CN104502150B - 核电站用放射性液体样品取样装置及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及核电站用放射性液体样品取样装置及取样方法，取样装置包括取样缸筒、大小活塞、样品瓶和取样针，其特征是大活塞位于取样缸筒内，小活塞位于大活塞内，取样针设置于大活塞的末端，小活塞与大活塞之间形成环形定量腔室，环形定量腔室分别与样品入口和冲洗口连接，样品入口分别与抽真空装置和样品源连接，冲洗口与冲洗装置连接。取样方法包括以下步骤：推进大活塞，带动取样针刺进样品瓶中；退回小活塞；对样品瓶抽真空；让样品进入环形定量腔室；推进小活塞，将样品注入样品瓶；退回小活塞；冲洗；退回大活塞，将取样针抽出样品瓶。本发明结构简单、使用安全、即抽即取、取样量稳定适当并且可远程操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种取样装置及取样方法，具体而言是核电站用放射性液体样品取样装置及取样方法。
背景技术
核电站运行中时常要对工艺管道或容器内的核放射性液体进行取样，用以分析样品的水化学特性参数及放射性活度，然后根据分析结果，判断工艺系统及设备工作的正常性，若出现异常，则确定合理的处理方法。由于取样对象是带有放射性的液体，存在高度危险性，为避免对人员和环境造成影响，样品的取样量必须小并且准确。
目前，采用手动取样，对操作人员有一定核辐射。另外，取样瓶在用于取样之前需先抽真空，从抽好真空到取样这段时间内，真空度会逐渐下降，而取样动力是靠样品源压力和取样瓶真空度共同作用来保证的，在人为操作时间、样品源压力及样品瓶真空度等多种因素影响下，样品取样量极不稳定而且一般偏多。这样，不仅增加了对操作人员放射性辐射危险，也增加废液的处理成本。因此，设计一种结构简单、使用安全、即抽即取、取样量稳定适当并且可远程操作的放射性液体样品取样装置及取样方法十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、使用安全、即抽即取、取样量稳定适当并且可远程操作的放射性液体样品取样装置及取样方法。
为实现上述目的，本发明提供了核电站用放射性液体样品取样装置，包括取样缸筒、大活塞、小活塞、大活塞推进三通阀，大活塞退回三通阀，小活塞推进三通阀，小活塞退回三通阀，样品瓶和取样针，其特征是大活塞位于取样缸筒内，小活塞位于大活塞内，取样针设置于大活塞的末端，取样缸筒上设置有推进大活塞进气口、退回大活塞进气口、推进小活塞进气口、退回小活塞进气口、样品入口和冲洗口，大活塞上设置有小活塞推进进气通道、小活塞退回进气通道、样品通道、冲洗水通道和单向流通组件，小活塞推进进气通道的两端分别与推进小活塞进气口和小活塞顶部腔室连接，小活塞退回进气通道的两端分别与退回小活塞进气口和小活塞底部腔室连接，小活塞上开设有环形槽，小活塞与大活塞之间通过所述环形槽形成环形定量腔室，环形槽分别通过样品通道和冲洗水通道与样品入口和冲洗口连接，样品入口通过管道分别与抽真空装置和样品源连接，冲洗口与冲洗装置连接，推进大活塞进气口与大活塞推进三通阀的常开通道口连接，大活塞推进三通阀的切换通道口与压缩气源连接，大活塞推进三通阀的常闭通道口与大气连接，退回大活塞进气口与大活塞退回三通阀的常开通道口连接，大活塞退回三通阀的切换通道口与压缩气源连接，大活塞退回三通阀的常闭通道口与大气连接，推进小活塞进气口与小活塞推进三通阀的常开通道口连接，小活塞推进三通阀的切换通道口与压缩气源连接，小活塞推进三通阀的常闭通道口与大气连接，退回小活塞进气口与小活塞退回三通阀的常开通道口连接，小活塞退回三通阀的切换通道口与压缩气源连接,小活塞退回三通阀的常闭通道口与大气连接。
进一步地，所述推进大活塞进气口、退回大活塞进气口、推进小活塞进气口、退回小活塞进气口、样品入口和冲洗口均为螺纹接口。
进一步地，所述取样针为单针头结构。
进一步地，所述大活塞推进三通阀，大活塞退回三通阀，小活塞推进三通阀和小活塞退回三通阀均为气动换向阀。
本发明还提供了一种使用上述核电站用放射性液体样品取样装置进行取样的方法，包括以下步骤：
