AP00輻射監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測儀設(shè)計方案

1、ap1000輻射監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測儀設(shè)計方案 前 序 我廠針對ap1000項目成立了項目組，查閱了各項資料，通過各種途徑了解到，ap1000krt各通道總體歸納起來包括以下幾種監(jiān)測模式： 液體探測部分（靈敏碘化鈉閃爍體）包括inline,online,offline三種監(jiān)測模式； 氣體探測部分（靈敏閃爍體） 包括inline和offline兩種監(jiān)測模式； 氣體探測部分（ 靈敏閃爍體）包括online一一種監(jiān)測模式； 氣溶膠部分（ 靈敏閃爍體）包括offine一 種監(jiān)測模式； 碘部分（靈敏碘化鈉閃爍體）包括offline一種監(jiān)測模式； 區(qū)域監(jiān)測儀 ； 電廠煙囪寬量程氣體監(jiān)測儀（事故中量程和事故高量程）

2、 包括offline一種監(jiān)測模式； 常規(guī)島通風排放氣體監(jiān)測儀 包括inline一種監(jiān)測模式； 14c、3h 取樣器、安全殼大氣13n/18f監(jiān)測、16n (靈敏探測器)監(jiān)測 以上監(jiān)測模式中，通過理論計算，大部分我廠對應現(xiàn)有產(chǎn)品可滿足技術(shù)要求： 液體探測部分（靈敏碘化鈉閃爍體）可延用我廠xh-2406和xh-3120，只需改動結(jié)構(gòu)的安裝方式即可實現(xiàn)； 氣體探測部分（靈敏閃爍體）可對我廠xh-2401和xh-3124或xh-3121做相應的微小改進即可實現(xiàn)； 氣體探測部分（ 靈敏閃爍體）可對我廠xh-2406或xh-3120做相應的微小改進即可實現(xiàn)； 氣溶膠部分（ 靈敏閃爍體）可繼續(xù)延用我 廠研制

3、的現(xiàn)有產(chǎn)品即可實現(xiàn)； 區(qū)域監(jiān)測儀可繼續(xù)延用我廠研制的現(xiàn)有產(chǎn)品即可實現(xiàn)； 電廠煙囪寬量程氣體監(jiān)測儀（事故中量程和事故高量程）可對我廠xh-2402做相應的微小改進即可實現(xiàn)； 14c和3h 取樣器對現(xiàn)有設(shè)計進行相關(guān)改動，應該就能滿足要求。 安全殼大氣13n/18f監(jiān)測、16n (靈敏探測器)監(jiān)測：我廠將在其現(xiàn)有儀器的基礎(chǔ)上繼續(xù)延用與南華大學聯(lián)合研制的方法實現(xiàn)； 需要新型研制的產(chǎn)品有：常規(guī)島通風排放氣 體監(jiān)測儀，探測方法基本相同，故技術(shù)上不 存在問題； 需要外購的產(chǎn)品有: 碘部分（靈敏碘化鈉閃爍體）,可外購mgp的im201系列產(chǎn)品即可實現(xiàn)； 具體的安裝方式、測量對象及相對應的解決方案和存在的問題請

4、見ap1000輻射監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測儀設(shè)計方案：詳細分析說明詳細分析說明 針對具體的安裝方式、測量對象及相對應的解決方案和存在的問題分析如下：1 液體探測部分 （靈敏碘化鈉閃爍體）根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計要求及制定的對應解決方案分類為四種：第一種第一種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：inline（管內(nèi)） 安裝示意圖：3-1（見右圖） 測量介質(zhì)：液體 測量核素：137cs 測量量程：3.701033.70108 bq/ m3第一種第一種解決方案：解決方案： 在探測方法上可采用將xh-2406或xh-3120的探測器裝入工藝管道，現(xiàn)將兩種探測器的技術(shù)對比闡述如下： a) 關(guān)于探測

5、下限： 由于閃爍體體積較大（xh-2406為7575；xh-3120為5050），故在相同的介質(zhì)體積下，xh-2406的下限應該更低（因為靈敏度更大）；第一種第一種b) 關(guān)于探測上限： 這兩種探測器的量程跨度均為4個量級，但我們已經(jīng)有辦法可以將量程跨度再提高3個量級，所以，探測上限不是問題。 存在問題：存在問題： 我們需要知道所測量管道的安裝方式和管徑、壁厚、材料、探測器的嵌入深度；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。 第二種第二種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：offline（離線） 安裝示意圖：3-2（見右圖） 測量介質(zhì)：液體 測量核素：137cs 測量量程：3.701

