一种辐射监测仪表的制作方法

1.本实用新型涉及核技术应用领域，尤其涉及一种辐射监测仪表。


背景技术：

2.压水堆核电机组的蒸汽发生器是连接一、二回路的设备，蒸汽发生器传热管占一回路压力边界的80％左右，一旦传热管发生破裂或者泄漏，一回路的放射性核素将进入二回路，核蒸汽带有放射性。对于纯发电机组，正常运行工况允许一定的传热管泄漏率，而对于蒸汽需要出厂的核能综合利用，一旦传热管发生泄漏就需要隔离供汽管道。机组二回路已设置了放射性测量仪表，但对于核能综合利用而言，其测量下限过高，尤其对于需要出厂区边界的核蒸汽，需要灵敏且迅速的辐射探测器。因此，在线灵敏监测二回路核蒸汽的放射性是一个急需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种辐射监测仪表，以实现对蒸汽发生器排污管内流体放射性活度浓度在线监测。
4.根据本实用新型的一方面，提供了一种辐射监测仪表，应用于蒸汽发生器排污管道辐射监测，包括：铅屏蔽体和四个探测模块；
5.其中，四个所述探测模块对称布置于所述蒸汽发生器排污管道外侧；且各所述探测模块均设置在所述铅屏蔽体内；所述探测模块用于探测所述蒸汽发生器排污管道内流体放射性活度浓度。
6.可选地，该辐射监测仪表还包括：保温模块；所述保温模块紧贴所述蒸汽发生器排污管道外壁设置，且四个所述探测模块设置在所述保温模块外侧。
7.可选地，所述保温模块为纳米气孔凝胶保温层。
8.可选地，所述探测模块为nai(ti)晶体探测器。
9.可选地，所述铅屏蔽体为多层堆叠结构。
10.可选地，所述铅屏蔽体与所述探测模块为一体结构。
11.可选地，所述铅屏蔽体的最小厚度大于100mm。
12.可选地，所述铅屏蔽体外部通过紧箍装置紧箍设置。
13.本实用新型实施例的技术方案，通过提供一种辐射监测仪表，该辐射监测仪表应用于蒸汽发生器排污管道辐射监测，该辐射监测仪表包括：铅屏蔽体和四个探测模块；其中，四个探测模块对称布置于蒸汽发生器排污管道外侧；且各探测模块均设置在铅屏蔽体内；探测模块用于探测蒸汽发生器排污管道内流体放射性活度浓度。由此可知，通过在蒸汽发生器排污管道外侧，并紧贴管道外侧对称布置四个探测模块，可以实现对蒸汽发生器排污管道内流体放射性进行在线监测，可以解决现有技术蒸汽发生器排污管道内由于高温环境等因素导致无法进行在线监测的问题。
14.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本实用新型的实施例的关键或重要
特征，也不用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型实施例中提供的一种辐射监测仪表的结构示意图；
17.图2是本实用新型实施例中提供的另一种辐射监测仪表的结构示意图；
18.图3是本实用新型实施例中提供的另一种辐射监测仪表的结构示意图。
具体实施方式
19.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，本实用新型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，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。
21.核能作为能量密度高、清洁高效稳定的能源，从能源效率的观点来看，直接使用热能是更为理想的一种方式，发电只是核能利用的一种形式。随着我国核电机组数量的日益增加以及核能应用技术的不断发展，“双碳”目标压力下，核电机组核能非电应用将越来越多的领域发挥重要作用，主要是利用核蒸汽的热能开展冬季供暖、工业蒸汽、海水淡化、制氢等。
22.压水堆核电机组的蒸汽发生器是连接一、二回路的设备，蒸汽发生器传热管占一回路压力边界的80％左右，一旦传热管发生破裂或者泄漏，一回路的放射性核素将进入二回路，核蒸汽带有放射性。机组二回路已设置了放射性测量仪表，但机组正常运行工况允许一定的传热管泄漏率，对于核能综合利用而言，其测量下限过高，尤其对于需要出厂区边界的核蒸汽，需要灵敏且迅速的辐射探测器。因此，在线灵敏监测二回路核蒸汽的放射性是一个需解决的技术问题。
23.蒸汽发生器传热管没有泄漏的情况下，二回路中除了氚外其它放射性核素与当地天然放射性相当；传热管泄漏小蒸汽发生器传热管出现泄漏后，一回路的放射性核素泄漏到二回路中。二回路的水蒸发变成蒸汽，在这个液相转变为汽相的过程中，放射性核素在汽
水中存在一定的分配比例，在保守分析时，考虑碘的汽水分配因子为100，气溶胶的汽水分配因子为200。因此，蒸汽发生器排污管内流体放射性活度浓度是蒸汽凝结水的100倍，通过测量蒸汽发生器排污管的放射性活度，可以灵敏的监测蒸汽放射性活度浓度。
24.由于蒸汽发生器排污管道内流体的速度慢，为了快速的测量蒸汽的放射性以便采取行动，就需要尽可能地靠近蒸汽发生器进行测量。然而蒸汽发生器排污流的温度多大260多摄氏度，探测器不能直接浸没到流体中进行测量。
25.为此，本实用新型实施例提供了一种辐射监测仪表，以实现对蒸汽发生器排污管内流体放射性活度浓度在线监测。
26.图1为本实用新型实施例中提供的一种辐射监测仪表的结构示意图。参考图1，辐射监测仪表应用于蒸汽发生器排污管道辐射监测，该辐射监测仪表包括：铅屏蔽体1和四个探测模块；其中，四个探测模块对称布置于蒸汽发生器排污管道3外侧；且各探测模块均设置在铅屏蔽体1内；探测模块用于探测蒸汽发生器排污管道3内流体放射性活度浓度。
27.其中，各个探测模块用于探测蒸汽发生器排污管道3的辐射。其中，探测模块可以为探测器，具体的探测器选用类型可以根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
