具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

示例性的本发明的严重事故后安全壳内气体浓度测量分析系统的组成如图1所示，包括取样探头1a、1b、1c、1d、取样电磁阀2a、2b、2c、2d、水蒸气分析仪3、水蒸气电子冷凝装置4、气体缓冲存储罐5、气体缓冲存储罐压力传感器6、测量电磁阀7、氧气分析仪8、氢气分析仪9、气液回收罐10、液位计11、气体泵12、气液回收罐压力传感器13、排气电磁阀14、注气电磁阀15、排水电磁阀16、回收泵17、置换电磁阀18、气体单向阀19、回收电磁阀20、机械贯穿件(图中未示出)、各连接管线及信号传输电缆(图中未示出)。

以取样探头1a对应的取样管线为例，在核电厂发生严重事故后，取样电磁阀2a打开，安全壳内的气体通过取样探头1a、机械贯穿件和取样管线进入水蒸气分析仪3内部，对水蒸气浓度进行测量。取样探头1a、1b、1c、1d布置于安全壳内不同位置，机械贯穿件和水蒸气电子冷凝装置4之前的取样管线外表面缠裹加热带和保温棉，以避免气体中的水蒸气在取样管线内冷凝，从而影响水蒸气浓度、氧气浓度和氢气浓度的测量精度，最终导致气体可燃性的判断错误。水蒸气浓度测量结束后，气体通过取样管线进入水蒸气电子冷凝装置4内部，气体中的水蒸气在水蒸气电子冷凝装置4内部发生冷凝，冷凝后的气体温度不超过20℃，降低了氢气与氧气结合发生燃烧或燃爆的可能性。冷凝后的气体通过水蒸气电子冷凝装置4的气体出口沿取样管线进入气体缓冲存储罐5内部，气体缓冲存储罐5上装有气体缓冲存储罐压力传感器6，用于测量气体缓冲存储罐5内部气体的绝对压力。本实施例中，当气体缓冲存储罐压力传感器6的测量值达到2bar时，取样电磁阀2a关闭，停止对安全壳内气体进行取样。

测量电磁阀7打开，气体缓冲存储罐5内部的气体通过取样管线进入氧气分析仪8内部，对氧气浓度进行测量。如图2所示，氧气分析仪8由气体入口21、电动阻隔板24、气体流动通道22、永磁体27、石英玻璃管26、电源30、二次仪表29、热敏电阻32、滑动变阻器31、气体出口组成。氧气分析仪8气体入口结构为多通道，通道内部装有粒径不超过2mm的干燥型颗粒23(如硅胶)，通道后设置可以自由伸缩的电动阻隔板24，气体出口分为气体出口X 25和气体出口Y 28两部分，不含氧气的气体从气体出口X 25流出，含氧气的气体从气体出口Y28流出。其中，电动阻隔板可以通过自由伸缩控制测量通道的气体流量。气体入口通道为多通道结构，气体流经入口通道后会流经电动阻隔板。电动阻隔板设置一块，电动阻隔板外表面设有压力传感器，通过测量气体对电动阻隔板两侧外表面产生的压力差值，使电动阻隔板上下移动对气体流量进行实时调节，以避免由于气体流量过大导致的氧气浓度测量精度下降。氧气分析仪8采用热磁对流的方式测量氧气浓度，由于氧气具有顺磁性，在磁场中受到吸引而流向磁场较强处，而氢气不具有顺磁性，这样就可以使氢气和氧气分离。氧气分析仪8的主体部分由热导率低的材料(如胶木)制成，外壳部分由有利于热磁对流散热的材料(如铝)制成。干燥型颗粒用于对气体中的水蒸气进行二次干燥，以提高氧气浓度的测量精度。本实施例中，氧气分析仪8的石英玻璃管26外表面缠有锰铜丝和铂丝，具体来说，石英玻璃管26直径为6mm，壁厚为0.2mm，长度为28mm，在其外表面均匀缠有直径为0.2mm的锰铜丝和直径为0.03mm的铂丝各10圈，其螺距保持不变，铂丝两端用铜丝加锡焊固定在石英玻璃管26上。锰铜丝和铂丝具有不同的电阻温度系数，锰铜电阻温度系数小于±4*10^-5/℃，铂电阻系数小于4*10^-4/℃，锰铜电阻系数远远小于铂，因此锰铜丝作为做精密绕线电阻和采样电阻，铂丝作为测温电阻，以提高氧气浓度的测量精度。其外表面涂有耐高温材料(如无机胶)，以避免铂丝之间接触发生短路。永磁体27设置在石英玻璃管26外部，本实施例中，永磁体材料为钕铁硼材质，在长度方向上与石英玻璃管轴线平行，在轴向方向上，中心与石英玻璃管入口处的距离为10mm。氧气分析仪8的气体出口X 25与氢气分析仪9相连接，气体出口Y28通过气体单向阀19与气液回收罐10相连接。在氧气分析仪8测量过程中，含氧气的气体最终通过气体出口Y 28和气体单向阀19沿管线进入气液回收罐10内部，最终实现全部氧气的回收。不含氧气的气体通过气体出口X 25沿取样管线进入氢气分析仪9内部，对氢气浓度进行测量。氢气分析仪9采用热导的方式测量氢气浓度，原理是基于不同气体的导热系数不同，热导传感器的热丝具有电阻随温度变化的特性，电流通过热丝后热丝被加热，气体的热导作用使热丝的部分热量被带走，导致热丝温度下降，热丝电阻和通过电流发生变化，最终得到气体浓度。氢气的热导系数远远大于其他气体，具有极强的导热性，可以认为热丝热量全部被氢气带走，可以通过这样的方式测量氢气浓度。在无氧气的条件下测量氢气浓度，提高了氢气分析仪9在氢气浓度测量过程中的安全性。

