放射性检测设备及检测方法
放射性检测设备及检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及乏燃料后处理技术领域，尤其涉及一种放射性检测设备及检测方法。
【背景技术】
[0002]在乏燃料的后处理流程中，通常需要对乏燃料运输容器进行放射性气体检测，以确定运输容器内的燃料组件是否破损。但是目前行业内均未配置专用的放射性检测设备，存在操作安全性差和检测结果准确性低的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种放射性检测设备，旨在确保乏燃料后处理流程中的放射性检测操作安全、检测结果准确。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述乏燃料运输容器具有连通其内腔的第一接口和第二接口，所述放射性检测设备包括冷却装置、检测装置以及气体循环泵；所述检测装置与所述气体循环泵连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与所述第一接口连接，另一个接口与所述第二接口连接，以在所述乏燃料运输容器与所述放射性检测设备之间形成供所述乏燃料运输容器内的气体循环流动的检测回路；所述冷却装置设置在所述第一接口与所述检测装置之间，用于对所述检测回路中的气体进行冷却。
[0005]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中的压力调节装置，所述压力调节装置位于所述第一接口与所述检测装置之间。
[0006]优选地，所述压力调节装置包括减压阀和用于检测所述减压阀的气体出口侧的气压的压力表。
[0007]优选地，所述放射性检测设备还包括第一阀门、第二阀门以及第三阀门；所述检测回路包括压力检测支路和放射性检测支路(两者存在部分并联关系)，所述第一接口、压力调节装置、第三阀门以及第二接口依次连接以形成所述压力检测支路；所述第一接口、压力调节装置、第一阀门、检测装置、气体循环泵、第二阀门以及第二接口依次连接以形成所述放射性检测支路。
[0008]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测所述检测回路中的气体流量的流量检测装置。
[0009]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测经过所述冷却装置冷却后的气体温度的温度检测装置。
[0010]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器。
[0011]优选地，所述放射性检测设备还包括带有活动支撑轮的承载工作台；所述冷却装置、检测装置，以及气体循环泵安装在所述承载工作台上。
[0012]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种放射性检测方法，使用上述放射性检测设备检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述放射性检测方法包括以下步骤:
[0013]控制乏燃料运输容器内的气体循环流动，并在所述乏燃料运输容器的内外侧之间形成检测回路；控制所述检测回路中的气体温度在预设区间内；控制所述检测回路中的气体压力在预设区间内；判断所述检测回路中的气体是否存在放射性。
[0014]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器，在判断所述检测回路中的气体是否存在放射性的步骤之后还包括:若所述检测回路中的气体存在放射性，则判断比活度是否大于预设值；若是，则对所述检测回路中的气体进行取样，并对取样的气体进行二次放射性检测。
[0015]本发明所提供的一种放射性检测设备，通过在乏燃料运输容器与检测装置之间形成检测回路，控制乏燃料运输容器内的气体在检测回路中循环流动，从而利用检测装置对该检测回路中的气体进行放射性检测，不仅操作安全、便捷性高，而且使得测量结果的准确性大大提高，保证了乏燃料运输容器和乏燃料组件的安全性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的放射性检测设备一实施例的结构示意图；
[0017]图2为本发明的放射性检测设备另一实施例的结构示意图；
[0018]图3为本发明的放射性检测方法一实施例的流程示意图；
[0019]图4为本发明的放射性检测方法另一实施例的流程示意图。
[0020]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0021]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]本发明提供一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，参见图1，在一实施例中，该乏燃料运输容器100具有连通其内腔的第一接口 101和第二接口102，乏燃料运输容器100专用于装载运输乏燃料组件，其结构组成和使用方法已为本领域的技术人员所熟知，在此不作赘述。一般在装载完乏燃料组件后，通过第二接口 102向乏燃料运输容器100充水以将乏燃料组件产生的气体通过第一接口 101排出，然后通过第一接口 101向乏燃料运输容器100充保护气体以将用于排空的水通过第二接口 102排出，故第一接口 101和第二接口 102可用作连通乏燃料运输容器100的外部接口。