28.如图1所示，四个探测模块分别为第一探测模块21、第二探测模块22、第三探测模块23和第四探测模块24，这四个探测模块对称布置在蒸汽发生器排污管道3外侧，每个探测模块与排污管道3外侧部分紧贴设置，且每个探测模块均设置在铅屏蔽体1内。例如，第一探测模块21的下方部分紧贴排污管道3并设置在排污管道3上方，第一探测模块21的两侧和上方均包围设置在屏蔽体1内，即第一探测模块21只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底，避免外界辐射对管道内辐射的监测，从而提高排污管道辐射监测的准确性和有效性。同理，第二探测模块22的左侧方部分紧贴排污管道3并设置在排污管道3右侧方，第二探测模块22的上下两侧以及右侧方均包围设置在屏蔽体1内，即第二探测模块22只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底，避免外界辐射对管道内辐射的监测，从而提高排污管道辐射监测的准确性和有效性。同理，第三探测模块23的上方部分紧贴排污管道3并设置在排污管道3下方，第三探测模块23的两侧和下方均包围设置在屏蔽体1内，即第三探测模块23只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底，避免外界辐射对管道内辐射的监测，从而提高排污管道辐射监测的准确性和有效性。同理，第四探测模块24的右侧方部分紧贴排污管道3并设置在排污管道3左侧方，第四探测模块24的上下两侧以及左侧方均包围设置在屏蔽体1内，即第四探测模块24只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底，避免外界辐射对管道内辐射的监测，从而提高排污管道辐射监测的准确性和有效性。由此可知，通过将四个探测模块对称布置在排污管道3的外侧，并且各个探测模块均布置于铅屏蔽体1内，通过管旁测试的方式可以实现对蒸汽发生器排污管道内流体辐射的在线监测，解决了压水堆核蒸汽放射性核素在线测量的难题。此外，各个探测模块只有面向排污管道3的一面没有铅屏蔽体，而其他面均包围设置在铅屏蔽体内，由此形成的结构极大地降低了本底辐射的影响，从而提高在线监测的性能，提高排污管道辐射监测的准确性和有效性。
29.在上述实施技术方案的基础上，可选地，探测模块为nai(ti)晶体探测器。
30.其中，nai(ti)晶体探测器是由nai(ti)晶体和光电倍增管组成。其中，光电倍增管具有放大信号的作用。nai(ti)晶体探测器是大体积的探测器，能够扩大探测范围，有助于
提高整个仪表的探测性能。
31.此外，探测模块还可以其他类型的探测器，具体可根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
32.可选地，铅屏蔽体为多层堆叠结构。
33.其中，铅屏蔽体的结构为如图1所示的多层堆叠结构。
34.可选地，铅屏蔽体与探测模块为一体结构。
35.其中，将铅屏蔽体与探测模块设置为一体结构，有助于提高抵御强烈震动或地震的能力，保护监测仪表，从而保障监测仪表在恶劣环境下在线监测的有效性。
36.可选地，铅屏蔽体的最小厚度大于100mm。
37.其中，铅屏蔽体的具体厚度可根据实际情况进行设置，在此不作具体的先。
38.可选地，铅屏蔽体外部通过紧箍装置紧箍设置。
39.其中，紧箍装置可以从铅屏蔽体的外部通过紧箍装置将铅屏蔽体与探测器组成一体结构并与支架连接，支架生根于地面或墙面，以抵御一定烈度的地震，从而保障监测仪表在地震工况下不会对管道造成损伤。其中，紧箍装置可以是采用马鞍式的金属片紧箍设置。
40.图2是本实用新型实施例中提供的另一种辐射监测仪表的结构示意图。在上述实施技术方案的基础上，可选地，参考图2，该辐射监测仪表还包括：保温模块4；保温模块4紧贴蒸汽发生器排污管道3外壁设置，且四个探测模块设置在保温模块4外侧。
41.由于蒸汽发生器排污管道内为高温流体，为了减小辐射监测仪表的体积，同时也要确保探测模块的环境温度，在探测模块与排污管道之间设置保温模块。
42.其中，保温模块4紧贴蒸汽发生器排污管道3外壁设置，且四个探测模块设置在保温模块4外侧。如图2所示，保温模块4紧贴蒸汽发生器排污管道3外壁设置，即包围排污管道外侧一圈设置。第一探测模块21的下方部分紧贴保温模块4并设置在保温模块4上方，第一探测模块21的两侧和上方均包围设置在屏蔽体1内，即第一探测模块21只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底；并且这种结构布置使得第一探测模块21及铅屏蔽体1与保温模块4之间保留有一定的间隙，一方面可以防止地震工况下排污管道与探测模块的相互影响，另一方面，间隙中的空气能够与外界对流，从而起到散热的作用。同理，第二探测模块22的左侧方部分紧贴保温模块4并设置在保温模块4右侧方，第二探测模块22的上下两侧以及右侧方均包围设置在屏蔽体1内，即第二探测模块22只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底；并且这种结构布置使得第二探测模块22及铅屏蔽体1与保温模块4之间保留有一定的间隙，一方面可以防止地震工况下排污管道与探测模块的相互影响，另一方面，间隙中的空气能够与外界对流，从而起到散热的作用。同理，第三探测模块23的上方部分紧贴保温模块4并设置在保温模块4下方，第三探测模块23的两侧和下方均包围设置在屏蔽体1内，即第三探测模块23只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底；并且这种结构布置使得第三探测模块23及铅屏蔽体1与包围模块4之间保留有一定的间隙，一方面可以防止地震工况下排污管道与探测模块的相互影响，另一方面，间隙中的空气能够与外界对流，从而起到散热的作用。同理，第四探测模块24的右侧方部分紧贴保温模块4并设置在保温模块3左侧方，第四探测模块24的上下两侧以及左侧方均包围设置在屏蔽体1内，即第四探测模块24只有面向排污管道的一面没有铅屏蔽体，由此可以降低本底；并且这种结构布置使得第四探测模块24及铅屏蔽体1与包围模块4之间保留有一定的间
隙，一方面可以防止地震工况下排污管道与探测模块的相互影响，另一方面，间隙中的空气能够与外界对流，从而起到散热的作用。
43.可选地，保温模块为纳米气孔凝胶保温层。
44.其中，纳米气孔凝胶保温层的隔热效果好，通过采用高性能的保温材料，能够尽量减小辐射监测仪表的尺寸和重量，并且对核级管道无影响。
45.此外还可以选用其他类型的保温结构或保温材料，具体可根据实际情况进行设置，在此不做具体的限定。
46.其中，保温层的厚度可以根据实际情况进行设置，在此不作具体的限定。
47.图3是本实用新型实施例中提供的另一种辐射监测仪表的结构示意图。在特殊情况下，如排污管道安装后的改造项目，或者由于空间受限，使得排污管道离墙表面距离比较近，可采用图3所示的布置结构，即在排污管道外靠墙5的一面不设探测器。
48.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
49.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