6、033.70108 bq/ m3第二種第二種解決方案：解決方案： 在第一種決定采用哪種探測器后，本項可延用其對應我廠的整套儀表。存在問題：存在問題： 我們需要知道現(xiàn)場提供的接管的尺寸；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。 設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：online（管旁） 安裝示意圖：3-4（見右圖） 測量介質(zhì)：液體 測量核素： 131i 、137cs 測量量程：3.701063.701012 bq/ m3 第三種第三種第三種第三種解決方案：解決方案： 在第一種決定采用哪種探測器后，本項可延用其探測器，在測量范圍的問題上，在探測器外加鉛準直后，通過調(diào)整與工藝管道的測量距離

7、來滿足測量下限，上限沒問題。存在問題：存在問題： 我們需要知道現(xiàn)場探測點的外場情況。管道的尺寸和介質(zhì)的相關(guān)情況。第四種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：inline（管內(nèi)） 安裝示意圖：3-1（見右圖） 測量介質(zhì)：液體 測量核素： 137cs 測量量程：3.701043.70109 bq/ m3。第四種解決方案：解決方案： 用第一種探測器和安裝方式即可，測量上限不是問題。根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計要求及制定的對應解決方案分類為五種： 2 氣體探測部分 （靈敏閃爍體） 第一種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：offline（離線） 安裝示意圖：3-3（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體

8、測量核素：85kr、133xe 測量量程：3.701033.70108bq/ m3第一種解決方案：解決方案：見第二種的技術(shù)分析。存在問題：存在問題： 我們需要知道現(xiàn)場提供的接管的尺寸； 測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。第二種設(shè)計要求：設(shè)計要求：安裝方式：inline（管內(nèi)）安裝示意圖：3-6（見右圖）測量介質(zhì)：氣體測量核素：85kr、133xe測量量程：3.701033.70108 bq/ m3第二種解決方案解決方案： 在探測方法上可采用將xh-2401的探測器裝入工藝管道，現(xiàn)將技術(shù)闡述如下： a) 關(guān)于探測下限： 在無外場的情況下，xh-2401的無鉛室自然本底不高于

9、0.5hz， s2=0.025（hz/2s-1）左右，代入公式 s1 = s2/k（k=5.9102（bq/m3/2s-1）和公式 （不考慮rob）第二種可以計算出最小可探測濃度為： 2.044103（bq/m3） 滿足儀器量程要求。b) 關(guān)于探測上限： 我們已經(jīng)有辦法可以將量程跨度再提高3個量級，所以，探測上限不是問題。存在問題存在問題： 我們需要知道所測量管道的安裝方式和管徑、壁厚、材料、探測器的嵌入深度；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。第三種設(shè)計要求設(shè)計要求 安裝方式：inline（管內(nèi)） 安裝示意圖：3-1（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體 測量核素：85kr、133x

10、e 測量量程：3.701063.701012bq/m3解決方案：解決方案： 見第二種的技術(shù)分析。 關(guān)于量程上移的問題，我們可以通過減小閃爍體的面積的方式來解決。例如像xh-3124或xh-3121。存在問題存在問題： 我們需要知道所測量管道的安裝方式和管徑、壁厚、材料、探測器的嵌入深度；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。 第四種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：offline（離線） 安裝示意圖：3-5（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體 測量核素：85kr、133xe 測量量程：3.701033.70109bq/ m3第四種解決方案：解決方案： 同第一種，上限不是問題。存在問題存在

11、問題： 同第一種。第五種設(shè)計要求：設(shè)計要求：安裝方式：offline（離線）安裝示意圖：3-7（見右圖）測量介質(zhì)：氣體測量核素：85kr、133xe測量量程：3.701033.70108bq/ m3第五種解決方案：解決方案： 同第一種。存在問題存在問題： 同第一種。3 氣體探測部分 （ 靈敏閃爍體） 根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計要求及制定的對應解決方案分類為一種：設(shè)計要求： 安裝方式：online（管旁） 安裝示意圖：3-4（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體 測量核素：85kr、133xe 測量量程：3.701033.70108bq/ m3解決方案： 在液體探測部分第一種決定采用哪

