JP6380326B2 - Sampling apparatus and sampling method - Google Patents
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Description
本発明は、原子力施設等において、分析対象のサンプルガスを試料採取容器に採取するための試料採取装置及び試料採取方法に関する。 The present invention relates to a sample collection device and a sample collection method for collecting a sample gas to be analyzed in a sample collection container in a nuclear facility or the like.
例えば、原子力施設の1つである原子力発電施設では、排ガスの放射性物質から放射される放射能濃度を測定するために放射性ガスモニタシステムが装備されている。放射性ガスモニタシステムは、プラント排気筒の排ガスをサンプリングして測定容器に導き、排ガス中の放射性物質から放出される放射能濃度を低/高レンジの放射能測定装置にて計測している。このとき、放射能測定装置が測定対象とする放射線レベルは、通常時のバックグラウンドレベルの低レンジから事故等の異常時を想定した高レンジまで広い測定範囲が対象となる。 For example, a nuclear power generation facility, which is one of the nuclear facilities, is equipped with a radioactive gas monitor system for measuring the radioactive concentration emitted from radioactive materials in exhaust gas. The radioactive gas monitor system samples the exhaust gas from the plant exhaust pipe, guides it to a measurement container, and measures the radioactivity concentration released from the radioactive material in the exhaust gas with a low / high range radioactivity measuring device. At this time, the radiation level to be measured by the radioactivity measuring apparatus covers a wide measurement range from a low background level range during normal times to a high range assuming an abnormal situation such as an accident.
そして放射性ガスモニタシステムには、サンプルガス(被測定気体)を採取するための試料採取装置が取り付けられている。試料採取装置は、事故等の異常時のように放射能濃度の上昇が予想される場合に、当該試料採取装置に設けられた試料採取容器にサンプルガスを採取する。作業者は、この試料採取容器を試料採取装置から取り外して分析作業に回し、サンプルガスに含まれる放射性物質の核種等を特定する(例えば、特許文献1参照)。 The radioactive gas monitor system is equipped with a sample collection device for collecting a sample gas (measurement gas). The sample collection device collects a sample gas in a sample collection container provided in the sample collection device when an increase in radioactivity concentration is expected, such as in the case of an abnormality such as an accident. The operator removes the sampling container from the sampling apparatus and sends it to the analysis work, and specifies the nuclide of the radioactive substance contained in the sample gas (for example, see Patent Document 1).
特許文献1には、試料採取装置としてのバイアルサンプラ装置について記載されている。特許文献1では、真空ポンプを作動させて試料採取容器としてのバイアルびん内を真空引きした後、サンプルガスをバイアルびん内に採取することが記載されている(特許文献1の[0004]、[0028]参照)。
しかしながら、事故時に想定されるように排ガスの放射能濃度が高くなると、試料採取容器内に採取されるサンプルガスの放射能濃度が高くなる。すると、作業者の被曝の観点から、試料採取容器を試料採取装置から取り外すことが困難となる。 However, if the radioactivity concentration of the exhaust gas increases as expected at the time of the accident, the radioactivity concentration of the sample gas collected in the sample collection container increases. Then, it becomes difficult to remove the sample collection container from the sample collection device from the viewpoint of worker exposure.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、サンプルガスの放射能濃度が高い状況であっても、安全に試料採取容器にサンプルガスを採取することができる試料採取装置及び試料採取方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to safely collect the sample gas in the sample collection container even in a situation where the radioactivity concentration of the sample gas is high. An object of the present invention is to provide a sampling device and a sampling method that can be used.
