[发明专利]安全壳内氢气浓度监测系统

说明书

技术领域

 本发明涉及核电安全领域，尤其是一种安全壳内氢气浓度监测系统。

背景技术

 事故后，安全壳内氢气浓度在线连续监测是国内二代压水堆核电站难以解决的共性问题之一，虽然目前各国的法规和标准的要求不一致，但核电发展趋势要求加强对包容屏障和核安全功能的监测，国家核安全局对严重事故下安全壳内氢气浓度连续监测也提出了要求，特别是福岛事故后，氢爆问题更是备受关注。

目前，国内外对于事故后安全壳内氢气浓度监测主要有两种技术方案，分别是将传感器安装在安全壳内和安全壳外进行取样监测。

传感器安装在安全壳内就必须能承受发生事故时及事故后安全壳内的环境条件，由于目前布置在安全壳内的氢传感器和信号传输电缆基本都难以通过严重事故恶劣环境（高温、高压、高放射性等）的鉴定要求，所以该方案只能用于设计基准事故下的测氢。法国EDF在CPY机组的VD3改进时，采用了氢复合器上加装热电偶，通过氢气复合产生的温升（ΔT-PAR）来监测氢气的浓度。此方法采用技术成熟、可靠的热电偶进行测量，氢气复合器也基本可以通过严重事故的环境鉴定。但是其测量精度并不高，局部可能因氧气不足导致测量结果不准确，而且不同环境条件下温升和浓度对应的曲线不同。另外，氢气复合器的失效会导致氢气监测功能的共模失效。因此，此方案要实现严重事故下氢气浓度的有效监测，还需进一步改进和优化。

传感器安装在安全壳外，需要通过取样系统来实现监测，但现有的CPR1000是通过ETY（安全壳大气监测系统）管线引出取样监测氢气浓度，不能实现在线连续监测。现有技术虽然已在原有的ETY测氢基础上，通过从ETY管线上引出支管，将样品气体送到气体分析仪中测量，从而实现设计基准事故下的在线连续监测；但是，在严重事故工况下，由于ETY管线被隔离，取样被迫中止，监测功能仍旧无法实现。

有鉴于此，确有必要提供一种在超设计基准事故(DEC)下仍能可靠运行的安全壳内氢气浓度监测系统。

发明内容

 本发明的目的在于：提供一种在超设计基准事故下仍能可靠运行的安全壳内氢气浓度监测系统，以实现事故后安全壳内氢气浓度的在线连续监测。

为了实现上述目的，本发明提供了一种安全壳内氢气浓度监测系统，其包括设置于安全壳内的取样头、与取样头相连的取样管线、与穿出安全壳的取样管线连接的气体分析仪，取样管线为毛细不锈钢管，取样头上带有防止大颗粒气溶胶或悬浮物进入取样管线的过滤器。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，所述毛细不锈钢管的外径为4~6mm，内径最小至0.5mm。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，所述取样头为多个，分别设置于安全壳内的不同位置，每根与取样头相连接的取样管线上都设有控制管线通断的电磁阀。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，还包括与气体分析仪连接以在气体分析仪内形成负压的真空泵。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，所述真空泵通过缓冲罐与气体分析仪连接。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，所述真空泵还与不锈钢毛细管制成的气体返回管线连接，气体返回管线穿入安全壳后，直接与安全壳内的气体连通。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，所述气体分析仪通过管线与RAZ连接，并在连接管线上设有控制管线通断的电磁阀。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，所述气体分析仪还通过设有电磁阀的管线与氮气瓶连接。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，所述气体分析仪为热导式气体分析仪，安全壳外取样管线上采取保温伴热，以保证样品气体始终保持过热状态。

作为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的一种改进，整个系统的运行由屏蔽墙外的I&C模块控制，气体分析仪的测量信号通过电缆传输至主控DCS显示。

本发明安全壳内氢气浓度监测系统采用安全壳外取样监测方式，通过采用不锈钢毛细管有效的解决了现有取样监测系统在严重事故下的安全壳隔离问题，并通过设置于取样头的过滤器防止不锈钢毛细管堵塞。

附图说明

 下面结合附图和具体实施方式，对本发明安全壳内氢气浓度监测系统及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本发明安全壳内氢气浓度监测系统的结构示意图。

具体实施方式