a.调节大活塞推进三通阀,使其常开通道口与切换通道口连通而常闭通道口关闭,调节大活塞退回三通阀，使其常开通道口与切换通道口之间不通而常闭通道口打开,推进大活塞，带动与大活塞相连的取样针刺进带橡胶塞的样品瓶中；
b.调节小活塞推进三通阀,使其常开通道口与切换通道口之间不通而常闭通道口打开,调节小活塞退回三通阀，使其常开通道口与切换通道口连通而常闭通道口关闭,退回小活塞；
c.开启抽真空装置，对样品瓶抽真空；
d.当取样瓶的真空度达到-0.05MPa时，关闭抽真空装置；
e.开启样品源管线，让样品进入小活塞与大活塞之间通过所述环形槽形成的环形定量腔室；
f.调节小活塞推进三通阀,使其常开通道口与切换通道口连通而常闭通道口关闭,调节小活塞退回三通阀，使其常开通道口与切换通道口之间不通而常闭通道口打开,推进小活塞，将环形定量腔室的样品注入样品瓶；
g.调节小活塞推进三通阀,使其常开通道口与切换通道口之间不通而常闭通道口打开,调节小活塞退回三通阀，使其常开通道口与切换通道口连通而常闭通道口关闭,退回小活塞；
h.开启冲洗管线，进行冲洗；
i.冲洗30秒后，关闭冲洗管线；
j.调节大活塞推进三通阀,使其常开通道口与切换通道口之间不通而常闭通道口打开,调节大活塞退回三通阀，使其常开通道口与切换通道口连通而常闭通道口关闭,退回大活塞，将取样针抽出样品瓶，取样装置复位。
本发明采用小活塞与大活塞之间通过所述环形槽形成的环形定量腔室取样，并且采用即抽即取—对样品瓶抽真空和取样连续进行的方式，有效保证了取样量稳定适当。本发明结构简单、使用安全并且可远程操作。本发明可重复多次利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-取样缸筒；1.1-推进大活塞进气口；1.2-退回大活塞进气口；1.3-推进小活塞进气口；1.4-退回小活塞进气口；1.5-样品入口；1.6-冲洗口；2-大活塞；2.1-小活塞推进进气通道；2.2-小活塞退回进气通道；2.3-样品通道；2.4-冲洗水通道；2.5-单向流通组件；3-小活塞；3.1-环形槽；4-大活塞推进三通阀；4.1-大活塞推进三通阀切换通道口；4.2-大活塞推进三通阀常开通道口；4.3-大活塞推进三通阀常闭通道口；5-大活塞退回三通阀；5.1-大活塞退回三通阀切换通道口；5.2-大活塞退回三通阀常开通道口；5.3-大活塞退回三通阀常闭通道口；6-小活塞推进三通阀；6.1-小活塞推进三通阀切换通道口；6.2-小活塞推进三通阀常开通道口；6.3-小活塞推进三通阀常闭通道口；7-小活塞退回三通阀；7.1-小活塞退回三通阀切换通道口；7.2-小活塞退回三通阀常开通道口；7.3-小活塞退回三通阀常闭通道口；8-样品瓶；9-取样针；10-压缩气源；11-抽真空装置；12-样品源；13-冲洗装置。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
图中所示核电站用放射性液体样品取样装置，包括取样缸筒1、大活塞2、小活塞3、大活塞推进三通阀4，大活塞退回三通阀5，小活塞推进三通阀6，小活塞退回三通阀7，样品瓶8和取样针9，大活塞2位于取样缸筒1内，小活塞3位于大活塞2内，取样针9设置于大活塞2的末端，取样缸筒1上设置有推进大活塞进气口1.1、退回大活塞进气口1.2、推进小活塞进气口1.3、退回小活塞进气口1.4、样品入口1.5和冲洗口1.6，大活塞2上设置有小活塞推进进气通道2.1、小活塞退回进气通道2.2、样品通道2.3、冲洗水通道2.4和单向流通组件2.5，小活塞推进进气通道2.1的两端分别与推进小活塞进气口1.3和小活塞顶部腔室连接，小活塞退回进气通道2.2的两端分别与退回小活塞进气口1.4和小活塞底部腔室连接，小活塞3上开设有环形槽3.1，小活塞3与大活塞2之间通过所述环形槽3.1形成环形定量腔室，环形槽3.1分别通过样品通道2.3和冲洗水通道2.4与样品入口1.5和冲洗口1.6连接，样品入口1.5通过管道分别与抽真空装置11和样品源12连接，冲洗口1.6与冲洗装置13