本発明の試料採取装置は、放射能濃度を計測するためのサンプルガスが流れる配管から採取用のサンプルガスを取り込むための配管系統と、前記配管系統に設けられ試料採取容器が着脱される取付部と、前記配管系統に設けられた複数の開閉弁と、前記配管系統を真空引きする真空ポンプと、前記試料採取容器が前記取付部に取り付けられた状態で前記真空ポンプによる前記配管系統内の減圧と前記開閉弁を介しての大気導入とを制御して前記試料採取容器内のサンプルガス濃度を希釈させる制御ユニットと、を備え、前記配管系統は、前記配管から前記サンプルガスを取り込むとともに前記配管へ戻すことが可能な流路を備えた第1配管系統と、前記第1配管系統から分岐した流路を備えると共に前記取付部を備えた第2配管系統と、前記第2配管系統から分岐した流路を備えると共に前記真空ポンプが接続された第3配管系統と、を有し、前記第3配管系統には、当該第3配管系統を通じて前記第2配管系統へ大気を導入可能な第4配管系統が接続されており、前記制御ユニットは、前記試料採取容器内の前記サンプルガスを減圧するとともに、前記第4配管系統から導入した空気と混ぜ合わせて、前記試料採取容器内のサンプルガス濃度が所定希釈度となるように制御することを特徴とする。
The sampling device of the present invention includes a piping system for taking sampling gas from a piping through which a sample gas for measuring a radioactivity concentration flows, and a mounting portion provided in the piping system to which a sampling container is attached and detached And a plurality of on-off valves provided in the piping system, a vacuum pump for evacuating the piping system, and a pressure reduction in the piping system by the vacuum pump in a state where the sampling container is attached to the mounting portion And a control unit for diluting the sample gas concentration in the sampling container by controlling the introduction of air through the on-off valve, and the piping system takes in the sample gas from the piping and the piping A first piping system having a flow path that can be returned to, a second piping system that includes a flow path branched from the first piping system and includes the mounting portion, and A third piping system having a flow path branched from the two piping systems and connected to the vacuum pump, wherein the third piping system is configured to supply air to the second piping system through the third piping system. A fourth piping system that can be introduced is connected, and the control unit depressurizes the sample gas in the sampling container and mixes it with air introduced from the fourth piping system, so that the sampling container The sample gas concentration is controlled to be a predetermined dilution .
また別の本発明は、放射能濃度を計測するためのサンプルガスが流れる配管から採取用のサンプルガスを取り込むための配管系統と、前記配管系統に設けられ試料採取容器が着脱される取付部と、前記配管系統に設けられた複数の開閉弁と、前記配管系統を真空引きする真空ポンプと、を具備した試料採取装置における試料採取方法であって、前記取付部に取り付けられた前記試料採取容器に対して前記配管から取り込んだサンプルガスを導入する第1のステップと、前記配管系統の外部へとつながる流路を遮断すると共に前記試料採取容器と前記配管系統との間は開放した状態で、前記試料採取容器につながる前記配管系統を前記真空ポンプで減圧する第2のステップと、前記試料採取容器と前記配管系統との間を遮断すると共に遮断された側の前記配管系統を前記真空ポンプで真空引きする第3のステップと、前記試料採取容器と前記配管系統との間を開放すると共に前記配管系統に大気を導入し前記試料採取容器内のサンプルガスを希釈する第4のステップと、を含むことを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a piping system for taking a sampling gas from a pipe through which a sample gas for measuring a radioactivity concentration flows, and a mounting portion provided in the piping system to which a sampling container is attached and detached. A sampling method in a sampling device comprising a plurality of on-off valves provided in the piping system, and a vacuum pump for evacuating the piping system, wherein the sampling container attached to the mounting portion With respect to the first step of introducing the sample gas taken from the piping, the flow path leading to the outside of the piping system is shut off and the space between the sampling container and the piping system is open, A second step of depressurizing the piping system connected to the sampling container with the vacuum pump; and disconnecting between the sampling container and the piping system. A third step of evacuating the piping system on the side with the vacuum pump; opening a space between the sampling container and the piping system; and introducing the atmosphere into the piping system to sample gas in the sampling container And a fourth step of diluting.
本発明によれば、サンプルガスの放射能濃度が高い状況であっても、安全に試料採取容器にサンプルガスを採取することができる。 According to the present invention, the sample gas can be safely collected in the sample collection container even in a situation where the radioactivity concentration of the sample gas is high.
以下、本発明の一実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。本実施の形態は、原子力発電施設のプラント排気筒(又は排気筒ダクト)から排ガスをサンプリングし、サンプリングされた排ガス(サンプルガス)中の放射性物質から放出される放射能濃度を監視する放射性ガスモニタシステムに試料採取装置を接続した一例である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter abbreviated as “embodiment”) will be described in detail. In the present embodiment, a radioactive gas monitor system that samples exhaust gas from a plant exhaust pipe (or exhaust pipe duct) of a nuclear power generation facility and monitors a radioactivity concentration released from a radioactive substance in the sampled exhaust gas (sample gas) It is an example which connected the sampling device to.
