用于高放射性剂量的样品取样装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921306215.0 (22)申请日 2019.08.13 (73)专利权人 中国核动力研究设计院 地址 610000 四川省成都市一环路南三段 28号 (72)发明人 张军平马韦刚姜峨王广金 王春 (74)专利代理机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 代理人 李朝虎 (51)Int.Cl. G21F 7/00(2006.01) G01N 1/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种用于高放射性剂量的样品取样装置 (57)摘要 本实用新型公开了。

2、一种用于高放射性剂量 的样品取样装置， 包括辐射屏蔽材料层构成的箱 体结构和设置在箱体结构内部的放射性废料收 集容器， 其中放射性废料收集容器外以零间隙的 距离套有容器辐射屏蔽层。 本实用新型可以达到 以下效果： 采用柜体辐射屏蔽及柜体内部放射性 废料收集容器辐射屏蔽双层屏蔽， 可大幅降低柜 体辐射屏蔽层的厚度、 屏蔽材料用量、 设备重量、 简化设备结构， 并可有效提高辐射屏蔽效率、 降 低取样装置柜体外表面的放射性剂量水平。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 210667827 U 2020.06.02 CN 210667827 U 1.一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 包括辐。

3、射屏蔽材料层(2)构成的箱体结构 和设置在箱体结构内部的放射性废料收集容器(3)， 其特征在于， 其中放射性废料收集容器 (3)外以零间隙的距离套有容器辐射屏蔽层； 所述放射性废料收集容器(3)以轴线与地面垂直的方式竖直放置， 所述容器辐射屏蔽 层包括容器壁侧辐射屏蔽层(4)、 容器顶侧辐射屏蔽层(7)， 所述容器壁侧辐射屏蔽层(4)套 装在放射性废料收集容器(3)侧壁圆周上； 所述容器顶侧辐射屏蔽层(7)套装载放射性废料 收集容器(3)的进料管的侧壁圆周上， 且容器顶侧辐射屏蔽层(7)、 容器壁侧辐射屏蔽层(4) 相邻设置。 2.根据权利要求1所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 其特。

4、征在于， 所述辐 射屏蔽材料层(2)外侧设置有柜体外侧框体(1-1)， 所述辐射屏蔽材料层(2)内侧设置有柜 体内侧框体(1-2)， 所述柜体外侧框体(1-1)、 柜体内侧框体(1-2)、 辐射屏蔽材料层(2)组成 钢制柜体结构(1)。 3.根据权利要求1所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 其特征在于， 所述放 射性废料收集容器(3)为一管式容器。 4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 其特 征在于， 辐射屏蔽材料层(2)的厚度为5200mm。 5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 其特 征在于， 容器辐射屏蔽。

5、层的厚度为5300mm。 6.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 其特 征在于， 辐射屏蔽材料层(2)厚度为50mm， 容器辐射屏蔽层的层厚度为200mm。 7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 其特 征在于， 辐射屏蔽材料层(2)厚度为200mm， 容器辐射屏蔽层的层厚度为50mm。 8.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 其特 征在于， 辐射屏蔽材料层(2)、 容器辐射屏蔽层为铅板或铅颗粒组成的层状结构。 9.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 。

6、其特 征在于， 辐射屏蔽材料层(2)、 容器辐射屏蔽层为铅颗粒组成的层状结构， 其铅颗粒的填充 密度7g/cm3。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210667827 U 2 一种用于高放射性剂量的样品取样装置 技术领域 0001 本实用新型涉及核屏蔽领域， 具体一种用于高放射性剂量的样品取样装置。 背景技术 0002 一回路水化学监测和控制是核电厂运行管理的一项重要工作， 关系到整个电厂的 安全、 稳定和经济运行。 核取样系统作为一回路水化学监测实现的重要手段， 其作用是在核 电厂正常运行期间、 事故及事故后工况下从各工艺系统中采集具有代表性的液体或气体样 品， 供化学分析和放化分析。 在。

7、进行样品取样时， 由于样品带有放射性， 存在高度危险性， 须 对取样系统装置设置必要的辐射防护措施， 降低取样装置外表面的辐射剂量率， 以避免放 射性剂量水平较高对操作人员和环境造成危害。 通常， 在核电站放射性样品取样期间， 对取 样装置设备外表面或取样间辐射剂量水平有一定的要求， 必须低于取样操作人员可接受的 剂量水平。 因此， 核电站的取样系统设备均设置有辐射防护装置。 0003 目前， 已有核电站的取样系统设备主要以手套箱或钢制柜体式结构为主， 手套箱 式取样装置为封闭的箱体， 所有的设备均在手套箱内部， 取样操作时隔着手套箱的屏蔽手 套进行取样操作， 适合于放射性剂量水平较低的样品取。