技术特征：
1.一种辐射监测仪表，应用于蒸汽发生器排污管道辐射监测，其特征在于，包括：铅屏蔽体和四个探测模块；其中，四个所述探测模块对称布置于所述蒸汽发生器排污管道外侧；且各所述探测模块均设置在所述铅屏蔽体内；所述探测模块用于探测所述蒸汽发生器排污管道内流体放射性活度浓度。2.根据权利要求1所述的辐射监测仪表，其特征在于，还包括：保温模块；所述保温模块紧贴所述蒸汽发生器排污管道外壁设置，且四个所述探测模块设置在所述保温模块外侧。3.根据权利要求2所述的辐射监测仪表，其特征在于，所述保温模块为纳米气孔凝胶保温层。4.根据权利要求1所述的辐射监测仪表，其特征在于，所述探测模块为nai(ti)晶体探测器。5.根据权利要求1所述的辐射监测仪表，其特征在于，所述铅屏蔽体为多层堆叠结构。6.根据权利要求1所述的辐射监测仪表，其特征在于，所述铅屏蔽体与所述探测模块为一体结构。7.根据权利要求1所述的辐射监测仪表，其特征在于，所述铅屏蔽体的最小厚度大于100mm。8.根据权利要求1所述的辐射监测仪表，其特征在于，所述铅屏蔽体外部通过紧箍装置紧箍设置。

技术总结
本实用新型公开了一种辐射监测仪表。该辐射监测仪表应用于蒸汽发生器排污管道辐射监测，该辐射监测仪表包括：铅屏蔽体和四个探测模块；其中，四个探测模块对称布置于蒸汽发生器排污管道外侧；且各探测模块均设置在铅屏蔽体内；探测模块用于探测蒸汽发生器排污管道内流体放射性活度浓度。由此可知，通过在蒸汽发生器排污管道外侧，并紧贴管道外侧对称布置四个探测模块，可以实现对蒸汽发生器排污管道的流体放射性进行在线、灵敏监测，可以解决现有技术蒸汽发生器排污管道内由于高温环境等因素导致无法进行在线监测的问题，间接实现对主蒸汽放射性灵敏监测。蒸汽放射性灵敏监测。蒸汽放射性灵敏监测。


技术研发人员：庄亚平 吴志敏
受保护的技术使用者：山东核电有限公司
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/9/1