図1は、放射性ガスモニタシステムの系統図である。放射性ガスモニタシステムは、排気筒20から引き込んだサンプルガスの放射能濃度を低レンジ及び高レンジで測定可能なチャンバー2を有している。そして、チャンバー2に引き込んだサンプルガスは、当該放射性ガスモニタシステムに接続される試料採取装置30にて採取可能に構成される。
FIG. 1 is a system diagram of a radioactive gas monitor system. The radioactive gas monitor system has a
放射性ガスモニタシステムは、サンプルガスの放射能濃度を測定する放射能測定装置1を備える。放射能測定装置1は、サンプリングした排ガスが導引されるチャンバー2と、相対的に低いレンジとなる低レンジを測定対象とする低レンジ用検出器3と、相対的に高いレンジを測定対象とする高レンジ用検出器4とを具備して構成される。
The radioactive gas monitor system includes a
図1に示すように、放射能測定装置1は、原子力発電施設において排ガスを排気する排気筒20に接続されたサンプリング配管21を経由してチャンバー2へ排ガスが導引され、サンプリング配管22を経由して排気筒20内へ戻される。排気筒20内には、サンプリング配管21の上流側のガス取り込み口となるサンプリングノズル20aが挿入されている。サンプリング配管21には、排ガス中に含まれる粒状物等を除去するための集塵ろ紙及び活性炭カートリッジ等からなる集塵部23が設けられている。排気筒20を通過する排ガスの一部は、サンプリングノズル20aから取り込まれ、集塵部23によって粒状物等及びよう素を除去してから放射能測定装置1のチャンバー2へ供給される。図1には、上流側のサンプリング配管21を通るサンプルガスの流れ方向が矢印Aで示されている。
As shown in FIG. 1, the
放射能測定装置1のチャンバー2を通過したサンプルガスは、下流側のサンプリング配管22を通って排気筒20に戻される。図1には、下流側のサンプリング配管22を通るサンプルガスの流れ方向が矢印Bで示されている。なお、サンプリング配管22には、サンプリング配管22内のサンプルガスの流量を計測する流量発信器24や、ポンプ27等が設けられている。ポンプ27にてサンプリングノズル20aから取り込まれたサンプルガスが放射能測定装置1のチャンバー2を経由して排気筒20に戻るように流れる方向が制御される。
The sample gas that has passed through the
また、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4から出力される放射線検出信号はそれぞれ対応する前置増幅器28、29を介して制御装置25へ出力される。制御装置25は、中央処理装置(CPU)やROMやRAM等の記憶装置を含んで構成され、前置増幅器28、29にて増幅された微弱な電気信号である放射線検出信号を計数して放射能濃度などの監視パラメータに変換して表示及び記録等する。制御装置25では、予め放射線検出信号によるカウント数と放射能濃度(ベクレル)とを対比させた変換データが記憶されており、低レンジ用検出器3及び高レンジ用検出器4から送られてきた放射線検出信号のカウント数に基づいて放射能濃度を算出することができる。
The radiation detection signals output from the low range detector 3 and the high range detector 4 are output to the
なお図1に示す放射性ガスモニタシステムの構成はあくまでも一例であり、他の構成であってもよい。また図1に示す実施の形態では、放射性ガスモニタシステムが、排気筒20に接続されているが、排気筒20に繋がる最終ダクトとなる排気筒ダクトに接続されていてもよい。排気筒ダクトに接続される場合の放射性ガスモニタシステムの構成は図1と異なっていてもよい。
The configuration of the radioactive gas monitor system shown in FIG. 1 is merely an example, and other configurations may be used. In the embodiment shown in FIG. 1, the radioactive gas monitor system is connected to the
次に試料採取装置30の構成について説明する。図1に示すように、試料採取装置30は、放射性ガスモニタシステムに接続されており、具体的には、下流側のサンプリング配管22の分岐系統31に接続されている。試料採取装置30は、分岐系統31からサンプルガスを採取できるように構成されており、特に高濃度レベルのサンプルガスを希釈できるように構成されている。試料採取装置30の構成について図2を用いて説明する。図2は、試料採取装置30の系統図である。
Next, the configuration of the