连接，推进大活塞进气口1.1与大活塞推进三通阀4的常开通道口4.2连接，大活塞推进三通阀4的切换通道口4.1与压缩气源10连接，大活塞推进三通阀4的常闭通道口4.3与大气连接，退回大活塞进气口1.2与大活塞退回三通阀5的常开通道口5.2连接，大活塞退回三通阀5的切换通道口5.1与压缩气源10连接，大活塞退回三通阀5的常闭通道口5.3与大气连接，推进小活塞进气口1.3与小活塞推进三通阀6的常开通道口6.2连接，小活塞推进三通阀6的切换通道口6.1与压缩气源10连接，小活塞推进三通阀6的常闭通道口6.3与大气连接，退回小活塞进气口1.4与小活塞退回三通阀7的常开通道口7.2连接，小活塞退回三通阀7的切换通道口7.1与压缩气源10连接,小活塞退回三通阀7的常闭通道口7.3与大气连接。
优选的实例是：在上述方案中，所述推进大活塞进气口1.1、退回大活塞进气口1.2、推进小活塞进气口1.3、退回小活塞进气口1.4、样品入口1.5和冲洗口1.6均为螺纹接口。
优选的实例是：在上述方案中，所述取样针9为单针头结构。
优选的实例是：在上述方案中，所述大活塞推进三通阀4、大活塞退回三通阀5、小活塞推进三通阀6和小活塞退回三通阀(7)均为气动换向阀。
使用上述核电站用放射性液体样品取样装置进行取样的方法，包括以下步骤：
a.调节大活塞推进三通阀4,使其常开通道口4.2与切换通道口4.1连通而常闭通道口4.3关闭,调节大活塞退回三通阀5，使其常开通道口5.2与切换通道口5.1之间不通而常闭通道口5.3打开,推进大活塞2，带动与大活塞2相连的取样针9刺进带橡胶塞的样品瓶8中；
b.调节小活塞推进三通阀6,使其常开通道口6.2与切换通道口6.1之间不通而常闭通道口6.3打开,调节小活塞退回三通阀7，使其常开通道口7.2与切换通道口7.1连通而常闭通道口7.3关闭,退回小活塞3；
c.开启抽真空装置，对样品瓶8抽真空；
d.当取样瓶的真空度达到-0.05MPa时，关闭抽真空装置；
e.开启样品源管线，让样品进入小活塞3与大活塞2之间通过所述环形槽3.1形成的环形定量腔室；
f.调节小活塞推进三通阀6,使其常开通道口6.2与切换通道口6.1连通而常闭通道口6.3关闭,调节小活塞退回三通阀7，使其常开通道口7.2与切换通道口7.1之间不通而常闭通道口7.3打开,推进小活塞3，将环形定量腔室的样品注入样品瓶8；
g.调节小活塞推进三通阀6,使其常开通道口6.2与切换通道口6.1之间不通而常闭通道口6.3打开,调节小活塞退回三通阀7，使其常开通道口7.2与切换通道口7.1连通而常闭通道口7.3关闭,退回小活塞3；
h.开启冲洗管线，进行冲洗；
i.冲洗30秒后，关闭冲洗管线；
j.调节大活塞推进三通阀4,使其常开通道口4.2与切换通道口4.1之间不通而常闭通道口4.3打开,调节大活塞退回三通阀5，使其常开通道口5.2与切换通道口5.1连通而常闭通道口5.3关闭,退回大活塞2，将取样针9抽出样品瓶8，取样装置复位。
本说明书中未作详细描述的内容，属于本专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.核电站用放射性液体样品取样装置，包括取样缸筒(1)、大活塞(2)、小活塞(3)、大活塞推进三通阀(4)，大活塞退回三通阀(5)，小活塞推进三通阀(6)，小活塞退回三通阀(7)，样品瓶(8)和取样针(9)，其特征在于：大活塞(2)位于取样缸筒(1)内，小活塞(3)位于大活塞(2)内，取样针(9)设置于大活塞(2)的末端，取样缸筒(1)上设置有推进大活塞进气口(1.1)、退回大活塞进气口(1.2)、推进小活塞进气口(1.3)、退回小活塞进气口(1.4)、样品入口(1.5)和冲洗口(1.6)，大活塞(2)上设置有小活塞推进进气通道(2.1)、小活塞退回进气通道(2.2)、样品通道(2.3)、冲洗水通道(2.4)和单向流通组件(2.5)，小活塞推进进气通道(2.1)的两端分别与推进小活塞进气口(1.3)和小活塞顶部腔室连接，小活塞退回进气通道(2.2)的两端分别与退回小活塞进气口(1.4)和小活塞底部腔室连接，