r>[0036] (4a)真空栗將第一緩沖氣罐中的樣品氣體抽入至第二緩沖氣罐中；
[0037] (4b)壓力計實時測量第二緩沖氣罐中的壓力值，并進(jìn)行顯示；
[0038] (4c)增壓栗將第二緩沖氣罐中的樣品氣體栗入，并根據(jù)壓力計的壓力顯示，使樣 品氣體的氣壓增至5.5bar以上后經(jīng)由氣體回收管道送回至核電站安全殼內(nèi)。
[0039]本發(fā)明的設(shè)計原理如下：
[0040] 假設(shè)進(jìn)入冷凝容器內(nèi)的樣氣中的空氣物質(zhì)的量為nAIR，氫氣物質(zhì)的量為nH2,水蒸汽 物質(zhì)的量為nH2Q，冷凝容器體積為V，Pi 、T2分別為容器冷凝前后壓強(qiáng)和溫度，R為氣體 常數(shù)，經(jīng)過冷卻后樣氣中水蒸汽基本被除去，則根據(jù)氣體PVT算法，有：
[0041] 冷卻前PiV= (nAiR+nH2+nH2〇)RTi (1)
[0042] 冷卻后P2V=(nAiR+nH2)RT2 (2)
[0043] 由（1)(2)可得：
[0044]
(.3)
[0045] 經(jīng)過冷卻后，樣氣在測量單元測得的氫濃度讀數(shù)為：
[0046]
⑷
[0047] 則安全殼內(nèi)的氫濃度為：
[0048]
[0049] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0050] (1)本發(fā)明通過核電站安全殼內(nèi)樣品氣體取樣、殼外處理測量的方式，可以很好地 適用于基準(zhǔn)和嚴(yán)重核電站安全事故。本發(fā)明通過在安全殼內(nèi)布置樣品氣體取樣探頭，然后 在取樣的過程中去除樣品氣體中的氣溶膠和液態(tài)水，可以避免其對后續(xù)測量儀器的毒化和 濕度損害。
[0051] (2)本發(fā)明在樣品氣體輸運(yùn)管外設(shè)置保溫加熱帶(保持加熱溫度在150°C以上），可 以確保在樣品輸運(yùn)過程中水蒸汽不凝結(jié)，造成氫氣濃度測量的不準(zhǔn)確。
[0052] (3)本發(fā)明對水蒸汽冷凝容器的溫度和壓強(qiáng)進(jìn)行檢測，通過PVT方法分析樣品氣體 中的水蒸汽濃度，然后采用水蒸汽冷凝技術(shù)，可以在測得樣品氣體中的水蒸汽濃度后，將其 去除并收集;而通過測量并去除水蒸汽的方式，可以使剩余的樣品氣體能夠被各種測氫技 術(shù)準(zhǔn)確測量出氫氣的濃度。如此便能快速、精確地推算出事故狀態(tài)下核電站安全殼內(nèi)的水 蒸汽濃度和氫氣濃度。
[0053] (4)本發(fā)明采用甘油作為冷卻液，估算冷卻至室溫（20°C左右）時間為1~2min，可 以滿足測氫裝置的快速響應(yīng)。而采用液態(tài)水收集器對冷凝的液態(tài)水進(jìn)行收集，可以實現(xiàn)液 態(tài)水的集中處理和快速處置。
[0054] (5)本發(fā)明考慮到事故狀態(tài)安全殼內(nèi)壓力高達(dá)5.5bar，因此設(shè)置了樣品氣體增壓 回收裝置，利用樣品氣體增壓回收裝置將樣品氣體增壓至高于安全殼內(nèi)壓力后回收至安全 殼內(nèi)，確保了操作的安全。
[0055] (6)本發(fā)明設(shè)計合理、流程清晰明了，為核電站安全殼事故后快速測量水蒸汽濃度 和氫氣濃度提供了強(qiáng)有的鋪墊，因此，其具有很高的實用價值和推廣價值。
【附圖說明】
[0056]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0057]圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)圖。
[0058] 其中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱為：
[0059] 1-核電站安全殼，2-樣品氣體取樣探頭，3-密封件，4-保溫加熱帶，5-樣品氣體輸 運(yùn)管，6-冷凝容器，7-溫度傳感器，8-壓力傳感器，9-液態(tài)水收集器，10-氫氣分析儀，11-第 一緩沖氣罐，12-真空栗，13-第二緩沖氣罐，14-壓力計，15-增壓栗，16-氣體回收管，17-冷 卻液容器，18-循環(huán)栗。
【具體實施方式】
[0060] 下面結(jié)合【附圖說明】和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，本發(fā)明的方式包括但不僅限 于以下實施例。
[0061] 如圖1所示，本發(fā)明提供了一種核電站安全殼事故后多點快速測氫的裝置，其包括 樣品氣體取樣探頭2、樣品氣體輸運(yùn)管5、水蒸汽及氫氣濃度測量裝置、第一緩沖氣罐11和樣 品氣體增壓回收裝置。
