放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统及装置

技术领域

本发明属于核电站放射性气体取样监测领域，具体涉及一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统及装置。

背景技术

核电站反应堆通过核裂变产生放射性气体，为监测一回路的密封性或工艺系统的状态，需要通过取样方式将气体介质从系统取样至仪表进行测量。

由于核电站众多工艺系统与热源相连，因此从工艺系统取样的气体介质通常温度较高，当取样管线中的气体介质通过低温区域时，由于温差容易产生冷凝水，因而在取样管线回路上设置了除水装置，但目前采用的除水装置需要隔离停运仪表取样监测并需要由系统操作员定期到就地，部分地区为辐射污染区，在就地需通过手动方式进行排水，操作人员会耗费大量时间用于现场气体取样除水装置的排水，同时存在人员被辐射伤害的风险，此外还存在不及时排水可能导致冷凝水进入仪表内部而损坏仪表的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统及装置，通过在冷凝水收集排放装置中设置专用的基于自动控制方式的冷凝水收集排放系统，在不隔离停运仪表取样监测的条件下实现对冷凝水的自动收集和排放。

实现本发明目的的技术方案：一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统，所述系统包括液位监测单元、收集控制单元和排水控制单元；

液位监测单元，液位监测单元的输出端分别连接于收集控制单元的输入端和排水控制单元的输入端，监测冷凝水的液位信号并将液位信号分别输出至收集控制单元和排水控制单元；

收集控制单元，接收液位监测单元输出的液位信号，并根据液位信号控制冷凝水的收集；

排水控制单元，接收液位监测单元输出的液位信号，并根据液位信号控制冷凝水的排放。

进一步地，所述液位监测单元包括T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H信号触点开关、KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC、KA1继电器、KA1继电器的常开触点组KA1-NO、T2冷凝水储存罐超声波液位计低液位L信号触点开关和KA2继电器；

T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H信号触点开关的常开触点端连接电源+24V公共端，T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H信号触点开关的动点端连接KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC的常闭触点端，KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC的动点端连接KA1继电器的供电高电势端，KA1继电器的供电低电势端连接0V公共端；

KA1继电器的常开触点组KA1-NO的常开触点端连接+24V公共端，KA1继电器的常开触点组KA1-NO的动点端连接KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC的常闭触点端；T2冷凝水储存罐超声波液位计低液位L信号触点开关的常开触点端连接KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC的动点端，T2冷凝水储存罐超声波液位计低液位L信号触点开关的动点端连接KA2继电器的供电高电势端，KA2继电器的供电低电势端连接0V公共端。

进一步地，所述收集控制单元包括KA1继电器的常闭触点组KA1-NC和V

KA1继电器的常闭触点组KA1-NC的常闭触点端连接+24V公共端，KA1继电器的常闭触点组KA1-NC的动点端连接V

进一步地，所述排水控制单元包括KT1时间继电器的常开触点组KT1-NO、KA2继电器的常闭触点组KA2-NC、V

KT1时间继电器的常开触点组KT1-NO的常开触点端连接+24V公共端，KT1时间继电器的常开触点组KT1-NO的动点端连接KA2继电器的常闭触点组KA2-NC的常闭触点端，KA2继电器的常闭触点组KA2-NC的动点端并联连接V

进一步地，所述系统还包括定时单元，定时单元包括第一定时单元和第二定时单元；

第一定时单元的输入端与液位监测单元的输出端连接，第一定时单元的输出端与排水控制单元的输入端连接，将定时信号传输给排水控制单元；

第二定时单元的输入端与排水控制单元的输出端连接，第二定时单元的输出端与液位监测单元的输入端连接，将定时信号传输给液位监测单元。

进一步地，所述第一定时单元包括KA1继电器的常开触点组KA1-NO和KT1时间继电器；

KA1继电器的常开触点组KA1-NO的常开触点端连接+24V公共端，KA1继电器的常开触点组KA1-NO的动点端连接KT1时间继电器的供电高电势端，KT1时间继电器的供电低电势端连接0V公共端。

