Способ определения эффективности отбора проб аэрозоля в линии для отбора проб
METHOD FOR DETERMINING THE EFFICIENCY OF SAMPLING AN AEROSOL IN A SAMPLING LINE

Область техники
Данное изобретение относится к технической области испытания эффективности отбора проб, и оно касается методики испытания по определению эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб.
Уровень техники
Контроль за аэрозольными выбросами с ядерной установки является важной частью мониторинга газовых выбросов, используется для оценки воздействия на окружающую среду и жителей. Чтобы получить пробы аэрозолей из системы сброса, необходимо использовать линию отбора проб. Линия отбора проб состоит из таких компонентов, как головка отборки, трубка для отбора проб, колено и т.д. Однако во время передачи аэрозолей воздействие диффузии, перемещения, силы тяжести и другие воздействия приведут к осаждению и потере аэрозолей в пробе, что приведет к отклонению между измеренным значением объемной активности радиоактивного аэрозоля на конце прибора и фактическим значением объемной активности. Чтобы устранить это отклонение, результаты измерений прибора необходимо скорректировать на основе эффективности отбора проб аэрозолей, поэтому важно получить эффективность отбора проб аэрозолей системы. Эффективность отбора проб аэрозолей определяется как соотношение количества аэрозолей на измерительном конце и количества аэрозолей на входном конце для отбора проб. Из-за того, что эффективность отбора проб аэрозолей в существующей системе отбора проб подвергается ограничению и воздействию окружающей среды и технологических условий, на площадке отсутствует возможность проводить испытание эффективности отбора проб и верификацию. Поэтому обычно можно только выполнять моделирование и имитацию с помощью программного обеспечения или рассчитывать и оценивать на основе постулированных идеальных условий. Но поскольку на систему отбора проб влияют такие неопределенные факторы, как материал компонентов, неправильная структура, точность обработки размеров, внутренняя чистота и т.д., отклонение значения эффективности отбора проб аэрозолей при программном моделировании или теоретических расчетах от фактического значения эффективности будет большим.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить методику испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб с учетом недостатков предшествующего уровня техники. Данная методика основывается на компонентах системы отбора проб и их компоновке, реально применяемых на площадке, и создает испытательную платформу для получения эффективности отбора проб в лаборатории, чтобы упростить процесс испытания, устранить неопределенность при моделировании или теоретических расчетах и повысить точность полученных значений эффективности отбора проб аэрозолей.
Техническое решение, применяемое в настоящем изобретении: методика испытания по определению эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб включает в себя следующие этапы: Этап 1:В соответствии с системой отбора проб, разрабатывать и создавать испытательную платформу; Этап 2: Генерируются частицы, соответствующего размера для распределения; Этап 3: В соответствии с рабочими условиями системы отбора проб, устанавливать скорость течения и проводить пневматическое испытание; Этап 4: Испытание по эффективности отбора проб для различных компонентов отбора проб; Этап 5: Измерение значения эффективности отбора проб для различных компонентов отбора проб; Этап 6: Определять значение эффективности отбора проб для системы отбора проб в целом.
На вышеуказанном этапе 1, в соответствии с конструкцией системы отбора проб ядерной установки, перечисляют все компоненты для отбора проб от головки для отбора проб до конца сбора и измерения перечисляют все компоненты отбора проб в системе отбора проб и перечисляют конкретные технические данные, включая расположение пространства, длину и угол трубопровода, а также установливают испытательную платформу для компонентов отбора проб на основе собранных технических данных.
По поводу вышеуказанной испытательной платформы, испытуемые компоненты для отбора проб соответственно соединены с адаптерами на входе испытуемого компонента для отбора проб и адаптерами на выходе испытуемого компонента для отбора проб, камера диспергирования соединена с адаптерами на входе испытуемого компонента для отбора проб через трубопровод, адаптеры на выходе испытуемого компонента для отбора проб соединены с аэрозольным высокоэффективным фильтром через трубопровод, аэрозольный высокоэффективный фильтр соединен с воздуховсасывающем насосом системы отбора проб на задней стороне через трубопровод, на котором установлены манометр системы отбора проб и расходомер системы отбора проб, а также клапан для регулирования расхода и клапан регулирования давления, а клапан регулирования давления соединен с атмосферой.