図2に示すように、試料採取装置30は、採取用のサンプルガスを取り込むための配管系統10と、複数の開閉弁43、44、54、58、66、67、70、78と、調節弁46、68と、真空ポンプ69と、中央処理装置(CPU)やROMやRAM等の記憶装置を含んで構成され当該試料採取装置30を制御する制御ユニット34とを備える。
As shown in FIG. 2, the
配管系統10は、サンプルガスが流れるサンプリング配管22の分岐系統31に接続される。分岐系統31は、サンプリング配管22の上流側から下流側にかけて間隔を空けて複数本の分岐配管35、36、37が設けられ、サンプリング配管22から各分岐配管35、36、37に分岐する流路が確保されている。
The
各分岐配管35、36、37の先端部には、試料採取装置30側と接続される開口状の接続部35a、36a、37aが形成されている。また、分岐配管35と分岐配管36には途中位置に開閉弁38、39が取り付けられる。また、分岐配管35と分岐配管36との間のサンプリング配管22の途中にも開閉弁40が設けられている。開閉弁38、39、40は、自動バルブであっても、手動バルブであってもよい。以下では、開閉弁38、39、40は自動バルブであって、図1に示す制御装置25にて制御されるものとして説明する。すなわち、制御装置25は、サンプルガスの採集時、開閉弁38、39、40の動作を制御して、サンプリング配管22及び分岐系統31からサンプルガスが試料採取装置30側に流入できるように調整する機能を備えている。なお、開閉弁38、39、40としてはモータバルブが例示される。
配管系統10は、サンプリング配管22、分岐配管35からサンプルガスを取り込むとともに、分岐配管36、サンプリング配管22へ戻すことが可能な流路を備えた第1配管系統としての接続系統32を有する。また、接続系統32から分岐した流路を備えると共に試料採取容器56が着脱される取付部としてのカプラー57を備える第2配管系統としての採取系統50、採取系統50から分岐した流路を備えると共に真空ポンプ69が接続される第3配管系統としての真空引系統51を有する。
The
接続系統32には主配管42が設けられる。接続系統32の主配管42は、分岐配管35、36の接続部35a、36aと対向する接続部42a、42bを介して分岐系統31に接続される。接続系統32の主配管42は、一方の接続部42a側の上流配管部42cと、他方の接続部42b側の下流配管部42dと、上流配管部42cと下流配管部42dとの間をつなぐ中間配管部42eとが一体的に形成される。
A
上流配管部42c及び下流配管部42dの夫々の途中には、開閉弁43、44が設けられる。また、上流配管部42cと下流配管部42dの途中を繋ぎ、各開閉弁43、44よりも中間配管部42eに近い側に配置されたバイパス配管45が設けられ、上流配管部42cからバイパス配管45を介して下流配管部42dへの流路が確保されている。バイパス配管45の途中には、調節弁46が設けられている。なお、開閉弁43、44としてはソレノイドバルブ、調節弁46としてはニードル弁が例示される。
On-off
試料採取装置30には採取系統50が接続されている。採取系統50には途中位置にて分岐した真空引系統51が接続され、更に、真空引系統51には当該真空引系統51を通じて採取系統50に大気を導入可能な第4配管系統としての大気導入系統52が接続されている。
A
採取系統50には、中間配管部42eから分岐した流路を備える主配管53が設けられる。また、中間配管部42eと採取系統50の主配管53との接続位置(分岐位置)には、三方弁である開閉弁54が設けられている。また、採取系統50の主配管53の先端部には、ボールバルブ55付き試料採取容器56を取り付けるためのカプラー57が設けられている。また、開閉弁54とカプラー57との間に位置する主配管53の途中には、開閉弁58が設けられている。この開閉弁58は、真空引系統51の分岐位置Sから見てカプラー57側に配置されている。開閉弁54、58としては、ソレノイドバルブが例示される。
The
真空引系統51は、採取系統50の主配管53との分岐位置Sから、図2の図示上下に分岐した主配管62を備える。これにより、採取系統50の主配管53と真空引系統51の主配管62との間を通じる流路が確保される。真空引系統51の主配管62は、一方の端部に、圧力発信器64が設けられており、他方の端部には、分岐配管37の接続部37aと対向する位置に開口状の接続部62bが設けられている。圧力発信器64は、ケーブル等を介して制御ユニット34に電気的に接続されている。
The
また、真空引系統51の主配管62には、採取系統50の主配管53からの分岐位置Sと圧力発信器64との間にねじ込みプラグ65及び開閉弁66が設けられている。また、真空引系統51の主配管62には、採取系統50の主配管53からの分岐位置Sと接続部62bとの間に、分岐位置Sに近い側から、開閉弁67、調節弁68、真空ポンプ69、及び開閉弁70が取り付けられている。真空ポンプ69は、ケーブル等を介して制御ユニット34に電気的に接続されている。なお、開閉弁67、70としてはソレノイドバルブ、調節弁68としてはニードル弁が例示される。
The
図2に示す各分岐配管35、36、37の接続部35a、36a、37aと、接続系統32の主配管42及び真空引系統51の主配管62の接続部42a、42b、62bとが、夫々接続されて固定される。これにより、分岐系統31から試料採取装置30内へサンプルガスを流入させるとともに、サンプルガスを試料採取装置30内から分岐系統31へ戻すことができる。