进一步地，所述第二定时单元包括KA2继电器的常开触点组KA2-NO和KT2时间继电器；

KA2继电器的常开触点组KA2-NO的常开触点端连接+24V公共端，KA2继电器的常开触点组KA2-NO的动点端连接KT2时间继电器的供电高电势端，KT2时间继电器的供电低电势端连接0V公共端。

一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置，包括放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统，还包括T2冷凝水储存罐、地漏、V

进一步地，所述装置还包括可视液位联通器、V4手动隔离阀、V5手动大气联通隔离阀和V6手动隔离阀；V4手动隔离阀与V

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置，通过设置冷凝水自动收集排放系统，在不隔离停运仪表取样监测的条件下，可以实现冷凝水的排放，实现仪表的连续运行，同时实现了取样系统冷凝水的自动排水功能；

(2)本发明的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置减少了现场操作员的工作量，提高了排水效率；

(3)本发明的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置降低操作员进入一些高辐射水平的区域以及操作过程中可能造成的辐射污染风险；

(4)本发明的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置消除操作人员不及时排水导致冷凝水进入仪表而损坏仪表事件的发生。

附图说明

图1为现有技术中放射性气体取样管线除排水装置的结构示意图；

图2为本发明所提供的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统的电路原理图；

图3为本发明所提供的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置的结构示意图。

图1中：

1-V1手动隔离阀；

2-V2手动大气联通隔离阀；

3-V3手动隔离阀；

4-T1气体取样除水装置；

5-V4手动隔离阀；

6-仪表。

图2中：

101-T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H信号触点开关；

102-T2冷凝水储存罐超声波液位计低液位L信号触点开关；

103-KA1继电器；

104-KA2继电器；

105-KT1时间继电器；

106-KT2时间继电器；

107-V

108-V

109-V

110-KA1继电器的常开触点组KA1-NO；

111-KA1继电器的常闭触点组KA1-NC；

112-KA2继电器的常开触点组KA2-NO；

113-KA2继电器的常闭触点组KA2-NC；

114-KT1时间继电器的常开触点组KT1-NO；

115-KT2时间继电器的常闭触点KT2-NC。

图3中：

1-V1手动隔离阀；

2-V2手动大气联通隔离阀；

3-V3手动隔离阀；

4-T1气体取样除水装置；

5-V4手动隔离阀；

6-仪表；

7-V5手动大气联通隔离阀；

8-V

9-超声波液位计；

10-V

11-T2冷凝水储存罐；

12-可视液位联通器；

13-V

14-V6手动隔离阀；

15-地漏。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，为现有技术中的放射性气体取样管线除排水装置，包括V1手动隔离阀1、V2手动大气联通隔离阀2、V3手动隔离阀3、T1气体取样除水装置4、V4手动排水隔离阀5和仪表6。V1手动隔离阀1的一端与放射性气体取样管线连通，V1手动隔离阀1的另一端与T1气体取样除水装置4的入口连通；V2手动大气联通隔离阀2的一端与T1气体取样除水装置4的顶端连通，V2手动大气联通隔离阀2的另一端与大气连通；V3手动隔离阀3的一端与T1气体取样除水装置4的入口连通，V3手动隔离阀3另一端与仪表6连接；V4手动排水隔离阀5的一端与T1气体取样除水装置4的出口连通，V4手动排水隔离阀5的另一端与接收排放的冷凝水的容器或装置连通。

其工作过程如下：

1.取样管线运行时，气体取样系统中气体介质流向为从左至右，其中V1手动隔离阀1和V3手动隔离阀3处于开启状态，而V2手动大气联动隔离阀2和V4手动排水隔离阀5处于关闭状态；

2.气体介质流经T1气体取样除水装置4时，气体介质与装置内壁碰撞产生并收集冷凝水，除水后的气体进入管线后端仪表6进行测量；

3.当T1气体取样除水装置4中收集到一定量冷凝水时，由操作员关闭V1手动隔离阀1和V3手动隔离阀3，此时仪表6取样介质被隔离停运；打开V2手动大气联动隔离阀2和V4手动排水隔离阀5，通过冷凝水的自身重力，使用外部容器接收排放的冷凝水；