[0062] 所述樣品氣體取樣探頭2用于伸入至核電站安全殼內(nèi)，其內(nèi)依次設(shè)置有過濾片、中 空纖維膜和水汽分離器，用于對核電站安全殼內(nèi)的樣品氣體進(jìn)行取樣，并去除其中的氣溶 膠和液態(tài)水(過濾片去除氣溶膠，中空纖維膜和水汽分離器進(jìn)一步去除氣溶膠以及樣品氣 體中的液態(tài)水）。
[0063] 樣品氣體取樣探頭2處理后的樣品氣體經(jīng)由樣品氣體輸運(yùn)管5送入至水蒸汽及氫 氣濃度測量裝置中，而為在輸送的過程中實現(xiàn)保溫，該樣品氣體輸運(yùn)管5外部包裹有保溫加 熱帶4。
[0064] 所述的水蒸汽及氫氣濃度測量裝置則用于分別測量樣品氣體中的水蒸汽和氫氣 濃度，并去除水蒸汽。本實施例設(shè)置了三個并聯(lián)的水蒸汽及氫氣濃度測量裝置，可實現(xiàn)大容 量測量水蒸汽和氫氣濃度，而每個水蒸汽及氫氣濃度測量裝置均包括與樣品氣體輸運(yùn)管5 連接、用于裝載樣品氣體的冷凝容器6(本實施例中，該冷凝容器為定容容器），均與冷凝容 器6連接的溫度傳感器7、壓力傳感器8和氫氣分析儀10,同時與溫度傳感器7、壓力傳感器8 和氫氣分析儀10連接的數(shù)據(jù)采集卡（附圖未畫出），與該數(shù)據(jù)采集卡連接的PC機(jī)(附圖未畫 出），通過過水擋氣閥門與冷凝容器6連接的液態(tài)水收集器9,以及冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。所述第 一緩沖氣罐11與氫氣分析儀10連接，其暫時儲存去除水蒸汽后的樣品氣體，并穩(wěn)定氣流。
[0065] 所述的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)用于使冷凝容器6內(nèi)的樣品氣體中的水蒸汽降溫冷凝成液 態(tài)水，其包括盛裝有用作冷卻液的甘油的冷卻液容器17,以及栗入口與該冷卻液容器17連 接、栗出口與冷凝容器6連接的循環(huán)栗18;所述冷凝容器6回連于冷卻液容器17。
[0066]所述樣品氣體增壓回收裝置用于將第一緩沖氣罐中的樣品氣體增壓至5.5bar以 上后送回至核電站安全殼內(nèi)。具體地說，該樣品氣體增壓回收裝置包括栗入口與第一緩沖 氣罐11連接、栗出口連接有第二緩沖氣罐13的真空栗12,與該第二緩沖氣罐13連接的壓力 計14,栗入口與第二緩沖氣罐13連接、栗出口通過氣體回收管道16連接核電站安全殼內(nèi)的 增壓栗15,本實施例采用不銹鋼管，其通過核電站安全殼上的密封件與核電站安全殼相連。
[0067] 本發(fā)明測量核電站安全殼內(nèi)水蒸汽和氫氣濃度的過程如下：
[0068] 首先，在核電站安全殼內(nèi)1布置樣品氣體取樣探頭2(貫穿安全殼上的密封件3,可 同時布置多個），利用樣品氣體取樣探頭2對核電站安全殼1內(nèi)的樣品氣體進(jìn)行取樣。樣品氣 體取樣探頭2取得樣品氣體后，依次去除其中的氣溶膠和液態(tài)水，然后通過樣品氣體輸運(yùn)管 5送入至冷凝容器6中。
[0069] 而后，溫度傳感器7和壓力傳感器8分別測量樣品氣體的溫度和壓力，并通過數(shù)據(jù) 采集卡傳送至PC機(jī)中20。此后，開啟循環(huán)栗18,將盛裝在冷卻液容器17中的冷卻液栗出，并 在冷凝容器6中循環(huán)，對樣品氣體中的水蒸汽進(jìn)行降溫，使之冷凝，得到冷凝的液態(tài)水，冷凝 時間為1~2min;同時，溫度傳感器7和壓力傳感器8測量冷凝后的水蒸汽溫度和壓力，并通 過數(shù)據(jù)采集卡傳送至PC機(jī)中。PC機(jī)對接收的水蒸汽溫度和壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并按照編入 的公式：
，得到安全殼內(nèi)的水蒸汽濃度(Me//。_
[0070]接著，打開過水擋氣閥門（本實施例采用疏水閥），將冷凝容器6中的液態(tài)水收集到 液態(tài)水收集器9中。
[0071]而去除水蒸汽后的樣品氣體(包含有空氣和氫氣)進(jìn)入到氫氣分析儀10中，由氫氣 分析儀10對樣品氣體進(jìn)行分析，得到其中的氫氣濃度7，然后通過數(shù)據(jù)采集卡傳送至PC 機(jī)中。
[0072] p C機(jī)對接收的氫氣濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并按照編入的公式：
_得到安全殼內(nèi)的氫氣濃度。
[0073]得出核電站安全殼