大気導入系統52は、主配管76を有して構成される。大気導入系統52の主配管76と真空引系統51の主配管62とは接続されており流路が確保される。図2に示すように、大気導入系統52の主配管76は、開閉弁67と、真空ポンプ69との間の位置で真空引系統51の主配管62に接続されている。
The
図2に示すように、大気導入系統52の主配管76の端部には、フィルタ77が設けられ、フィルタ77を介して空気を流入できるようになっている。図2に示すように、大気導入系統52の主配管76の途中には開閉弁78が設けられている。なお、開閉弁78としては、ソレノイドバルブが例示される。
As shown in FIG. 2, a
本実施の形態の開閉弁は、配管系統へのサンプルガスの導入、ガス減圧、及び大気導入のための流路の開閉制御に用いられるものであり、開閉弁を取り付ける配管系統の系統構成や、開閉弁の数、開閉弁の配置については限定されるものでない。 The on-off valve of the present embodiment is used for the on-off control of the flow path for introducing the sample gas to the piping system, gas decompression, and air introduction, and the system configuration of the piping system to which the on-off valve is attached, The number of on-off valves and the arrangement of the on-off valves are not limited.
なお、図2に示した開閉弁43、44、54、58、66、67、70、78はあくまでも例示であって、いかなる構成の弁を採用してもよい。また、開閉弁43、44、54、58、66、67、70、78は自動バルブであってもよいし、手動バルブであってもよい。開閉弁43、44、54、58、66、67、70、78を自動バルブとする場合には、これらはケーブル等を介して制御ユニット34に電気的に接続され、これによって制御される。以下では、開閉弁43、44、54、58、67、70、78を自動バルブとする場合を例示して説明する。
Note that the on-off
試料としてのサンプルガスを採取する際の、試料採取装置による試料採取動作(試料採取方法)について、図3から図9を用いて説明する。以下、図3〜図9では、主要の開閉バルブに○×の符号を付けて図示した。○の表記は、弁が開放されて流路が確保された状態を示し、×の表記は、弁が閉じられて流路が遮断された状態を示す。 A sample collection operation (sample collection method) by the sample collection apparatus when collecting a sample gas as a sample will be described with reference to FIGS. Hereinafter, in FIG. 3 to FIG. 9, main open / close valves are shown with a symbol “X”. A notation indicates a state where the valve is opened and the flow path is secured, and a notation indicates a state where the valve is closed and the flow path is blocked.
(事前準備ステップ)
図3に示すように、試料採取容器56をカプラー57に取り付けた状態にする。このとき、制御ユニット34により、開閉弁54を閉じた状態にして、接続系統32の主配管42と採取系統50の主配管53との流路が遮断されている。開閉弁54は三方弁であり、開閉弁54が開放された状態とは、接続系統32の主配管42と採取系統50の主配管53との流路がつながった状態を示し、開閉弁54が閉じられた状態とは、接続系統32の主配管42と採取系統50の主配管53との流路が遮断された状態(接続系統32の主配管42は、上流配管部42cから中間配管部42eを介して下流配管部42dに至る流路がつながっている)を示す。また、制御ユニット34により、開閉弁58及び開閉弁67を開放した状態に、開閉弁78を閉じた状態にする。また調節弁68は開度調整とし、ボールバルブ55は開放した状態とする。これにより、採取系統50、試料採取容器56、及び真空引系統51は繋がった状態とされている。
(Preliminary preparation steps)
As shown in FIG. 3, the