Она дополнительно содержит генератор частиц, который используется для генерации требуемых аэрозольных частиц, соответствующего размера для распределения.
На вышеуказанном этапе 2, частицы генерируются генератором частиц, генератор частиц и камера диспергирования частиц соединены трубопроводом, при этом данный трубопровод отполирован на внутренней стенке.
Метиленовый синий выбран в качестве сырья для генерируемых частиц, а размер частиц регулируется и контролируется концентрацией частиц метиленового синего и рабочими параметрами генератора частиц.
Генератор частиц снабжен электростатическим нейтрализатором и генерируемые частицы не являются заряженными частицами.
3
Когда  генератор частиц работает нормально, концентрация выходящих частиц регулируется в объеме 35-40 частиц/см, чтобы исключить возможность агломерации из-за повышенной высокой концентрации частиц.
На вышеуказанном этапе 3, во время работы запускать воздуховсасывающий насос системы отбора проб и генератор частиц, регулировать клапан для регулирования расхода и клапан регулирования давления, чтобы испытательное давление и расход были такими же, как расход и значение давления при фактической работе на площадке. Испытательный расход и испытательное давление измеряются манометром системы отбора проб и расходомером системы отбора проб. Генератором частиц генерируются аэрозольные частицы, соответствующего размера для распределения, которые входят в камеру диспергирования частиц для образования однородного диспергированного пространства аэрозолей. Поскольку воздуховсасывающий насос системы отбора проб во время работы создает отрицательное давление, аэрозоли в камере диспергирования частиц соответственно проходят через линию отбора проб, адаптер на входе испытуемого компонента для отбора проб, испытуемый компонент для отбора проб, адаптер на выходе испытуемого компонента для отбора проб, линию отбора проб и аэрозольный высокоэффективный фильтр, и данные аэрозоли осаждаются или фильтруются и собираются в вышеупомянутых компонентах.
На вышеуказанном этапе 5, отключать воздуховсасывающий насос системы отбора проб и генератор частиц, демонтировать испытательные трубопроводы различных участков между камерой диспергирования частиц и аэрозольным высокоэффективным фильтром, адаптер на входе испытуемого компонента для отбора проб, испытуемый компонент для отбора проб, адаптер на выходе испытуемого компонента для отбора проб и аэрозольный высокоэффективный фильтр, промывать трубопроводы и различные компоненты спиртом,  пропитывать фильтровальную бумагу, установленную в аэрозольном высокоэффективном фильтре,  спиртом для растворения осажденных аэрозольных частиц. Применять спектрофотометр для измерения концентрации частиц промывочной жидкости различных участков и частиц в растворе для намачивания фильтровальной бумаги. Концентрация частиц умножается на соответствующий объем промывочной жидкости или намачивающего раствора, чтобы была получена соответствующая масса испытательных частиц. Эффективность отбора проб данного испытательного компонента может быть выражена как:
M
1
- масса частиц, измеренная спектрофотометром испытуемого компонента для отбора проб;
M
1
(total)
- общая масса частиц промывочной жидкости различных участков и намачивающего раствора фильтровальной бумаги;
P
1
- эффективность отбора проб испытуемых частиц, соответствующих испытуемыми компонентами.