小活塞(3)上开设有环形槽(3.1)，小活塞(3)与大活塞(2)之间通过所述环形槽(3.1)形成环形定量腔室，环形槽(3.1)分别通过样品通道(2.3)和冲洗水通道(2.4)与样品入口(1.5)和冲洗口(1.6)连接，样品入口(1.5)通过管道分别与抽真空装置(11)和样品源(12)连接，冲洗口(1.6)与冲洗装置(13)连接，推进大活塞进气口(1.1)与大活塞推进三通阀(4)的常开通道口(4.2)连接，大活塞推进三通阀(4)的切换通道口(4.1)与压缩气源(10)连接，大活塞推进三通阀(4)的常闭通道口(4.3)与大气连接，退回大活塞进气口(1.2)与大活塞退回三通阀(5)的常开通道口(5.2)连接，大活塞退回三通阀(5)的切换通道口(5.1)与压缩气源(10)连接，大活塞退回三通阀(5)的常闭通道口(5.3)与大气连接，推进小活塞进气口(1.3)与小活塞推进三通阀(6)的常开通道口(6.2)连接，小活塞推进三通阀(6)的切换通道口(6.1)与压缩气源(10)连接，小活塞推进三通阀(6)的常闭通道口(6.3)与大气连接，退回小活塞进气口(1.4)与小活塞退回三通阀(7)的常开通道口(7.2)连接，小活塞退回三通阀(7)的切换通道口(7.1)与压缩气源(10)连接,小活塞退回三通阀(7)的常闭通道口(7.3)与大气连接。
2.根据权利要求1所述的核电站用放射性液体样品取样装置，其特征在于：所述推进大活塞进气口(1.1)、退回大活塞进气口(1.2)、推进小活塞进气口(1.3)、退回小活塞进气口(1.4)、样品入口(1.5)和冲洗口(1.6)均为螺纹接口。
3.根据权利要求1或2所述的核电站用放射性液体样品取样装置，其特征在于：所述取样针(9)为单针头结构。
4.根据权利要求3所述的核电站用放射性液体样品取样装置，其特征在于：所述大活塞推进三通阀(4)，大活塞退回三通阀(5)，小活塞推进三通阀(6)和小活塞退回三通阀(7)均为气动换向阀。
5.使用权利要求1-4所述的核电站用放射性液体样品取样装置进行取样的方法，包括以下步骤：
a.调节大活塞推进三通阀(4),使其常开通道口(4.2)与切换通道口(4.1)连通而常闭通道口(4.3)关闭,调节大活塞退回三通阀(5)，使其常开通道口(5.2)与切换通道口(5.1)之间不通而常闭通道口(5.3)打开,推进大活塞(2)，带动与大活塞(2)相连的取样针(9)刺进带橡胶塞的样品瓶(8)中；
b.调节小活塞推进三通阀(6),使其常开通道口(6.2)与切换通道口(6.1)之间不通而常闭通道口(6.3)打开,调节小活塞退回三通阀(7)，使其常开通道口(7.2)与切换通道口(7.1)连通而常闭通道口(7.3)关闭,退回小活塞(3)；
c.开启抽真空装置，对样品瓶(8)抽真空；
d.当取样瓶的真空度达到-0.05MPa时，关闭抽真空装置；
e.开启样品源管线，让样品进入小活塞(3)与大活塞(2)之间通过所述环形槽(3.1)形成的环形定量腔室；
f.调节小活塞推进三通阀(6),使其常开通道口(6.2)与切换通道口(6.1)连通而常闭通道口(6.3)关闭,调节小活塞退回三通阀(7)，使其常开通道口(7.2)与切换通道口(7.1)之间不通而常闭通道口(7.3)打开,推进小活塞(3)，将环形定量腔室的样品注入样品瓶(8)；
g.调节小活塞推进三通阀(6),使其常开通道口(6.2)与切换通道口(6.1)之间不通而常闭通道口(6.3)打开,调节小活塞退回三通阀(7)，使其常开通道口(7.2)与切换通道口(7.1)连通而常闭通道口(7.3)关闭,退回小活塞(3)；
h.开启冲洗管线，进行冲洗；
i.冲洗30秒后，关闭冲洗管线；
j.调节大活塞推进三通阀(4),使其常开通道口(4.2)与切换通道口(4.1)之间不通而常闭通道口(4.3)打开,调节大活塞退回三通阀(5)，使其常开通道口(5.2)与切换通道口(5.1)连通而常闭通道口(5.3)关闭,退回大活塞(2)，将取样针(9)抽出样品瓶(8)，取样装置复位。
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