12、種探測器后，本項可延用，但需注意探測器筒的材料，原因是要考慮測量核素的能量穿透問題。 在測量范圍的問題上，在探測器外加鉛準直后，通過調(diào)整與工藝管道的測量距離來滿足測量下限，上限沒問題。4 氣溶膠部分 （ 靈敏閃爍體） 根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計要求及制定的對應解決方案分類為三種：第一種設(shè)計要求設(shè)計要求： 安裝方式： offline（離線） 安裝示意圖：3-5（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體 測量核素：90sr、137cs 測量量程：3.7010-23.70103bq/ m3第一種 解決方案解決方案： 采用我廠研制的儀器即可完成。存在問題存在問題： 我們需要知道現(xiàn)場提供的接管的尺

13、寸；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。第二種 設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：offline（離線） 安裝示意圖：3-7（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體 測量核素：90sr、137cs 測量量程：3.7010-23.70103bq/m3第二種解決方案：解決方案： 采用我廠研制的儀器即可完成。存在問題：存在問題： 我們需要知道現(xiàn)場提供的接管的尺寸；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。 第三種設(shè)計要求：設(shè)計要求：安裝方式：offline（離線）安裝示意圖：3-8（見右圖）測量介質(zhì)：氣體測量核素：90sr、137cs測量量程：3.7010-23.70103bq/

14、m3第三種解決方案：解決方案：采用我廠研制的儀器即可完成。存在問題：存在問題：我們需要知道現(xiàn)場提供的接管的尺寸；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。 5 碘部分 （靈敏碘化鈉閃爍體） 根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計要求及制定的對應解決方案分類為兩種：第一種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式：offline（離線） 安裝示意圖：3-5（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體 測量核素：131i 測量量程：3.7010-13.70104bq/ m3第一種 解決方案：解決方案： 采用mgp公司的im201系列儀器，其量程為：3.703.70106bq/m3，本儀器與設(shè)計要求相比較

15、，可以發(fā)現(xiàn)其下限差一個量級，但我們知道在自然本底的情況下，空氣中131i的濃度不會低于幾十個bq/m3，在核電站工作環(huán)境會更高，所以201系列儀器的下限足夠使用了。第二種設(shè)計要求：設(shè)計要求：安裝方式：offline（離線）安裝示意圖：3-7（見右圖）測量介質(zhì)：氣體測量核素：131i測量量程：3.7010-13.70104bq/ m3第二種解決方案：解決方案： 同第一種。 6 區(qū)域監(jiān)測儀 根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計要求及制定的對應解決方案分類為三種：第一種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式： 安裝示意圖：3-9（見右圖） 測量對象：區(qū)域劑量率 測量量程：1.01041.0101

16、1y/ h第一種解決方案：解決方案： 采用我廠研制的儀器即可完成。第二種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式： 安裝示意圖： 測量對象：區(qū)域劑量率 測量量程：1.01.0108y/ h第二種解決方案：解決方案： 采用我廠的xh-3122即可。存在問題：存在問題： 我們需要知道測量現(xiàn)場區(qū)域的溫度范圍。第三種設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式： 安裝示意圖： 測量對象：區(qū)域劑量率 測量量程：1.01.0105y/ h第三種解決方案：解決方案： 采用我廠的xh-3213即可。存在問題：存在問題： 我們需要知道測量現(xiàn)場區(qū)域的溫度范圍。7 電廠煙囪寬量程氣體監(jiān)測儀 根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計

17、要求及制定的對應解決方案分類為兩種：第一種事故中量程（靈敏閃爍體）設(shè)計要求：設(shè)計要求： 安裝方式： offline（離線） 安裝示意圖：3-7（見右圖） 測量介質(zhì)：氣體 測量核素：85kr、133xe 測量量程： 3.701063.701012bq/ m3第一種事故中量程（靈敏閃爍體）解決方案（建立在解決方案（建立在靈敏碘化鈉閃爍體的基礎(chǔ)靈敏碘化鈉閃爍體的基礎(chǔ)上）上） ： 可采用xh-2402的探測器，但由于xh-2402的量程為1.85107bqm33.71011bqm3，故需增加取樣容器的有效體積以增大探測器的靈敏度使之能探測到要求測量量程的下限，上限不是問題。第一種事故中量程（靈敏閃爍體