上記のように系統開閉を制御ユニット34により制御するとともに、制御ユニット34により、真空ポンプ69を作動して、真空引系統51内を真空引きする。これにより、採取系統50を介して試料採取容器56の内部を真空にすることができる。この真空の状態は、試料採取容器56の内部にサンプルガスが流入するまで確保される。真空引系統51内の圧力は、圧力発信器64にて計測される。なお図3には点線で真空引きされた配管系統部分P1を示した。図3に示すように、大気導入系統52も途中の開閉弁78まで真空引きされた状態にある。
The system opening / closing is controlled by the
(サンプルガスの試料採取容器内への導入:第1のステップ)
制御装置25により、放射性ガスモニタシステムの分岐系統31の開閉弁38、39は開放された状態に、開閉弁40は閉じた状態に制御される(図4参照)。
(Introduction of sample gas into the sampling container: first step)
The
また、試料採取装置30の接続系統32では、制御ユニット34により、開閉弁43、44を開放状態とする。また、図3の状態から、配管内の残留ガスがサンプルガスに置換されるまでの一定時間経過後に、開閉弁54を開放することで、サンプルガスが、接続系統32から、採取系統50へ流入できるように流路が確保される。
Further, in the
図4に示すように、制御ユニット34により、開閉弁58を開放した状態に、開閉弁67及び開閉弁78を閉じた状態に制御する。このとき、試料採取容器56のボールバルブ55は開いた状態にしておく。
As shown in FIG. 4, the
これにより、サンプルガスが、サンプリング配管22から分岐系統31を通って、接続系統32及び、採取系統50に流入する。そして、サンプルガスは、採取系統50から試料採取容器56の内部に導入される。これにより、100%濃度のサンプルガスを、試料採取容器56内に導入することができる。
As a result, the sample gas flows from the
ここで、放射能測定装置1により測定される放射能濃度が閾値以下であれば、続く第2のステップから第4のステップを実施せずに、後述する第5のステップにより試料採取容器56を取り外して分析作業へ移行することができる。一方、放射能測定装置1により測定される放射能濃度が閾値以上であれば、制御ユニット34により後述する希釈動作を実施する。すなわち、放射能測定装置1からの放射能濃度計測結果を制御ユニット34が受け取り、その放射能濃度計測結果を基に、希釈の要否や、希釈する際の希釈度を決定する。ここでは、放射能測定装置1により測定される放射能濃度が閾値を超えていて制御ユニット34が引き続き希釈動作を実施する場合について説明する。
Here, if the radioactivity concentration measured by the
(ガス減圧動作:第2のステップ)
次に、図5に示すように制御ユニット34により、開閉弁54を閉じて、接続系統32と採取系統50との間の流路を遮断するように制御する。これにより、接続系統32に残されたサンプルガスは、中間配管部42eから下流配管部42d、及び分岐配管36を経由して、サンプリング配管22に戻すことができる。また、制御装置25では、分岐系統31の開閉弁38、39を閉じた状態にし、サンプリング配管22の開閉弁40を開放した状態に制御する。これにより、サンプリング配管22を通るサンプルガスの流路を確保できる。
(Gas decompression operation: second step)
Next, as shown in FIG. 5, the
図5に示すように、制御ユニット34により、開閉弁58及び開閉弁67を開放した状態に制御し、一方、開閉弁78を閉じた状態に制御する。このとき、ボールバルブ55及び調節弁68はいずれも開いた状態を維持する。すなわち、配管系統10の外部へとつながる流路を遮断すると共に試料採取容器56と配管系統10との間は開放した状態する。
As shown in FIG. 5, the
そして、制御ユニット34により、真空ポンプ69を作動して、所定のガス圧まで減圧する。これにより、図5の点線に示す試料採取容器56につながる配管系統10(配管系統部分P2)が真空引きされる。例えば、採取するサンプルガスを1/10に希釈する場合、上記の第1のステップで、試料採取容器56内に取り込まれたサンプルガスが1気圧であれば、0.1気圧まで真空ポンプ69により減圧する。減圧値は、圧力発信器64により計測でき、その計測結果は制御ユニット34に送られる。
Then, the
希釈度は、制御ユニット34が放射能測定装置1からの放射能濃度計測結果に基づいて決定し、その希釈度に合わせて減圧値が決定される。例えば、サンプルガスを1/5に希釈するだけで安全性を確保できるレベルまでサンプルガスが希釈される場合は、上記の第1のステップで、試料採取容器56内に取り込まれたサンプルガスが1気圧であれば、0.2気圧まで真空ポンプ69により減圧する。このように目標希釈度に応じて減圧の気圧をコントロールする。
The degree of dilution is determined by the
(真空動作:第3のステップ)