4.排水结束后，依次关闭V4手动排水隔离阀5和V2手动大气联动隔离阀2，打开手动V1手动隔离阀1和V3手动隔离阀，气体取样介质进入仪表6，仪表恢复测量气体取样介质，手动排水流程结束。

实施例2

如图2所示，本发明提供的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统，包括液位监测单元、收集控制单元、排水控制单元和定时单元。

液位监测单元，液位监测单元的输出端分别连接于收集控制单元的输入端和排水控制单元的输入端，监测冷凝水的液位信号并将液位信号分别输出至收集控制单元和排水控制单元。

液位监测单元包括T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H信号触点开关101、KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC115、KA1继电器103、KA1继电器的常开触点组KA1-NO110、T2冷凝水储存罐超声波液位计低液位L信号触点开关102和KA2继电器104。

T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H信号触点开关101的常开触点端连接电源+24V公共端，T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H信号触点开关101的动点端连接KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC115的常闭触点端，KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC115的动点端连接KA1继电器103的供电高电势端，KA1继电器103的供电低电势端连接0V公共端。

KA1继电器的常开触点组KA1-NO110的常开触点端连接+24V公共端，KA1继电器的常开触点组KA1-NO110的动点端连接KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC115的常闭触点端；T2冷凝水储存罐超声波液位计低液位L信号触点开关102的常开触点端连接KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC115的动点端，T2冷凝水储存罐超声波液位计低液位L信号触点开关102的动点端连接KA2继电器104的供电高电势端，KA2继电器104的供电低电势端连接0V公共端。

收集控制单元，接收液位监测单元输出的液位信号，并根据液位信号控制冷凝水的收集。

收集控制单元包括KA1继电器的常闭触点组KA1-NC111和V

KA1继电器的常闭触点组KA1-NC111的常闭触点端连接+24V公共端，KA1继电器的常闭触点组KA1-NC 111的动点端连接V

排水控制单元，接收液位监测单元输出的液位信号，并根据液位信号控制冷凝水的排放。

排水控制单元包括KT1时间继电器的常开触点组KT1-NO114、KA2继电器的常闭触点组KA2-NC113、V

KT1时间继电器的常开触点组KT1-NO114的常开触点端连接+24V公共端，KT1时间继电器的常开触点组KT1-NO114的动点端连接KA2继电器的常闭触点组KA2-NC113的常闭触点端，KA2继电器的常闭触点组KA2-NC113的动点端并联连接V

定时单元，定时单元包括第一定时单元和第二定时单元。

第一定时单元的输入端与液位监测单元的输出端连接，第一定时单元的输出端与排水控制单元的输入端连接，将定时信号传输给排水控制单元。

第一定时单元包括KA1继电器的常开触点组KA1-NO110和KT1时间继电器105。KA1继电器的常开触点组KA1-NO110的常开触点端连接+24V公共端，KA1继电器的常开触点组KA1-NO 110的动点端连接KT1时间继电器105的供电高电势端，KT1时间继电器105的供电低电势端连接0V公共端。

第二定时单元的输入端与排水控制单元的输出端连接，第二定时单元的输出端与液位监测单元的输入端连接，将定时信号传输给液位监测单元。

第二定时单元包括KA2继电器的常开触点组KA2-NO112和KT2时间继电器106。KA2继电器的常开触点组KA2-NO112的常开触点端连接+24V公共端，KA2继电器的常开触点组KA2-NO112的动点端连接KT2时间继电器106的供电高电势端，KT2时间继电器106的供电低电势端连接0V公共端。

本实施例中，KA1继电器103的型号为继电器LY2N-J DC24V(2组单刀双掷继电器)，KA2继电器104的型号为继电器LY2N-J DC24V(2组单刀双掷继电器)，KT1时间继电器105的型号为时间继电器H3Y-2-C(DC 24V,最长延时60s)，KT2时间继电器106的型号为时间继电器H3Y-2-C(DC 24V,最长延时60s)，V

如图2所示，一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统的工作原理具体如下：

(1)当T2冷凝水储存罐11水位不断上涨并达到高水位H位置时，T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H开关量信号触点101闭合；