[0023]本实施例中，放射性检测设备包括冷却装置110、检测装置120以及气体循环泵130，其中检测装置120通过管线与气体循环泵130连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与第一接口 101连接，另一个接口与第二接口 102连接，以在乏燃料运输容器100与放射性检测设备之间形成供乏燃料运输容器100内的气体循环流动的检测回路，如图1所示，沿着检测回路的气体流动方向，本实施例的检测装置120位于气体循环泵130之前，即检测装置120通过管线与第一接口 101连接，而气体循环泵130通过管线与第二接口 102连接，当然也可以将检测装置120与气体循环泵130的位置调换，对此不作限制。冷却装置110设置在第一接口 101与检测装置120之间，用于对检测回路中的气体进行冷却，使流经检测装置120的气体的温度维持在适宜范围内，从而保证检测装置120检测结果的准确性。其中，冷却装置110优选通过水冷进行换热，比如换热量300kcal/h，还可以在冷却装置110外包覆一层特定厚度(比如40mm)的保温层，从而防止冷却装置110与外界环境进行热交换而影响对气体的冷却效果；而气体循环泵130优选为微型真空泵，通过克服系统流阻、驱动气体流动构成闭式循环系统。需要说明的是，为了确保操作安全，检测回路为完全密闭的闭式气体回路，各部件与管线之间以及管线与管线之间均密封连接，比如可通过焊接密封固定。另外，由于乏燃料运输容器100内的气体温度可达110°C至130°C，因此检测回路中的至少部分管线能够承受高温，比如第一接口 101与冷却装置110之间的管线为耐高温不锈钢软管，当然也可以是其他任意适用的耐高温软管，并且检测回路中的管线均可选用耐高温软管，具体应用时可灵活选择。
[0024]下面结合图1对本发明的放射性检测设备的操作方式和工作原理进行详细说明。
[0025]在对乏燃料运输容器100进行卸料操作前，将放射性检测设备的气体入口端与第一接口 101连接，而将放射性检测设备的气体出口端与第二接口 102连接，由此在乏燃料运输容器100与放射性检测设备之间形成检测回路；打开第一接口 101和第二接口 102，使检测回路处于导通状态；启动气体循环泵130以给气体的循环流动提供动力，并调节冷却装置110的换热量，以使来自乏燃料运输容器100的气体经过冷却装置110的冷却后维持在一定温度范围内(比如15°C至35°C )，同时控制检测回路的气体压力和流量，从而满足检测装置120的工作要求；使气体循环泵130保持在运行状态，通过检测装置120检测乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性。作为示例，检测回路中的气体压力可维持在0.8bar至1.lbar之间，气体流量可维持在18L/min至25L/min之间，优选气体压力为1.0bar，气体流量为22L/min，从而满足检测装置120的工作要求，一方面保护检测装 置120不受损坏，另一方面有利于提高检测结果的准确性。
[0026]比如本实施例的检测装置120具有将检测结果即时显示的功能，通过检测气体的比活度来判断该气体是否具有放射性，由此能更加直观地输出检测结果，当然也可以通过其他任意适用的放射性检测方式来判断检测回路中的气体是否存在放射性，具体根据检测装置120的工作原理选择，本发明对此不作限制。另外，根据乏燃料组件的不同，也有不同的放射性检测方式，在一具体应用中乏燃料组件可以产生Kr85放射性气体，当检测到检测回路中的气体存在Kr85放射性气体时，即可判断乏燃料运输容器100内的乏燃料组件发生破损，通过及时、准确地获知容器内乏燃料组件的状况可以保证乏燃料运输容器100和乏燃料组件的安全，为后续的乏燃料运输容器卸料操作奠定了基础，是整个乏燃料后处理过程有序开展的保证。
[0027]参见图2，与上述实施例的区别在于，本实施例的放射性检测设备还包括设置在检测回路中的压力调节装置，该压力调节装置位于第一接口 101与检测装置120之间，如图2所示，压力调节装置位于冷却装置110与检测装置120之间，通过压力调节装置调节检测回路中的气体压力，当然也可以同时调节检测回路中的气体流量，将压力调节装置集成设计在检测回路中，丰富了放射性检测设备的功能，从而提高了放射性检测设备的适应性，同时有利于提高检测操作的便捷性。
[0028]在可选实施方式中，该压力调节装置包括减压阀140和压力表150，压力表位于减压阀140的气体出口侧，用于检测减压阀140的气体出口侧的气体压力，通过调节减压阀140的开度可以有效控制检测回路的气体压力和气体流量，从而保证流经检测装置120的气体的压力和流量维持在预设区间内。在实际应用时可灵活选择减压阀140和压力表150的类型，比如在较佳实施方式中，减压阀140为针阀，不仅能承受较高的工作温度，而且能精确调节气流量，从而获得满足使用要求的气压。另外，也可以将减压阀140和压力表150集成为一体，以简化检测回路的布置。
[0029]再结合图2，与上述任一实施例的区别在于，本实施例的放射性检测设备还包括第一阀门160、第二阀门170以及第三阀门180，这三个阀门分别用于控制其所在管线的通断，为了保证可靠的密封性能，以上三个阀门均可选型为球阀，当然也可以是其他任意适用的阀门。在增设了上述三个阀门后，可将检测回路分成两条作用不同的支路，即该检测回路具体包括压力检测支路和放射性检测支路。具体地，第一接口 101、压力调节装置、第三阀门180以及第二接口 102依次连接以形成压力检测支路，该压力检测支路用于在使用检测装置120检测乏燃料运输容器100是否存在放射性前，检测乏燃料运输容器100内的气压，以确定是否存在异常；第一接口 101、压力调节装置、第一阀门160、检测装置120、气体循环泵130、第二阀门170以及第二接口 102依次连接以形成放射性检测支路，该放射性检测支路用于检测乏燃料运输容器100是否存在放射性，也即，在使用本实施例的放射性检测设备进行放射性检测时，先选通压力检测支路检测乏燃料运输容器100内的气压，以确保后续放射性检测环节中的操作安全，待确认乏燃料运输容器100内的气压正常后，再选通放射性检测支路检测乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性。
[0030]具体操作时，将第一阀门160和第二阀门170关闭，而将第三阀门180打开，并且使减压阀140处于全开状态，由此使压力检测支路处于导通状态，从而可以通过压力表150获知压力检测支路中的气压(即乏燃料运输容器100内的气压)。