次に図6に示すように、図5の状態から、試料採取容器56と配管系統10との間を遮断するためにボールバルブ55を閉じる。他の系統開閉状態は図5と同じである。そして、図6では、制御ユニット34により、真空ポンプ69を作動して、図6の点線に示す遮断された側の配管系統10(配管系統部分P3)を真空に制御する。なお真空は、真空引圧力と、試料採取容器56内に採取されたサンプルガス圧力を圧力発信器64により、正確に測定することにより、サンプルガスの捕集量が算定できるので、絶対真空までは必要としないが、一般的な真空ポンプ69を用いても1Torr以下となる。
(Vacuum operation: 3rd step)
Next, as shown in FIG. 6, the
なお図6では、試料採取容器56のボールバルブ55を閉じた状態としているため、真空の影響を試料採取容器56は受けない。すなわち、試料採取容器56の内部は、サンプルガスが、1/10の希釈の場合、0.1気圧の状態で保たれている。
In FIG. 6, since the
(空気導入動作:第4のステップ)
次に、上記した第3のステップから、図7に示すように、制御ユニット34により、試料採取容器56と配管系統10との間の開閉弁78を開放した状態に制御する。このとき、試料採取容器56のボールバルブ55を閉じた状態にしておく。他の系統開閉状態は図6と同じである。
(Air introduction operation: 4th step)
Next, from the third step described above, as shown in FIG. 7, the
図7に示すように、開閉弁78が開放されることで、フィルタ77を介して大気(大気圧の空気)を、大気導入系統52から真空引系統51及び採取系統50に向けて導入することができる。これにより、大気導入系統52、真空引系統51及び採取系統50は、1気圧の空気で満たされる。
As shown in FIG. 7, when the on-off
次に、図8に示すように、試料採取容器56のボールバルブ55を開ける。これにより空気が、試料採取容器56内部に流入される。このとき、試料採取容器56内部には既に0.1気圧のサンプルガスが入っている。そして、大気導入系統52、真空引系統51及び採取系統50内は空気により1気圧で満たされた状態にあるから、試料採取容器56内部も1気圧となるように0.1気圧のサンプルガスと0.9気圧の空気とが混合される。この結果、試料採取容器56内にはサンプルガスが1/10に希釈された状態となる。試料採取容器56のサンプルガス濃度を採取した生ガスの1/10に希釈する場合は、これで希釈動作を終了する。一方、サンプルガスの放射能濃度が非常に高いために1回の希釈動作では十分な安全性が確保できるレベルまで試料採取容器56内の放射能濃度が低下しない場合がある。この場合は、ステップ2からステップ4の希釈動作を繰り返して安全性を確保できるレベルまで試料採取容器56内のサンプルガスを希釈させる。そして、目標の希釈度になるまで上記第2のステップから第4のステップを繰り返す。
Next, as shown in FIG. 8, the
(試料採取容器取り外し動作:第5のステップ)
続いて、図8の状態から、制御ユニット34により、開閉弁58を閉じた状態に制御する。また図8では、開閉弁78も閉じた状態に制御している。そして、試料採取容器56のボールバルブ55を閉じた状態にし、図9に示すようにカプラー57から試料採取容器56を取り外す。
(Sample collection container removal operation: fifth step)
Subsequently, from the state of FIG. 8, the
上記した各動作により、試料採取容器56に希釈されたサンプルガスを採取することができ、安全性及び作業性を従来よりも優れたものにできる。
By each operation described above, the sample gas diluted in the
また上記した、試料採取装置30による試料を希釈するための各動作により、簡単且つ適切に試料の希釈を行うことが可能である。
Moreover, it is possible to easily and appropriately dilute the sample by each operation for diluting the sample by the
本発明の試料採取装置によれば、事故等の異常時に、被測定気体の放射能濃度が高濃度レベルに達しても、被測定気体を希釈した状態で採取できるもので、原子力発電施設等に適宜使用できる。 According to the sampling apparatus of the present invention, even when the radioactivity concentration of the gas to be measured reaches a high concentration level in the event of an abnormality such as an accident, the gas to be measured can be sampled in a diluted state. It can be used as appropriate.