(2)T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H开关量信号触点101闭合，使KA1继电器103上电，KA1继电器常闭触点组KA1-NC 111断开，控制关闭V

(3)T2冷凝水储存罐超声波液位计高液位H开关量信号触点101闭合同时使KT1时间继电器105上电，5秒延时后，KT1时间继电器105的常开触点组KT1-NO 114闭合，通电控制打开V

(4)V

(5)T2冷凝水罐超声波液位计低液位L开关量信号触点102闭合，使KA2继电器104上电，KA2继电器KA2-NC常闭触点组113断开和KA2-NO常开触点组112闭合；

(6)KA2继电器KA2-NC常闭触点组113断开使V

(7)KT2时间继电器106上电后，延时5秒，KT2时间继电器的常闭触点组KT2-NC 115断开，KA1继电器103和KA2继电器104失电，所有继电器恢复到初始状态，因KA1继电器的常闭触点组KA1-NC111恢复闭合状态，使V

(8)放射性取样管线冷凝水周期性按照步骤(1)-(7)控制过程实现自动储水和排水。

实施例3

如图3所示，本发明提供的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置，包括实施例2的放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放系统，包括实施例1装置中的V1手动隔离阀1、V2手动大气联通隔离阀2、V3手动隔离阀3、T1气体取样除水装置4、V4手动排水隔离阀5和仪表6，还包括V4手动隔离阀5、V5手动大气联通隔离阀7、V

V1手动隔离阀1的一端与放射性气体取样管线连通，V1手动隔离阀1的另一端与T1气体取样除水装置4的入口连通；V2手动大气联通隔离阀2的一端与T1气体取样除水装置4的顶端连通，V2手动大气联通隔离阀2的另一端与大气连通；V3手动隔离阀3的一端与T1气体取样除水装置4的入口连通，V3手动隔离阀3另一端与仪表6连接。

V4手动排水隔离阀5的一端与T1气体取样除水装置4的出口连通，V4手动排水隔离阀5的另一端与V

V

超声波液位计9设于T2冷凝水储存罐11内；可视液位联通器12的两端分别与T2冷凝水储存罐11的低端和顶端连通。

如图3所示，本发明的一种放射性气体取样管线的冷凝水自动收集排放装置的工作过程具体如下：

(A1)气体取样系统中气体介质流向为从左至右，其中V1手动隔离阀1、V3手动隔离阀3、V4手动隔离阀5处于开启状态，V2手动大气联动隔离阀2处于关闭状态；

(A2)气体介质流经T1气体取样除水装置4，产生冷凝水，除水后的气体进入管线后端仪表6进行测量；

(A3)V5手动大气联通隔离阀7、V

(A4)T2冷凝水收集罐11顶部安装有超声波液位计9，用于测量液位高度，可根据运行要求设定不同的液位报警输出信号，本实施例中设置了高、低液位报警，用于控制开关相关的电磁阀；

(A5)当T1气体取样除水装置4产生的冷凝水不断流入T2冷凝水储存罐11，液位不断上涨，上涨到达高水位H位置16时，高水位H报警信号通过冷凝水自动收集排放系统关闭V

(A6)V

(A7)当排水过程中液位下降到低水位L位置17，低水位L报警信号通过冷凝水自动收集排放系统关闭V

(A8)一个完整的自动储排水流程结束，下一周期按照上述过程循环收集排放冷凝水。

另外，该装置还考虑了应急条件下的排水功能。当冷凝水自动收集排放系统失效无法自动排水的情况下，通过可视液位联通器12判断T2冷凝水储存罐11的冷凝水液位，若冷凝水液位较高，可通过如下方式实现应急条件下的排水：

(B1)依次关闭V4手动隔离阀5，打开V5手动大气联通隔离阀7，打开V6手动隔离阀14；

(B2)检查可视液位联通器12液位下降，当无水位时，说明T2冷凝水储存罐11中水已排完；

(B3)依次关闭V6手动隔离阀14和V5手动大气联通隔离阀7，打开V4手动隔离阀5。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。