18、）存在問題：存在問題：探測器類型要求為“/靈敏閃爍體”的具體含義 我們需要知道現(xiàn)場提供的接管的尺寸；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。第二種事故高量程（靈敏閃爍體）設(shè)計要求：設(shè)計要求：安裝方式： offline（離線）安裝示意圖：3-7（見右圖）測量介質(zhì)：氣體測量核素：85kr、133xe測量量程： 3.70103.70101bq/ m3第二種事故高量程（靈敏閃爍體）解決方案：解決方案：可采用xh-2402的探測器，但由于xh-2402的量程為1.85107bqm33.71011bqm3，故需減小取樣容器的有效體積以減小探測器的靈敏度使之探測下限上移到要求測量量程的下限，

19、上限不是問題 。第二種事故高量程（靈敏閃爍體）存在問題：存在問題：探測器類型要求為“/靈敏閃爍體”的具體含義 我們需要知道現(xiàn)場提供的接管的尺寸；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。8 常規(guī)島通風排放氣體監(jiān)測儀（/靈敏gm計數(shù)管） 根據(jù)設(shè)計要求中儀器安裝方式和測量量程統(tǒng)計出的設(shè)計要求及制定的對應解決方案為以下方面：常規(guī)島通風排放氣體監(jiān)測儀（/靈敏gm計數(shù)管）設(shè)計要求：設(shè)計要求：安裝方式：inline（管內(nèi)）安裝示意圖：3-1（見右圖）測量介質(zhì)：氣體測量核素：85kr、133xe測量量程：3.70104bq/m33.701010 bq/ m3 3.70109bq/m33.701

20、015 bq/ m3常規(guī)島通風排放氣體監(jiān)測儀（/靈敏gm計數(shù)管）存在問題：存在問題：探測器類型要求為“/靈敏gm計數(shù)管”的具體含義 需要知道所測量管道的安裝方式和管徑、壁厚（牽扯到能量的問題）、材料、探測器的嵌入深度；測量介質(zhì)的溫度范圍、壓力范圍等因素；探測點的外場情況等。常規(guī)島通風排放氣體監(jiān)測儀（/靈敏gm計數(shù)管）解決方案：解決方案：可采用雙管切換的方式來解決量程的問題也可以用新的測量方法來解決量程的問題，闡述如下： 現(xiàn)在的計數(shù)管測量方式是計數(shù)管輸出一個完整的脈沖，新的方式是在計數(shù)管給出輸出脈沖的前沿起始部分通過電子學的手段將提供給計數(shù)管的高壓在納秒級時間降至計數(shù)管的工作電壓以下，人為的將計

21、數(shù)管的雪崩過程停止，常規(guī)島通風排放氣體監(jiān)測儀（/靈敏gm計數(shù)管）從而使計數(shù)管輸出一個脈寬在幾微秒（甚至更?。┑拿}沖，之后，又將提供給計數(shù)管的高壓在納秒級時間恢復，使之恢復到正常工作狀態(tài)。這種工作方式理論上可使單個計數(shù)管的量程跨度達到8個量級，所以足夠本儀器使用要求。9 14c、3h 取樣器 這兩種取樣器我廠為多個核電站提供過，在得到進一步的技術(shù)資料后，對現(xiàn)有設(shè)計進行相關(guān)改動，應該就能滿足要求。10 安全殼大氣13n/18f監(jiān)測 我廠計劃與南華大學聯(lián)合研制11 16n (靈敏探測器)監(jiān)測 我廠計劃與南華大學聯(lián)合研制12 關(guān)于標定問題對于上述各儀器儀表的標定，具體可分為以下三種方式標定：第一種對于離線設(shè)備對于離線設(shè)備：延用我廠原設(shè)備的方式。第二種對于管旁設(shè)備對于管旁設(shè)備：在有同類離線設(shè)備時，放射源尺寸和核素延用之。第三種對于管內(nèi)設(shè)備對于管內(nèi)設(shè)備：在有同類離線設(shè)備時，放射源尺寸和核素延用之。關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計方案關(guān)于結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 依據(jù)測量儀表的安裝方式，ap1000項目中的儀表可分作三類： 離線安裝(offline)； 管旁安裝(online)； 在線安裝(inline) 。 下面逐一進行說明