На вышеуказанном этапе №6, эффективность отбора проб всей системы отбора проб составляет:
P
–
(
total
)
общая эффективность отбора проб системы отбора проб с различными участками трубопроводов и компонентами;
P
-P
-
1
i
эффективность отбора проб различных испытуемых компонентов отбора проб от первого до i-го;
- произведение эффективности отбора проб испытуемых компонентов отбора проб от первого до i-го;
В сравнении с предшествующем уровнем техники, полезным эффектом данного изобретения является:
(1) Данное изобретение предоставляет методику испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб. Данная методика может устранить воздействия окружающей среды и ограничения технологических условий, повысить точность полученных значений эффективности отбора проб аэрозолей;
(2) Данное изобретение предоставляет методику испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб. В соответствии с данной методикой путем проведения испытания реальных компонентов отбора проб в лаборатории устраняется влияние неопределенности при использования программного обеспечения и теоретических расчетах;
(3) Данное изобретение предоставляет методику испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб, которая упрощает процесс испытания и повышает эффективность испытания;
(4) Данное изобретение предоставляет методику испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб, что значительно экономит затраты на испытания;
(5) Данное изобретение предоставляет методику испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб, которая позволяет своевременно улучшить проектирование реальной системы отбора проб согласно результатам испытания.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1: Данное изобретение предоставляет схему процесса методики испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб.
Фиг. 2: Данное изобретение предоставляет конструктивную схему системы испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб.
Перечень позиций: 1- генератор частиц; 2-камера диспергирования частиц; 3-адаптер на входе испытуемого компонента для отбора проб; 4-испытуемый компонент для отбора проб; 5-адаптер на выходе испытуемого компонента для отбора проб; 6-аэрозольный высокоэффективный фильтр; 7-манометр системы отбора проб; 8-расходомер системы отбора проб; 9-клапан для регулирования расхода; 10-клапан регулирования давления; 11-воздуховсасывающий насос системы отбора проб.
Осуществление изобретения
Ниже проводим четкое и всестороннее описание технического решения примера реализации данного изобретения, с учетом прилагаемой фигуры примера реализации данного изобретения. Совершенно очевидно, что нижеизложенный пример реализации только представляет собой часть примера реализации данного изобретения, а не представляет все части. На основании изложенного в данном изобретении примера реализации, другие примеры реализации, полученные техническим персоналом в данной области без предоставления инновационной работы, будут отнесены к сфере защиты данного изобретения.
В описании настоящего изобретения следует отметить, что ориентации или позиционные отношения, описанные терминами «центр», «верхний», «нижний», «левый», «правый» «вертикальный», «горизонтальный», «внутри», «снаружи» и т.д., основаны на ориентациях или позиционных отношениях, показанных на прикрепленных фигурах, чтобы облегчать описание настоящего изобретения и  упрощать описание, а не указывают или подразумевают, что упомянутое устройство или элемент должны иметь определенную ориентацию и быть сконструированы и использованы в определенной ориентации, поэтому вышеуказанные ориентации или позиционные отношения не могут быть поняты как ограничение использования данного изобретения.. Более того, термины «первый», «второй», «третий» используются только для описания целей и не могут быть поняты как указание или подразумевание относительной важности.
В описании настоящего изобретения следует пояснить, что следует широко понимать термины «установка», «подключение», «соединение» при отсутствии иных четких указаний и ограничений. Например, «соединение» может быть фиксированным соединением или съемным соединением, или целым соединением; может быть механическим соединением или электрическим соединением; «подключение» может быть прямым подключением или косвенным подключением через промежуточную среду, и может быть внутренним подключением двух элементов. Рядовые специалисты в данной области могут разобраться в конкретных значениях вышеуказанных терминов в настоящем изобретении в соответствии с конкретной ситуацией.
Как показано на фигуре 1, настоящее изобретение предоставляет методику испытания для определения эффективности отбора проб аэрозоли линией отбора проб, и данная методика включает в себя следующие этапы:
Этап №1: В соответствии с конструкцией системы отбора проб ядерной установки, перечисляют все компоненты для отбора проб от головки  для отбора пробдо конца сбора и измерения перечислены все компоненты отбора проб в системе отбора проб и перечисляют конкретные технические данные, включая расположение пространства, длину и угол трубопровода, а также установливают испытательнуюплатформу для компонентов отбора проб на основе собранных технических данных и фигуры 2. Камера диспергирования частиц (2)  используется для создания условий, адекватные условиям в системе отбора проб на площадке. Создавать испытательную платформу, показанную в фигуре 2, в частности: камера диспергирования (2) соединена с адаптерами на входе испытуемого компонента для отбора проб (3) через трубопровод. Адаптеры на выходе испытуемого компонента для отбора проб (5) соединены с аэрозольным высокоэффективным фильтром (6) через трубопровод. Испытуемые компоненты для отбора проб (4) соответственно соединены с адаптерами на входе испытуемого компонента для отбора проб (3) и адаптерами на выходе испытуемого компонента для отбора проб (5). Аэрозольный высокоэффективный фильтр (6) соединен с воздуховсасывающим насосом (11) системы отбора проб на задней стороне через трубопровод, на котором установлены манометр системы отбора проб (7) и расходомер системы отбора проб (8), а также клапан для регулирования расхода (9) и клапан регулирования давления (10), а клапан регулирования давления (10) соединен с атмосферой.