[0031]在完成上述压力检测环节后，若乏燃料运输容器100内的气压满足后续放射性检测要求，则将减压阀140和第三阀门170关闭，然后打开第一阀门160和第二阀门170 ;启动气体循环泵130，并逐渐打开减压阀140，同时观察压力表150，当放射性检测支路的气体压力满足工作条件时即可停止调节减压阀140，应当理解，此过程应当通过调节冷却装置110将放射性检测支路的气体温度维持在合适范围。
[0032]另外，为了使放射性检测支路的气体流量与检测装置120相匹配，以提高检测结果的准确性，本实施例的放射性检测设备还包括设置在检测回路(即放射性检测支路)中的流量检测装置200，该流量检测装置200用于检测检测回路中的气体流量，从而给减压阀140的开度调节提供参考，比如该流量检测装置200可选为玻璃转子流量计，以准确获知检测回路的气体瞬时流量，当然还可以是其他任意适用的流量计，在此不一一列举；同时，还可以在检测回路中设置温度检测装置210，比如该温度检测装置210为具有数显功能的温度计(比如热电阻温度计)，当然也可以温度检测传感器，经过相关数值处理后通过特定的电子装置进行显示，用于检测经过冷却装置110冷却后的气体的温度，比如位于压力表150与流量检测装置200之间，此时温度检测装置210既位于压力检测支路中，又位于放射性检测支路中，当然也可以设置在其他任意适用的位置；在增加了流量检测装置200和温度检测装置210后，结合压力表150等检测仪器可以全面获取检测回路中的相关气体参数，使之符合检测装置120的检测要求；最后，通过检测装置190检测来自乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性，比如是否存在Kr85放射性气体，若存在，则可初步判断乏燃料运输容器100内的乏燃料组件发生破损，从而给后续的乏燃料处理提供参考，进而确保了乏燃料运输容器100、乏燃料组件以及操作人员的安全。
[0033]值得一提的是，在确定乏燃料运输容器100内的气体具有放射性后，为了防止残留在检测回路中的气体对工作环境造成污染，可先将第一接口 101的阀门关闭，并保持气体循环泵130运行一段时间，从而将检测回路中的气体抽排，比如在气体循环泵130的出气侧连接一带有控制阀门的废气排放支路，通过该废气排放支路将废气排放至车间的排气系统中。
[0034]再结合图2，与上述任一实施例的区别在于，本实施例的放射性检测设备还包括设置在检测回路中的气体取样容器190，比如该气体取样容器190位于检测装置120与气体循环泵130之间，用于收集检测回路中的气体，其中该气体取样容器190可以是不锈钢瓶或其他任意适用的气体存储容器，并且该气体取样容器190具有可相连通并分别配置有阀门的气体进口和气体出口。通过在检测回路中增加气体取样容器190的目的，是为了方便在检测到乏燃料运输容器100内的气体存在放射性时对气体进行取样，从而对气体样品进行二次放射性检测，进而对气体样品进行定量检测，进一步获知乏燃料组件的破损状况，有利于指导后续的处置工作顺利开展。
[0035]此外，在一优选实施例中，放射性检测设备还包括带有活动支撑轮的承载工作台(图未示)，冷却装置110、检测装置120以及气体循环泵130安装在该承载工作台上，从而提高放射性检测设备的机动性，方便操作人员根据乏燃料运输容器100的放置地点移动放射性检测设备。当然，在以上一些实施例中增加的其他部件也可以安装在承载工作台上，比如压力调节装置、第一阀门160、第二阀门170、第三阀门180、流量检测装置200以及温度检测装置210等均一体集成在承载工作台上，并且连接在各部件间的管线可以通过卡环等紧固件加以固定，以防止管线的晃动和偏摆。
[0036]根据本发明实施例的技术方案，通过在乏燃料运输容器与检测装置之间形成检测回路，控制乏燃料运输容器内的气体在检测回路中循环流动，从而利用检测装置对该检测回路中的气体进行放射性检测，不仅操作安全、便捷性高，而且使得测量结果的准确性大大提高，保证了乏燃料运输容器和乏燃料组件的安全性。
[0037]本发明还提供一种放射性检测方法，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，参见图3，该放射性检测方法包括以下步骤:
[0038]在步骤S100中，控制乏燃料运输容器内的气体循环流动，并在乏燃料运输容器的内外侧之间形成检测回路。以图1或图2所示结构为例，检测装置120通过管线与第一接口 101连接，气体循环泵130通过 管线与第二接口 102连接，以在乏燃料运输容器100与放射性检测设备之间形成供乏燃料运输容器100内的气体循环流动的检测回路，该检测回路为闭式回路，从而防止乏燃料运输容器100内的气体泄漏，以保证操作安全。其中气体循环泵130通过克服系统流阻，驱动检测回路中的气体循环流动，检测装置120对流经其检测通道的气体进行定性检测，以此判断来自乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性。
[0039]在步骤S110中，控制检测回路中的气体温度在预设区间内。一般，满载乏燃料组件的乏燃料运输容器100内的气体温度可达110°C至130°C，若直接对乏燃料运输容器100内的气体进行取样检测，显然会大大提高检测回路中各组成部件的耐热性能，不利于降低成本，同时容易损坏相关检测仪器。本实施例中，增加靠近第一接口 101设置的冷却装置110，比如该冷却装置110通过水冷进行换热，从乏燃料运输容器100内流出的高温气体先经过冷却装置110冷却至一定温度再流经检测回路中的其他部件，比如实际应用时可将经冷却后的气体温度保持在15°C至35°C内。
[0040]在步骤S120中，控制检测回路中的气体压力在预设区间内。在较佳实施方式中，检测回路中的气体压力可通过连接在该检测回路中的压力表150检测获得，如图2所示，在进行放射性检测前，可关闭第一阀门160和第二阀门170，而打开第三阀门180和减压阀140，从而利用压力检测支路检测乏燃料运输容器100内的气压，预先判断乏燃料运输容器100内的气压是否异常。在确认乏燃料运输容器100内的气压正常后，关闭第三阀门180和减压阀140，而打开第一阀门160和第二阀门170，启动气体循环泵130并逐渐打开减压阀140，使所形成的放射性检测支路的气体保持在合适范围内，比如0.8bar至1.lbar内，从而确保放射性检测支路的气压满足检测装置100的工作要求。另外，还可以通过流量检测装置200实时反馈的流量数据调节放射性检测支路的气体流量，比如通过控制减压阀140的开度来调节气体流量，以使放射性检测支路中的气温、气压以及流量等满足检测装置120的工作要求。