8、样。 钢制柜体式取样装置其所有的 阀门设备均须在柜体外部面板集中操作， 仅通过柜体钢板无法满足辐射屏蔽需求， 通常须 采用一定厚度的铅板或铅颗粒对柜体外层进行辐射屏蔽， 由于铅的密度大， 对于高放射性 剂量水平的取样设备， 上述辐射屏蔽方法会使得柜体辐射屏蔽层的厚度和设备重量大幅提 高， 增加设备的加工难度及成本。 0004 因此设计一种辐射屏蔽结构简单、 屏蔽效率高的辐射屏蔽方法用于高放射性剂量 样品取样装置十分必要。 实用新型内容 0005 本实用新型目的在于提供一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 提出一种分结 构屏蔽的设计方案， 从而使得在满足屏蔽要求的条件下使得屏蔽结构体积小、 重量。

9、轻的目 的。 0006 本实用新型通过下述技术方案实现： 0007 一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 包括辐射屏蔽材料层构成的箱体结构和 设置在箱体结构内部的放射性废料收集容器， 其中放射性废料收集容器外以零间隙的距离 套有容器辐射屏蔽层。 0008 本实用新型的设计原理为： 由于现有的放射性剂量样品取样装置一般是针对低放 射剂量样品， 因此其结构是将放射性废料收集容器设置在一个外屏蔽结构内即可， 为了解 决对高放射剂量样品的屏蔽， 一般的做法是将外屏蔽结构的厚度增加， 从而满足屏蔽要求， 经过计算， 假设对于放射性介质为I-133， 其浓度为1.111015Bq/m3的放射性废料， 其对。

10、外 屏蔽结构的厚度设置到约200mm时， 其放射剂量为2.69mSv/h， 因此需要达到满足要求的放 射剂量， 则还需增加结构厚度， 这会使得在该结构厚度条件下， 其结构尺寸将会扩大、 且重 说明书 1/5 页 3 CN 210667827 U 3 量增加非常多。 这会使得操作和制造极为不便。 为了解决该问题， 本实用新型采用分层构造 屏蔽结构的设计思想， 其先在放射性废料收集容器外以零间隙的距离套有容器辐射屏蔽 层， 容器辐射屏蔽层可以将放射性废料收集容器的大部分放射剂量屏蔽， 而其余的放射剂 量则利用辐射屏蔽材料层完成屏蔽， 由于放射性废料收集容器的体积相比于辐射屏蔽材料 层的体积要小的多。

11、， 因此即使对放射性废料收集容器构建较厚的容器辐射屏蔽层也不会对 结构体积和重量增加太多。 相比只采用柜体单层辐射屏蔽， 本实用新型采用柜体辐射屏蔽 及柜体内部放射性废料收集容器进行辐射屏蔽的双层屏蔽， 可大幅降低辐射屏蔽材料层 (柜体辐射屏蔽层)的厚度、 屏蔽材料用量、 设备重量、 简化设备结构， 并可有效提高辐射屏 蔽效率、 降低取样装置柜体外表面的放射性剂量水平。 其中本实用新型以零间隙的距离套 有容器辐射屏蔽层， 其目的是尽可能的在满足屏蔽指标的情况下， 让容器辐射屏蔽层的结 构体积和重量降低。 0009 优选的， 为了降低对放射性废料收集容器屏蔽时材料的需求， 所述放射性废料收 集容。

12、器以轴线与地面垂直的方式竖直放置， 所述容器辐射屏蔽层包括容器壁侧辐射屏蔽 层、 容器顶侧辐射屏蔽层， 所述容器壁侧辐射屏蔽层套装在放射性废料收集容器侧壁圆周 上； 所述容器顶侧辐射屏蔽层套装载放射性废料收集容器的进料管的侧壁圆周上， 且容器 顶侧辐射屏蔽层、 容器壁侧辐射屏蔽层相邻设置。 从上看出， 将放射性废料收集容器竖直放 置时， 其端底部由于朝向底面因此， 可以不需设置屏蔽， 其在侧部、 顶部进行屏蔽， 放置对人 体造成伤害。 0010 优选的， 所述辐射屏蔽材料层外侧设置有柜体外侧框体， 所述辐射屏蔽材料层内 侧设置有柜体内侧框体， 所述柜体外侧框体、 柜体内侧框体、 辐射屏蔽材料层。

13、组成钢制柜体 结构。 0011 优选的， 所述放射性废料收集容器为一管式容器。 0012 优选的， 辐射屏蔽材料层的厚度为5200mm。 0013 优选的， 容器辐射屏蔽层的厚度为5300mm。 0014 优选的， 辐射屏蔽材料层厚度为50mm， 容器辐射屏蔽层的层厚度为200mm。 0015 优选的， 辐射屏蔽材料层厚度为200mm， 容器辐射屏蔽层的层厚度为50mm。 0016 优选的， 辐射屏蔽材料层、 容器辐射屏蔽层为铅板或铅颗粒组成的层状结构。 0017 优选的， 辐射屏蔽材料层、 容器辐射屏蔽层为铅颗粒组成的层状结构， 其铅颗粒的 填充密度7g/cm3。 0018 本实用新型可以达。

