布置在反应堆舱内或者布置在反应堆舱内的重点位置。取样口的位置设置在反应堆舱内经常泄漏的重点位置，或者每隔一段距离就在反应堆舱内部均匀的放置一个，保证能够快速发现泄漏的位置，或者根据实际情况同时采用这两种布置的方式。

进一步的，放射性气体活度浓度探测装置的监测对象为

具体的，本申请还提供了一种应用压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统的方法，下面结合具体的实施例，对本申请实施例提供的监测系统的应用方法，进行具体说明，包括：

步骤1：构建压水反应堆一回路承压边界泄漏定位监测系统，以8个取样口为例，按照上述系统组成进行取样口1-8、过滤盒1-8、电磁阀11-18、气体流量计21、真空表22、流量调节阀23、放射性气体活度浓度探测装置24、信号处理装置25、电磁阀19以及抽气泵26的连接；

步骤2：运行监测系统，打开每个取样口连接的电磁阀1-8，以及电磁阀19，调节流量调节阀23，让真空表22的指示值满足抽气泵26的工作要求，启动抽气泵26抽取气体；

步骤3：反应堆舱内的放射性气体通过每个取样口进入过滤盒1-8过滤，过滤后的放射性气体通过各个电磁阀11-18的汇总进入气体流量计21中；

步骤4：调节流量调节阀23，控制放射性气体的流速，使气体流量计中21的放射性气体流入放射性气体活度浓度探测装置24；

步骤5：放射性气体活度浓度探测装置24对进入的放射性气体进行监测，并将监测结果转化成电脉冲信号传输至信号处理装置25中，信号处理装置25用于处理信号，并生成相应的监测结果；

当生成的监测结果显示放射性有明显增加时，表示反应堆舱有泄漏发生，按如下步骤进行泄漏位置的确定：

步骤5.1：关闭其他取样口2-8的电磁阀12-18，只保留1个取样口1正常运行监测；

步骤5.2：每隔相同的时间T记录一次监测结果，监测一段时间后，记录最后3次的监测结果，并取3次监测结果的中间值作为该取样口的测量值，记为A1，其中，T的时间间隔与放射性气体活度浓度探测装置的取样流速和取样容积有关，根据实际情况进行确定；

步骤5.3：按照步骤5.2的方式对剩下7个取样口的监测结果进行处理，获得每个取样口的测量值，分别记为B1、C1、D1、E1、F1、G1、H1；

步骤5.4：对每个取样口的测量值进行循环监测，循环10次(也可以大于10次)，得到每个取样口的10个测量值，测量值的结果如下表所示：

表1各取样口测量值结果

步骤5.5：将每个取样口的10个测量值绘制成二维图，观察二维图的数据情况，判断出数据增长最快的组别，增长最快的数据组所对应的取样口离泄漏位置最近，这样就可以判断反应堆一回路承压边界泄漏的位置区域，其中判断出的泄漏位置区域是一个大致区域，比如可以是边长为1cm-10cm左右的方型区域，或者跨度为1cm-10cm左右的区域；而在本申请实施例中，各取样口1-8测量值结果绘制成的二维图如图2所示，在图2中，可以看出H系列数据明显比其他组数据增长快，因此可以判定泄漏的位置区域在与H系列数据对应的取样口8附近；

步骤6：监测后的放射性气体经过电磁阀19和抽气泵26排回到取样空间中。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。