[0041]在步骤S130中，判断检测回路中的气体是否存在放射性。本实施例中，通过检测气体的比活度来判断该气体是否具有放射性，由此能更加直观地输出检测结果，当然也可以通过其他任意适用的放射性检测方式来判断检测回路中的气体是否存在放射性，具体根据检测装置120的工作原理选择，本发明对此不作限制。另外，根据乏燃料组件的不同，也有不同的放射性检测方式，在一具体应用中乏燃料组件可以产生Kr85放射性气体，当检测到检测回路中的气体存在Kr85放射性气体时，即可判断乏燃料运输容器100内的乏燃料组件发生破损，通过及时、准确地获知容器内乏燃料组件的状况可以保证乏燃料运输容器100和乏燃料组件的安全，为后续的乏燃料运输容器卸料操作奠定了基础，是整个乏燃料后处理过程有序开展的保证。
[0042]参见图4，与上述实施例的区别在于，本实施例的放射性检测方法在步骤S130之后还包括:
[0043]在步骤S140中，在检测回路中的气体存在放射性且比活度大于预设值时，对检测回路中的气体进行取样，并对取样的气体进行二次放射性检测。本实施例中，通过检测回路对乏燃料运输容器100内的气体进行在线检测并确定存在放射性时，还可以利用设置在检测回路中的气体取样容器190从检测回路中取样，从而对气体样品进行二次放射性检测，进而对气体样品进行定量检测，验证在线检测结果的准确性，进一步获知乏燃料组件的破损状况，有利于指导后续的处置工作顺利开展。
[0044]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述乏燃料运输容器具有连通其内腔的第一接口和第二接口，其特征在于，所述放射性检测设备包括冷却装置、检测装置以及气体循环泵；所述检测装置与所述气体循环泵连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与所述第一接口连接，另一个接口与所述第二接口连接，以在所述乏燃料运输容器与所述放射性检测设备之间形成供所述乏燃料运输容器内的气体循环流动的检测回路；所述冷却装置设置在所述第一接口与所述检测装置之间，用于对所述检测回路中的气体进行冷却。2.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中的压力调节装置，所述压力调节装置位于所述第一接口与所述检测装置之间。3.如权利要求2所述的放射性检测设备，其特征在于，所述压力调节装置包括减压阀和用于检测所述减压阀的气体出口侧的气压的压力表。4.如权利要求2或3所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括第一阀门、第二阀门以及第三阀门；所述检测回路包括压力检测支路和放射性检测支路，所述第一接口、压力调节装置、第三阀门以及第二接口依次连接以形成所述压力检测支路；所述第一接口、压力调节装置、第一阀门、检测装置、气体循环泵、第二阀门以及第二接口依次连接以形成所述放射性检测支路。5.如权利要求4所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测所述检测回路中的气体流量的流量检测装置。6.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测经过所述冷却装置冷却后的气体温度的温度检测装置。7.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器。8.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括带有活动支撑轮的承载工作台；所述冷却装置、检测装置，以及气体循环泵安装在所述承载工作台上。9.一种放射性检测方法，其特征在于，使用权利要求2至5中任一项所述的放射性检测设备检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述放射性检测方法包括以下步骤: 控制乏燃料运输容器内的气体循环流动，并在所述乏燃料运输容器的内外侧之间形成检测回路； 控制所述检测回路中的气体温度在预设区间内； 控制所述检测回路中的气体压力在预设区间内； 判断所述检测回路中的气体是否存在放射性。10.如权利要求9所述的放射性检测方法，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器，在判断所述检测回路中的气体是否存在放射性的步骤之后还包括: 若所述检测回路中的气体存在放射性，则判断比活度是否大于预设值； 若是，则对所述检测回路中的气体进行取样，并对取样的气体进行二次放射性检测。
【专利摘要】本发明公开了一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，乏燃料运输容器具有连通其内腔的第一接口和第二接口，放射性检测设备包括冷却装置、检测装置及气体循环泵；检测装置与气体循环泵连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与第一接口连接，另一个接口与第二接口连接，以在乏燃料运输容器与放射性检测设备之间形成供乏燃料运输容器内的气体循环流动的检测回路；冷却装置设置在第一接口与检测装置之间，用于对检测回路中的气体进行冷却。本发明还公开了一种放射性检测方法。利用本发明的技术方案，不仅操作安全、便捷性高，而且使得测量结果的准确性大大提高，保证了乏燃料运输容器和乏燃料组件的安全性。
【IPC分类】G01T1/167
【公开号】CN104898150
【申请号】CN201510221446
【发明人】魏学舟, 张文利, 陆兰航, 马志勇, 周智慧, 林杰东, 李春常, 马清, 翁松峰