1…放射能測定装置
2…チャンバー
3…低レンジ用検出器
4…高レンジ用検出器
10…配管系統
20…排気筒
21、22…サンプリング配管
25…制御装置
30…試料採取装置
31…分岐系統
32…接続系統(第1配管系統)
34…制御ユニット
38、39、40…開閉弁
42、53、62、76…主配管
43、44、54、58、66、67、70、78…開閉弁
46、68…調節弁
50…採取系統(第2配管系統)
51…真空引系統(第3配管系統)
52…大気導入系統(第4配管系統)
55…ボールバルブ
56…試料採取容器
57…カプラー
64…圧力発信器
69…真空ポンプ
77…フィルタ
DESCRIPTION OF
34 ...
51 ... Vacuum drawing system (third piping system)
52 ... Air introduction system (fourth piping system)
55 ...
Claims (5)
前記配管系統に設けられ試料採取容器が着脱される取付部と、
前記配管系統に設けられた複数の開閉弁と、
前記配管系統を真空引きする真空ポンプと、
前記試料採取容器が前記取付部に取り付けられた状態で前記真空ポンプによる前記配管系統内の減圧と前記開閉弁を介しての大気導入とを制御して前記試料採取容器内のサンプルガス濃度を希釈させる制御ユニットと、
を備え、
前記配管系統は、前記配管から前記サンプルガスを取り込むとともに前記配管へ戻すことが可能な流路を備えた第1配管系統と、前記第1配管系統から分岐した流路を備えると共に前記取付部を備えた第2配管系統と、前記第2配管系統から分岐した流路を備えると共に前記真空ポンプが接続された第3配管系統と、を有し、
前記第3配管系統には、当該第3配管系統を通じて前記第2配管系統へ大気を導入可能な第4配管系統が接続されており、
前記制御ユニットは、前記試料採取容器内の前記サンプルガスを減圧するとともに、前記第4配管系統から導入した空気と混ぜ合わせて、前記試料採取容器内のサンプルガス濃度が所定希釈度となるように制御することを特徴とする試料採取装置。 A piping system for taking a sample gas for sampling from a pipe through which the sample gas for measuring the radioactivity concentration flows;
A mounting portion provided in the piping system to which a sampling container is attached and detached;
A plurality of on-off valves provided in the piping system;
A vacuum pump for evacuating the piping system;
In a state where the sampling container is attached to the attachment portion, the pressure reduction in the piping system by the vacuum pump and the introduction of air through the on-off valve are controlled to dilute the sample gas concentration in the sampling container. A control unit,
Equipped with a,
The piping system includes a first piping system including a flow path capable of taking in the sample gas from the piping and returning the sample gas to the piping, a flow path branched from the first piping system, and the mounting portion. A second piping system provided, and a third piping system including a flow path branched from the second piping system and connected to the vacuum pump,
A fourth piping system capable of introducing air into the second piping system through the third piping system is connected to the third piping system,
The control unit decompresses the sample gas in the sample collection container and mixes it with air introduced from the fourth piping system so that the sample gas concentration in the sample collection container becomes a predetermined dilution. A sampling device characterized by controlling .
前記取付部に取り付けられた前記試料採取容器に対して前記配管から取り込んだサンプルガスを導入する第1のステップと、
前記配管系統の外部へとつながる流路を遮断すると共に前記試料採取容器と前記配管系統との間は開放した状態で、前記試料採取容器につながる前記配管系統を前記真空ポンプで減圧する第2のステップと、
前記試料採取容器と前記配管系統との間を遮断すると共に遮断された側の前記配管系統を前記真空ポンプで真空引きする第3のステップと、
前記試料採取容器と前記配管系統との間を開放すると共に前記配管系統に大気を導入し前記試料採取容器内のサンプルガスを希釈する第4のステップと、を含むことを特徴とする試料採取方法。 A piping system for taking sampling gas from a pipe through which a sample gas for measuring radioactivity concentration flows, a mounting part provided in the piping system to which a sampling container is attached and detached, and provided in the piping system A sampling method in a sampling device comprising a plurality of on-off valves and a vacuum pump for evacuating the piping system,
A first step of introducing the sample gas taken from the pipe into the sampling container attached to the attachment portion;
Secondly, the flow path leading to the outside of the piping system is shut off and the piping system connected to the sampling container is decompressed by the vacuum pump in a state where the sampling container and the piping system are open. Steps,
A third step of blocking between the sampling container and the piping system and evacuating the piping system on the blocked side with the vacuum pump;
And a fourth step of opening the space between the sampling container and the piping system and introducing air into the piping system to dilute the sample gas in the sampling container. .
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