14、到以下效果： 采用柜体辐射屏蔽及柜体内部放射性废料收集容 器辐射屏蔽双层屏蔽， 可大幅降低柜体辐射屏蔽层的厚度、 屏蔽材料用量、 设备重量、 简化 设备结构， 并可有效提高辐射屏蔽效率、 降低取样装置柜体外表面的放射性剂量水平。 附图说明 0019 此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解， 构成本申请的一 部分， 并不构成对本实用新型实施例的限定。 在附图中： 0020 附图1本实用新型的结构示意图。 0021 附图2为附图1的B-B向结构示意图。 0022 附图3为附图1的A-A向结构示意图。 说明书 2/5 页 4 CN 210667827 U 4 0023 图中的附图标记。

15、分别表示为： 0024 1、 钢制柜体结构； 1-1、 柜体外侧框体； 1-2、 柜体内侧框体； 2、 辐射屏蔽材料层； 3、 放射性废料收集容器； 4、 容器壁侧辐射屏蔽层； 5、 出料管； 6、 进料管； 7、 容器顶侧辐射屏蔽 层。 具体实施方式 0025 为使本实用新型的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 下面结合实施例和附图， 对本实用新型作进一步的详细说明， 本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本 实用新型， 并不作为对本实用新型的限定。 0026 实施例1 0027 如图1： 一种用于高放射性剂量的样品取样装置， 包括辐射屏蔽材料层2构成的箱 体结构和设置在箱体结构内部。

16、的放射性废料收集容器3， 其中放射性废料收集容器3外以零 间隙的距离套有容器辐射屏蔽层。 0028 本实用新型的设计原理为： 由于现有的放射性剂量样品取样装置一般是针对低放 射剂量样品， 因此其结构是将放射性废料收集容器设置在一个外屏蔽结构内即可， 为了解 决对高放射剂量样品的屏蔽， 一般的做法是将外屏蔽结构的厚度增加， 从而满足屏蔽要求， 经过计算， 假设对于放射性介质为I-133， 其浓度为1.111015Bq/m3的放射性废料， 其对外 屏蔽结构的厚度设置到约200mm时， 其放射剂量为2.69mSv/h， 因此需要达到满足要求的放 射剂量， 则还需增加结构厚度， 这会使得在该结构厚度条。

17、件下， 其结构尺寸将会扩大、 且重 量增加非常多。 这会使得操作和制造极为不便。 为了解决该问题， 本实用新型采用分层构造 屏蔽结构的设计思想， 其先在放射性废料收集容器3外以零间隙的距离套有容器辐射屏蔽 层， 容器辐射屏蔽层可以将放射性废料收集容器3的大部分放射剂量屏蔽， 而其余的放射剂 量则利用辐射屏蔽材料层2完成屏蔽， 由于放射性废料收集容器3的体积相比于辐射屏蔽材 料层2的体积要小的多， 因此即使对放射性废料收集容器3构建较厚的容器辐射屏蔽层也不 会对结构体积和重量增加太多。 相比只采用柜体单层辐射屏蔽， 本实用新型采用柜体辐射 屏蔽及柜体内部放射性废料收集容器进行辐射屏蔽的双层屏蔽，。

18、 可大幅降低辐射屏蔽材料 层(2)(柜体辐射屏蔽层)的厚度、 屏蔽材料用量、 设备重量、 简化设备结构， 并可有效提高辐 射屏蔽效率、 降低取样装置柜体外表面的放射性剂量水平。 其中本实用新型以零间隙的距 离套有容器辐射屏蔽层， 其目的是尽可能的在满足屏蔽指标的情况下， 让容器辐射屏蔽层 的结构体积和重量降低。 0029 实施例2 0030 如图1、 图2、 图3所示： 0031 在实施例1的基础上， 0032 所述辐射屏蔽材料层2外侧设置有柜体外侧框体1-1， 所述辐射屏蔽材料层2内侧 设置有柜体内侧框体1-2， 所述柜体外侧框体1-1、 柜体内侧框体1-2、 辐射屏蔽材料层2组成 钢制柜体。