【申请人】中广核核电运营有限公司, 中国广核集团有限公司, 中国广核电力股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月4日
【技术领域】
[0001]本发明涉及乏燃料后处理技术领域，尤其涉及一种放射性检测设备及检测方法。
【背景技术】
[0002]在乏燃料的后处理流程中，通常需要对乏燃料运输容器进行放射性气体检测，以确定运输容器内的燃料组件是否破损。但是目前行业内均未配置专用的放射性检测设备，存在操作安全性差和检测结果准确性低的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于提供一种放射性检测设备，旨在确保乏燃料后处理流程中的放射性检测操作安全、检测结果准确。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述乏燃料运输容器具有连通其内腔的第一接口和第二接口，所述放射性检测设备包括冷却装置、检测装置以及气体循环泵；所述检测装置与所述气体循环泵连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与所述第一接口连接，另一个接口与所述第二接口连接，以在所述乏燃料运输容器与所述放射性检测设备之间形成供所述乏燃料运输容器内的气体循环流动的检测回路；所述冷却装置设置在所述第一接口与所述检测装置之间，用于对所述检测回路中的气体进行冷却。
[0005]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中的压力调节装置，所述压力调节装置位于所述第一接口与所述检测装置之间。
[0006]优选地，所述压力调节装置包括减压阀和用于检测所述减压阀的气体出口侧的气压的压力表。
[0007]优选地，所述放射性检测设备还包括第一阀门、第二阀门以及第三阀门；所述检测回路包括压力检测支路和放射性检测支路(两者存在部分并联关系)，所述第一接口、压力调节装置、第三阀门以及第二接口依次连接以形成所述压力检测支路；所述第一接口、压力调节装置、第一阀门、检测装置、气体循环泵、第二阀门以及第二接口依次连接以形成所述放射性检测支路。
[0008]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测所述检测回路中的气体流量的流量检测装置。
[0009]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测经过所述冷却装置冷却后的气体温度的温度检测装置。
[0010]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器。
[0011]优选地，所述放射性检测设备还包括带有活动支撑轮的承载工作台；所述冷却装置、检测装置，以及气体循环泵安装在所述承载工作台上。
[0012]此外，为实现上述目的，本发明还提供一种放射性检测方法，使用上述放射性检测设备检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述放射性检测方法包括以下步骤:
[0013]控制乏燃料运输容器内的气体循环流动，并在所述乏燃料运输容器的内外侧之间形成检测回路；控制所述检测回路中的气体温度在预设区间内；控制所述检测回路中的气体压力在预设区间内；判断所述检测回路中的气体是否存在放射性。
[0014]优选地，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器，在判断所述检测回路中的气体是否存在放射性的步骤之后还包括:若所述检测回路中的气体存在放射性，则判断比活度是否大于预设值；若是，则对所述检测回路中的气体进行取样，并对取样的气体进行二次放射性检测。
[0015]本发明所提供的一种放射性检测设备，通过在乏燃料运输容器与检测装置之间形成检测回路，控制乏燃料运输容器内的气体在检测回路中循环流动，从而利用检测装置对该检测回路中的气体进行放射性检测，不仅操作安全、便捷性高，而且使得测量结果的准确性大大提高，保证了乏燃料运输容器和乏燃料组件的安全性。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的放射性检测设备一实施例的结构示意图；
[0017]图2为本发明的放射性检测设备另一实施例的结构示意图；
[0018]图3为本发明的放射性检测方法一实施例的流程示意图；
[0019]图4为本发明的放射性检测方法另一实施例的流程示意图。
[0020]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0021]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]本发明提供一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，参见图1，在一实施例中，该乏燃料运输容器100具有连通其内腔的第一接口 101和第二接口102，乏燃料运输容器100专用于装载运输乏燃料组件，其结构组成和使用方法已为本领域的技术人员所熟知，在此不作赘述。一般在装载完乏燃料组件后，通过第二接口 102向乏燃料运输容器100充水以将乏燃料组件产生的气体通过第一接口 101排出，然后通过第一接口 101向乏燃料运输容器100充保护气体以将用于排空的水通过第二接口 102排出，故第一接口 101和第二接口 102可用作连通乏燃料运输容器100的外部接口。