Генератор частиц (1) используется для генерации требуемых аэрозольных частиц, соответствующих испытательному размеру для распределения. Для генератора может использовать метиленовый синий в качестве реагента. Генератор частиц (1) и камера диспергирования частиц (2) соединены трубопроводом, при этом данный трубопровод отполирован на внутренней стенке. До испытания для повышения частоты генерации генератор частиц (1) пока не подключается к платформе отбора проб.
Этап №2: Генератор ионов генерирует частицы, соответствующего размера для распределения .
3
Частицы генерируются генератором частиц (1). Метиленовый синий выбран в качестве сырья для генерируемых частиц, а размер частиц регулируется и контролируется концентрацией частиц метиленового синего и рабочими параметрами (частота вибрации, скорость подачи и т.д.) генератора частиц (1). Чтобы точно определить размеры полученных частиц, брать пробы из полученных частиц и проводить измерение под микроскопом с большим увеличением. Генератор частиц (1) снабжен электростатическим нейтрализатором и генерируемые частицы не являются заряженными частицами. Когда генератор частиц (1) работает нормально, концентрация выходящих частиц регулируется в объеме 35-40 частиц/см, чтобы исключить возможность агломерации из-за повышенной высокой концентрации частиц.  Стандартные частицы, генерируемые генератором частиц (1), должны соответствовать требованиям монодисперсности.
Этап №3: В соответствии с рабочими условиями системы отбора проб, устанавливать скорость течения и проводить пневматическое испытание.
Запускать воздуховсасывающий насос, регулировать клапан для регулирования расхода и клапан регулирования давления, быть готовым к проведению испытания отбора проб согласно требуемому испытанием расходу и давлению воздуха. Во время работы, включать воздуховсасывающий насос (11) системы отбора проб и генератор частиц (1), регулировать клапан для регулирования расхода (9) и клапан регулирования давления (10), чтобы испытательное давление и расход были такими же, как расход и значение давления при фактической работе на площадке. Испытательный расход и испытательное давление измеряются манометром системы отбора проб (7) и расходомером системы отбора проб (8). Генератором частиц (1) генерируются аэрозольные частицы, соответствующего размера для распределения, которые входят в камеру диспергирования частиц (2) для образования однородного диспергированного пространства аэрозолей. Поскольку воздуховсасывающий насос (11) системы отбора проб во время работы создает отрицательное давление, аэрозоли в камере диспергирования частиц (2) соответственно проходят через линию отбора проб, адаптер на входе испытуемого компонента для отбора проб (3), испытуемый компонент для отбора проб(4), адаптер на выходе испытуемого компонента для отбора проб (5), линию отбора проб и аэрозольный высокоэффективный фильтр (6), и данные аэрозоли осаждаются или фильтруются и собираются в вышеупомянутых компонентах.
Этап №4: Испытание по эффективности отбора проб для различных компонентов отбора проб;
После подтверждения того, что генерируемые стандартные частицы соответствуют требованиям, подключать генератор частиц (1) к испытательной платформе системы отбора проб. Чтобы повысить точность измерения и анализа для испытания, время отбора проб должно быть как можно дольше. Согласно сравнительному анализу фактических экспериментальных данных, время отбора проб крупного распределения обычно составляет не более 1 часа с учётом расхода отбора проб и спецификации трубопровода. А время отбора проб мелкого распределения составляет не менее 8 часов. После достаточного времени испытания отбора проб, потом отключать насос для отбора проб и завершать испытание эффективности отбора проб для данного компонента отбора проб.