当氢气分析仪9完成氢气浓度测量后，回收电磁阀20和回收泵17依次打开，气体流过回收电磁阀20，最终由回收泵17将气体送回安全壳内部，形成气体浓度闭式循环测量。本实施例中，当气体缓冲存储罐压力传感器6的测量值达到1bar时，测量电磁阀7关闭。在严重事故后安全壳内气体浓度测量分析系统完成一组水蒸气浓度、氧气浓度和氢气浓度测量后，置换电磁阀18和气体泵12依次打开，气体缓冲存储罐5内部的气体和水蒸气电子冷凝装置4内部的冷凝水流过置换电磁阀18，最终由气体泵12将气体和冷凝水送至气液回收罐10内部，当气体缓冲存储罐压力传感器6的测量值达到近0bar时，气体泵12和置换电磁阀18依次关闭，完成气体缓冲存储罐5和水蒸气电子冷凝装置4内部的气体和冷凝水置换和气液回收罐10内部的气体和冷凝水收集。

气液回收罐10上装有液位计11和气液回收罐压力传感器13，并分别与排气电磁阀14、注气电磁阀15和排水电磁阀16相连接，气液回收罐10内部的气体和冷凝水可以及时排出至回收管线内部，最终通过回收泵17送回至安全壳内部。当液位计11的测量值达到一定值时，排水电磁阀16打开，气液回收罐10内部的冷凝水排出至回收管线内部。当气液回收罐压力传感器13的测量值达到一定值时，排气电磁阀14打开，气液回收罐10内部的气体排出至回收管线内部。通过排气电磁阀14和排水电磁阀16进入回收管线内部的冷凝水和气体最终由回收泵17送回至安全壳内部，可以有效避免放射性排放。气液回收罐10内部始终为惰性气体环境(绝对压力不高于0.2bar)且气密性良好，可以自动打开注气电磁阀15向气液回收罐10内部补充相同惰性气体(如氩气、氮气等)，以提供良好的惰性气体环境，防止氢气与氧气混合导致氢气发生燃烧或燃爆，提高了严重事故后安全壳内气体浓度测量分析系统的安全性。

严重事故后安全壳内气体浓度测量分析系统对水蒸气浓度、氧气浓度和氢气浓度的测量结果进行分析，并根据水蒸气、氧气和氢气混合燃烧或燃爆的特性判断在取样探头1a位置气体的可燃性，最终通过信号传输电缆将电信号传输至控制室，以使控制室的操作人员及时采取有效安全缓解措施，保证严重事故后安全壳的完整性。

严重事故后安全壳内气体浓度测量分析系统的取样探头1b、1c、1d连接的三路水蒸气浓度、氧气浓度和氢气浓度测量原理及流程与取样探头1a所述相同，不再重复介绍。

对于本领域技术人员而言，显然本发明的结构不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。