[0023]本实施例中，放射性检测设备包括冷却装置110、检测装置120以及气体循环泵130，其中检测装置120通过管线与气体循环泵130连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与第一接口 101连接，另一个接口与第二接口 102连接，以在乏燃料运输容器100与放射性检测设备之间形成供乏燃料运输容器100内的气体循环流动的检测回路，如图1所示，沿着检测回路的气体流动方向，本实施例的检测装置120位于气体循环泵130之前，即检测装置120通过管线与第一接口 101连接，而气体循环泵130通过管线与第二接口 102连接，当然也可以将检测装置120与气体循环泵130的位置调换，对此不作限制。冷却装置110设置在第一接口 101与检测装置120之间，用于对检测回路中的气体进行冷却，使流经检测装置120的气体的温度维持在适宜范围内，从而保证检测装置120检测结果的准确性。其中，冷却装置110优选通过水冷进行换热，比如换热量300kcal/h，还可以在冷却装置110外包覆一层特定厚度(比如40mm)的保温层，从而防止冷却装置110与外界环境进行热交换而影响对气体的冷却效果；而气体循环泵130优选为微型真空泵，通过克服系统流阻、驱动气体流动构成闭式循环系统。需要说明的是，为了确保操作安全，检测回路为完全密闭的闭式气体回路，各部件与管线之间以及管线与管线之间均密封连接，比如可通过焊接密封固定。另外，由于乏燃料运输容器100内的气体温度可达110°C至130°C，因此检测回路中的至少部分管线能够承受高温，比如第一接口 101与冷却装置110之间的管线为耐高温不锈钢软管，当然也可以是其他任意适用的耐高温软管，并且检测回路中的管线均可选用耐高温软管，具体应用时可灵活选择。
[0024]下面结合图1对本发明的放射性检测设备的操作方式和工作原理进行详细说明。
[0025]在对乏燃料运输容器100进行卸料操作前，将放射性检测设备的气体入口端与第一接口 101连接，而将放射性检测设备的气体出口端与第二接口 102连接，由此在乏燃料运输容器100与放射性检测设备之间形成检测回路；打开第一接口 101和第二接口 102，使检测回路处于导通状态；启动气体循环泵130以给气体的循环流动提供动力，并调节冷却装置110的换热量，以使来自乏燃料运输容器100的气体经过冷却装置110的冷却后维持在一定温度范围内(比如15°C至35°C )，同时控制检测回路的气体压力和流量，从而满足检测装置120的工作要求；使气体循环泵130保持在运行状态，通过检测装置120检测乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性。作为示例，检测回路中的气体压力可维持在0.8bar至1.lbar之间，气体流量可维持在18L/min至25L/min之间，优选气体压力为1.0bar，气体流量为22L/min，从而满足检测装置120的工作要求，一方面保护检测装 置120不受损坏，另一方面有利于提高检测结果的准确性。
[0026]比如本实施例的检测装置120具有将检测结果即时显示的功能，通过检测气体的比活度来判断该气体是否具有放射性，由此能更加直观地输出检测结果，当然也可以通过其他任意适用的放射性检测方式来判断检测回路中的气体是否存在放射性，具体根据检测装置120的工作原理选择，本发明对此不作限制。另外，根据乏燃料组件的不同，也有不同的放射性检测方式，在一具体应用中乏燃料组件可以产生Kr85放射性气体，当检测到检测回路中的气体存在Kr85放射性气体时，即可判断乏燃料运输容器100内的乏燃料组件发生破损，通过及时、准确地获知容器内乏燃料组件的状况可以保证乏燃料运输容器100和乏燃料组件的安全，为后续的乏燃料运输容器卸料操作奠定了基础，是整个乏燃料后处理过程有序开展的保证。
[0027]参见图2，与上述实施例的区别在于，本实施例的放射性检测设备还包括设置在检测回路中的压力调节装置，该压力调节装置位于第一接口 101与检测装置120之间，如图2所示，压力调节装置位于冷却装置110与检测装置120之间，通过压力调节装置调节检测回路中的气体压力，当然也可以同时调节检测回路中的气体流量，将压力调节装置集成设计在检测回路中，丰富了放射性检测设备的功能，从而提高了放射性检测设备的适应性，同时有利于提高检测操作的便捷性。
[0028]在可选实施方式中，该压力调节装置包括减压阀140和压力表150，压力表位于减压阀140的气体出口侧，用于检测减压阀140的气体出口侧的气体压力，通过调节减压阀140的开度可以有效控制检测回路的气体压力和气体流量，从而保证流经检测装置120的气体的压力和流量维持在预设区间内。在实际应用时可灵活选择减压阀140和压力表150的类型，比如在较佳实施方式中，减压阀140为针阀，不仅能承受较高的工作温度，而且能精确调节气流量，从而获得满足使用要求的气压。另外，也可以将减压阀140和压力表150集成为一体，以简化检测回路的布置。
[0029]再结合图2，与上述任一实施例的区别在于，本实施例的放射性检测设备还包括第一阀门160、第二阀门170以及第三阀门180，这三个阀门分别用于控制其所在管线的通断，为了保证可靠的密封性能，以上三个阀门均可选型为球阀，当然也可以是其他任意适用的阀门。在增设了上述三个阀门后，可将检测回路分成两条作用不同的支路，即该检测回路具体包括压力检测支路和放射性检测支路。具体地，第一接口 101、压力调节装置、第三阀门180以及第二接口 102依次连接以形成压力检测支路，该压力检测支路用于在使用检测装置120检测乏燃料运输容器100是否存在放射性前，检测乏燃料运输容器100内的气压，以确定是否存在异常；第一接口 101、压力调节装置、第一阀门160、检测装置120、气体循环泵130、第二阀门170以及第二接口 102依次连接以形成放射性检测支路，该放射性检测支路用于检测乏燃料运输容器100是否存在放射性，也即，在使用本实施例的放射性检测设备进行放射性检测时，先选通压力检测支路检测乏燃料运输容器100内的气压，以确保后续放射性检测环节中的操作安全，待确认乏燃料运输容器100内的气压正常后，再选通放射性检测支路检测乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性。
[0030]具体操作时，将第一阀门160和第二阀门170关闭，而将第三阀门180打开，并且使减压阀140处于全开状态，由此使压力检测支路处于导通状态，从而可以通过压力表150获知压力检测支路中的气压(即乏燃料运输容器100内的气压)。