Этап №5: Измерение значения эффективности отбора проб для различных компонентов отбора проб.
По истечении времени испытания, воздуховсасывающий насос (11) отключать системы отбора проб и генератор (1) частиц. Демонтировать испытательные трубопроводы различных участков между камерой диспергирования частиц (2) и аэрозольным высокоэффективным фильтром (6), адаптер на входе испытуемого компонента для отбора проб (3), испытуемый компонент для отбора проб (4), адаптер на выходе испытуемого компонента для отбора проб (5) и аэрозольный высокоэффективный фильтр (6), промывать трубопроводы и различные компоненты спиртом,  пропитывать фильтровальную бумагу, установленную в аэрозольном высокоэффективном фильтре (6),  спиртом для растворения осажденных аэрозольных частиц. Применять спектрофотометр для измерения концентрации частиц промывочной жидкости различных участков и частиц в растворе для намачивания фильтровальной бумаги. Концентрация частиц  умножается на соответствующий объем промывочной жидкости или намачивающего раствора, чтобы была получена соответствующая масса испытательных частиц. Эффективность отбора проб данного испытательного компонента может быть выражена как:
1
M- масса частиц, измеренная спектрофотометром испытуемого компонента для отбора проб (4);
1 (total)
M – общая масса частиц промывочной жидкости различных участков и намачивающего раствора фильтровальной бумаги (испытуемый компонент для отбора проб (4) и аэрозольный высокоэффективный фильтр (6), а также трубопроводы и адаптеры между ними);
1
P – эффективность отбора проб испытуемых частиц, соответствующих испытуемыми компонентами.
Этап №6: определять значение эффективности отбора проб для системы отбора проб в целом.
total
Касательно общего коэффициента проницаемости системы отбора проб с несколькими компонентами, может быть получена эффективность отбора проб каждого компонента Pво время испытания и измерения при одинаковых условиях испытания и эксплуатации. Исходя из вышеизложенного, эффективность отбора проб всей системы отбора проб составляет:
total
P - общая эффективность отбора проб системы отбора проб с различными участками трубопроводов и компонентами;
1
i
P-P - эффективность отбора проб различных испытуемых компонентов отбора проб от первого до i-го;
- произведение эффективности отбора проб испытуемых компонентов отбора проб от первого до i-го;
С целью определения эффективности отбора проб аэрозоли дымовой трубы системой отбора проб, основываясь на компонентах системы отбора проб, фактически используемых на площадке, и их компоновке, за счет создания в лаборатории испытательной платформы для измерения эффективности отбора проб для пробоотборных устройств, на основе вышеуказанных методов упрощается процесс испытаний, устраняется отклонение при моделировании и теоретических расчетах, и эффективно повышается точность полученных значений эффективности отбора проб аэрозоли.
Очевидно, что для специалистов в данной области, настоящее изобретение не ограничивается деталями вышеуказанных показательных примеров осуществления, и настоящее изобретение может быть реализовано в других конкретных формах без отклонения от духа или основной особенности настоящего изобретения. Следовательно, во всех отношениях следует рассматривать пример осуществления как показательный пример, а не ограничивающий пример. Объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой, а не приведенным выше описанием, следовательно, предназначен для того, чтобы позволяло данному изобретению охватить все изменения в объеме, касающемся идентичных важным документов формулы изобретения. Любые отметки прилагаемых фигур в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие соответствующую формула изобретения.
Кроме того, хотя это описание представилось с точки зрения способа выполнения, но это не означает, что каждый способ выполнения включает в себя только одно независимое техническое решение. Применяем данный способ изложения для описания, чтобы яснее выразить мысль. Специалисты в данной области должны рассматривать описание как целое, целесообразно сочетать технические решения в каждом примере осуществления для образования других способов выполнения, которые будут оценены специалистами в данной области.