19、结构1。 0033 所述放射性废料收集容器3以轴线与地面垂直的方式竖直放置， 所述容器辐射屏 蔽层包括容器壁侧辐射屏蔽层4、 容器顶侧辐射屏蔽层7， 所述容器壁侧辐射屏蔽层4套装在 放射性废料收集容器3侧壁圆周上； 所述容器顶侧辐射屏蔽层7套装载放射性废料收集容器 说明书 3/5 页 5 CN 210667827 U 5 (3)的进料管的侧壁圆周上， 且容器顶侧辐射屏蔽层7、 容器壁侧辐射屏蔽层4相邻设置。 从 上看出， 将放射性废料收集容器竖直放置时， 其端底部由于朝向底面因此， 可以不需设置屏 蔽， 其在侧部、 顶部进行屏蔽， 放置对人体造成伤害 0034 放射性废料从图2中的进料管6进入。

20、， 进入到放射性废料收集容器3内， 排料时， 从 放射性废料收集容器底部的出料管5排出。 0035 放射性废料收集容器内设最高的放射性介质为I-133， 其浓度为1.111015Bq/m3。 柜体外侧框体1-1、 柜体内侧框体1-2厚度为5mm； 放射性废料收集容器为不锈钢容器， 壁厚 为5mm、 容器容积为4L， 放射性废液容积为3L； 辐射屏蔽材料层2及容器壁侧辐射屏蔽层4、 容 器顶侧辐射屏蔽层7的屏蔽材料均为铅颗粒， 填充密度为约7g/cm3。 辐射屏蔽材料层2厚度 为200mm， 容器壁侧辐射屏蔽层4、 容器顶侧辐射屏蔽层7的厚度各为50mm时， 计算得到取样 装置柜体外表面处最大辐。

21、射当量剂量率为0.206mSv/h。 0036 实施例3： 0037 如图1、 图2、 图3所示： 0038 在实施例1的基础上， 0039 所述辐射屏蔽材料层2外侧设置有柜体外侧框体1-1， 所述辐射屏蔽材料层2内侧 设置有柜体内侧框体1-2， 所述柜体外侧框体1-1、 柜体内侧框体1-2、 辐射屏蔽材料层2组成 钢制柜体结构1。 0040 所述放射性废料收集容器3以轴线与地面垂直的方式竖直放置， 所述容器辐射屏 蔽层包括容器壁侧辐射屏蔽层4、 容器顶侧辐射屏蔽层7， 所述容器壁侧辐射屏蔽层4套装在 放射性废料收集容器3侧壁圆周上； 所述容器顶侧辐射屏蔽层7套装载放射性废料收集容器 3的进料。

22、管的侧壁圆周上， 且容器顶侧辐射屏蔽层7、 容器壁侧辐射屏蔽层4相邻设置。 从上 看出， 将放射性废料收集容器竖直放置时， 其端底部由于朝向底面因此， 可以不需设置屏 蔽， 其在侧部、 顶部进行屏蔽， 放置对人体造成伤害 0041 放射性废料从图2中的进料管6进入， 进入到放射性废料收集容器3内， 排料时， 从 放射性废料收集容器底部的出料管5排出。 0042 放射性废料收集容器内设最高的放射性介质为I-133， 其浓度为1.111015Bq/m3。 柜体外侧框体1-1、 柜体内侧框体1-2厚度为5mm； 放射性废料收集容器为不锈钢容器， 壁厚 为5mm、 容器容积为4L， 放射性废液容积为3。

23、L； 辐射屏蔽材料层2及容器壁侧辐射屏蔽层4、 容 器顶侧辐射屏蔽层7的屏蔽材料均为铅颗粒， 填充密度为约7g/cm3。 辐射屏蔽材料层2厚度 为50mm， 容器壁侧辐射屏蔽层4、 容器顶侧辐射屏蔽层7的厚度各为200mm时， 计算得到取样 装置柜体外表面处最大辐射当量剂量率为0.107mSv/h。 0043 从上实施例2和实施例3对比来看， 由于实施例3辐射屏蔽材料层2厚度小， 因此整 个结构的尺寸来说， 实施例3的体积小于实施例2， 虽然实施例3的容器壁侧辐射屏蔽层4、 容 器顶侧辐射屏蔽层7的厚度大于实施例2的厚度， 但由于放射性废料收集容器3体积小， 因 此， 实施例3的结构在重量和体。

24、积上整体优于实施例2， 同时， 实施例3的屏蔽效果还由于实 施例2的结构。 0044 以上所述的具体实施方式， 对本实用新型的目的、 技术方案和有益效果进行了进 一步详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已， 并不用于限 定本实用新型的保护范围， 凡在本实用新型的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替 说明书 4/5 页 6 CN 210667827 U 6 换、 改进等， 均应包含在本实用新型的保护范围之内。 说明书 5/5 页 7 CN 210667827 U 7 图1 说明书附图 1/2 页 8 CN 210667827 U 8 图2 图3 说明书附图 2/2 页 9 CN 210667827 U 9 。