[0031]在完成上述压力检测环节后，若乏燃料运输容器100内的气压满足后续放射性检测要求，则将减压阀140和第三阀门170关闭，然后打开第一阀门160和第二阀门170 ;启动气体循环泵130，并逐渐打开减压阀140，同时观察压力表150，当放射性检测支路的气体压力满足工作条件时即可停止调节减压阀140，应当理解，此过程应当通过调节冷却装置110将放射性检测支路的气体温度维持在合适范围。
[0032]另外，为了使放射性检测支路的气体流量与检测装置120相匹配，以提高检测结果的准确性，本实施例的放射性检测设备还包括设置在检测回路(即放射性检测支路)中的流量检测装置200，该流量检测装置200用于检测检测回路中的气体流量，从而给减压阀140的开度调节提供参考，比如该流量检测装置200可选为玻璃转子流量计，以准确获知检测回路的气体瞬时流量，当然还可以是其他任意适用的流量计，在此不一一列举；同时，还可以在检测回路中设置温度检测装置210，比如该温度检测装置210为具有数显功能的温度计(比如热电阻温度计)，当然也可以温度检测传感器，经过相关数值处理后通过特定的电子装置进行显示，用于检测经过冷却装置110冷却后的气体的温度，比如位于压力表150与流量检测装置200之间，此时温度检测装置210既位于压力检测支路中，又位于放射性检测支路中，当然也可以设置在其他任意适用的位置；在增加了流量检测装置200和温度检测装置210后，结合压力表150等检测仪器可以全面获取检测回路中的相关气体参数，使之符合检测装置120的检测要求；最后，通过检测装置190检测来自乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性，比如是否存在Kr85放射性气体，若存在，则可初步判断乏燃料运输容器100内的乏燃料组件发生破损，从而给后续的乏燃料处理提供参考，进而确保了乏燃料运输容器100、乏燃料组件以及操作人员的安全。
[0033]值得一提的是，在确定乏燃料运输容器100内的气体具有放射性后，为了防止残留在检测回路中的气体对工作环境造成污染，可先将第一接口 101的阀门关闭，并保持气体循环泵130运行一段时间，从而将检测回路中的气体抽排，比如在气体循环泵130的出气侧连接一带有控制阀门的废气排放支路，通过该废气排放支路将废气排放至车间的排气系统中。
[0034]再结合图2，与上述任一实施例的区别在于，本实施例的放射性检测设备还包括设置在检测回路中的气体取样容器190，比如该气体取样容器190位于检测装置120与气体循环泵130之间，用于收集检测回路中的气体，其中该气体取样容器190可以是不锈钢瓶或其他任意适用的气体存储容器，并且该气体取样容器190具有可相连通并分别配置有阀门的气体进口和气体出口。通过在检测回路中增加气体取样容器190的目的，是为了方便在检测到乏燃料运输容器100内的气体存在放射性时对气体进行取样，从而对气体样品进行二次放射性检测，进而对气体样品进行定量检测，进一步获知乏燃料组件的破损状况，有利于指导后续的处置工作顺利开展。
[0035]此外，在一优选实施例中，放射性检测设备还包括带有活动支撑轮的承载工作台(图未示)，冷却装置110、检测装置120以及气体循环泵130安装在该承载工作台上，从而提高放射性检测设备的机动性，方便操作人员根据乏燃料运输容器100的放置地点移动放射性检测设备。当然，在以上一些实施例中增加的其他部件也可以安装在承载工作台上，比如压力调节装置、第一阀门160、第二阀门170、第三阀门180、流量检测装置200以及温度检测装置210等均一体集成在承载工作台上，并且连接在各部件间的管线可以通过卡环等紧固件加以固定，以防止管线的晃动和偏摆。
[0036]根据本发明实施例的技术方案，通过在乏燃料运输容器与检测装置之间形成检测回路，控制乏燃料运输容器内的气体在检测回路中循环流动，从而利用检测装置对该检测回路中的气体进行放射性检测，不仅操作安全、便捷性高，而且使得测量结果的准确性大大提高，保证了乏燃料运输容器和乏燃料组件的安全性。
[0037]本发明还提供一种放射性检测方法，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，参见图3，该放射性检测方法包括以下步骤:
[0038]在步骤S100中，控制乏燃料运输容器内的气体循环流动，并在乏燃料运输容器的内外侧之间形成检测回路。以图1或图2所示结构为例，检测装置120通过管线与第一接口 101连接，气体循环泵130通过 管线与第二接口 102连接，以在乏燃料运输容器100与放射性检测设备之间形成供乏燃料运输容器100内的气体循环流动的检测回路，该检测回路为闭式回路，从而防止乏燃料运输容器100内的气体泄漏，以保证操作安全。其中气体循环泵130通过克服系统流阻，驱动检测回路中的气体循环流动，检测装置120对流经其检测通道的气体进行定性检测，以此判断来自乏燃料运输容器100内的气体是否存在放射性。
[0039]在步骤S110中，控制检测回路中的气体温度在预设区间内。一般，满载乏燃料组件的乏燃料运输容器100内的气体温度可达110°C至130°C，若直接对乏燃料运输容器100内的气体进行取样检测，显然会大大提高检测回路中各组成部件的耐热性能，不利于降低成本，同时容易损坏相关检测仪器。本实施例中，增加靠近第一接口 101设置的冷却装置110，比如该冷却装置110通过水冷进行换热，从乏燃料运输容器100内流出的高温气体先经过冷却装置110冷却至一定温度再流经检测回路中的其他部件，比如实际应用时可将经冷却后的气体温度保持在15°C至35°C内。
[0040]在步骤S120中，控制检测回路中的气体压力在预设区间内。在较佳实施方式中，检测回路中的气体压力可通过连接在该检测回路中的压力表150检测获得，如图2所示，在进行放射性检测前，可关闭第一阀门160和第二阀门170，而打开第三阀门180和减压阀140，从而利用压力检测支路检测乏燃料运输容器100内的气压，预先判断乏燃料运输容器100内的气压是否异常。在确认乏燃料运输容器100内的气压正常后，关闭第三阀门180和减压阀140，而打开第一阀门160和第二阀门170，启动气体循环泵130并逐渐打开减压阀140，使所形成的放射性检测支路的气体保持在合适范围内，比如0.8bar至1.lbar内，从而确保放射性检测支路的气压满足检测装置100的工作要求。另外，还可以通过流量检测装置200实时反馈的流量数据调节放射性检测支路的气体流量，比如通过控制减压阀140的开度来调节气体流量，以使放射性检测支路中的气温、气压以及流量等满足检测装置120的工作要求。
[0041]在步骤S130中，判断检测回路中的气体是否存在放射性。本实施例中，通过检测气体的比活度来判断该气体是否具有放射性，由此能更加直观地输出检测结果，当然也可以通过其他任意适用的放射性检测方式来判断检测回路中的气体是否存在放射性，具体根据检测装置120的工作原理选择，本发明对此不作限制。另外，根据乏燃料组件的不同，也有不同的放射性检测方式，在一具体应用中乏燃料组件可以产生Kr85放射性气体，当检测到检测回路中的气体存在Kr85放射性气体时，即可判断乏燃料运输容器100内的乏燃料组件发生破损，通过及时、准确地获知容器内乏燃料组件的状况可以保证乏燃料运输容器100和乏燃料组件的安全，为后续的乏燃料运输容器卸料操作奠定了基础，是整个乏燃料后处理过程有序开展的保证。
[0042]参见图4，与上述实施例的区别在于，本实施例的放射性检测方法在步骤S130之后还包括:
[0043]在步骤S140中，在检测回路中的气体存在放射性且比活度大于预设值时，对检测回路中的气体进行取样，并对取样的气体进行二次放射性检测。本实施例中，通过检测回路对乏燃料运输容器100内的气体进行在线检测并确定存在放射性时，还可以利用设置在检测回路中的气体取样容器190从检测回路中取样，从而对气体样品进行二次放射性检测，进而对气体样品进行定量检测，验证在线检测结果的准确性，进一步获知乏燃料组件的破损状况，有利于指导后续的处置工作顺利开展。
[0044]以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述乏燃料运输容器具有连通其内腔的第一接口和第二接口，其特征在于，所述放射性检测设备包括冷却装置、检测装置以及气体循环泵；所述检测装置与所述气体循环泵连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与所述第一接口连接，另一个接口与所述第二接口连接，以在所述乏燃料运输容器与所述放射性检测设备之间形成供所述乏燃料运输容器内的气体循环流动的检测回路；所述冷却装置设置在所述第一接口与所述检测装置之间，用于对所述检测回路中的气体进行冷却。2.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中的压力调节装置，所述压力调节装置位于所述第一接口与所述检测装置之间。3.如权利要求2所述的放射性检测设备，其特征在于，所述压力调节装置包括减压阀和用于检测所述减压阀的气体出口侧的气压的压力表。4.如权利要求2或3所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括第一阀门、第二阀门以及第三阀门；所述检测回路包括压力检测支路和放射性检测支路，所述第一接口、压力调节装置、第三阀门以及第二接口依次连接以形成所述压力检测支路；所述第一接口、压力调节装置、第一阀门、检测装置、气体循环泵、第二阀门以及第二接口依次连接以形成所述放射性检测支路。5.如权利要求4所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测所述检测回路中的气体流量的流量检测装置。6.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于检测经过所述冷却装置冷却后的气体温度的温度检测装置。7.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器。8.如权利要求1所述的放射性检测设备，其特征在于，所述放射性检测设备还包括带有活动支撑轮的承载工作台；所述冷却装置、检测装置，以及气体循环泵安装在所述承载工作台上。9.一种放射性检测方法，其特征在于，使用权利要求2至5中任一项所述的放射性检测设备检测乏燃料运输容器内气体的放射性，所述放射性检测方法包括以下步骤: 控制乏燃料运输容器内的气体循环流动，并在所述乏燃料运输容器的内外侧之间形成检测回路； 控制所述检测回路中的气体温度在预设区间内； 控制所述检测回路中的气体压力在预设区间内； 判断所述检测回路中的气体是否存在放射性。10.如权利要求9所述的放射性检测方法，其特征在于，所述放射性检测设备还包括设置在所述检测回路中，用于收集所述检测回路中气体的气体取样容器，在判断所述检测回路中的气体是否存在放射性的步骤之后还包括: 若所述检测回路中的气体存在放射性，则判断比活度是否大于预设值； 若是，则对所述检测回路中的气体进行取样，并对取样的气体进行二次放射性检测。
【专利摘要】本发明公开了一种放射性检测设备，用于检测乏燃料运输容器内气体的放射性，乏燃料运输容器具有连通其内腔的第一接口和第二接口，放射性检测设备包括冷却装置、检测装置及气体循环泵；检测装置与气体循环泵连接后形成有两个连通的接口，该两个连通的接口中的一个接口与第一接口连接，另一个接口与第二接口连接，以在乏燃料运输容器与放射性检测设备之间形成供乏燃料运输容器内的气体循环流动的检测回路；冷却装置设置在第一接口与检测装置之间，用于对检测回路中的气体进行冷却。本发明还公开了一种放射性检测方法。利用本发明的技术方案，不仅操作安全、便捷性高，而且使得测量结果的准确性大大提高，保证了乏燃料运输容器和乏燃料组件的安全性。
【IPC分类】G01T1/167
【公开号】CN104898150
【申请号】CN201510221446
【发明人】魏学舟, 张文利, 陆兰航, 马志勇, 周智慧, 林杰东, 李春常, 马清, 翁松峰
【申请人】中广核核电运营有限公司, 中国广核集团有限公司, 中国广核电力股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月4日
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