核电厂内温度仪表的应用分析

核电厂内温度仪表的应用分析

1.中国中原对外工程有限公司2.中国电子科技集团第三十二研究所

摘要:本文基于核电厂应用的温度仪表进行了简单分类,对核电厂温度仪表的选型方向及应用特点进行了深入的分析,提出了保障核电厂内温度仪表应用效果的有效措施,为其他研究者提供了可靠参考的文献资料。

关键词:核电厂;温度仪表;应用;分析

核电站作为我国重要基础建设之一,其正常运行与否能够直接关系到国计民生。而核电厂内的温度仪表则直接影响到了整个核电站的运行安全。可见,对核电厂内温度仪表应用进行研究是非常有必要的。当前我国核电厂中应用的仪表主要分为压力、温度、流量、液位、分析仪表这几种,其能够有效保护反应堆和重要设备的重要信息显示和报警,以及对反应堆进行合理的控制。按照核电站应用仪表的功能划分,又可以将应用的温度仪表划分成1E级仪表以及NC级仪表。1E级的安全等级高,且常用于核电厂建设当中,所以又被称之为核级仪表。而其他与反应堆安全无法的温度仪表则定义为NC级仪表。另外,依据信号是否远传又可以将温度仪表划分成就地仪表以及远传仪表。温度仪表的划分更有利于核电厂对仪表的应用,也方便研究人员进行选型和应用。

一、核电厂温度仪表的选型方向及应用特点

(一)铂电阻温度计

通常核电厂的热电阻温度计应用的是PT100的铂电阻温度计,但是,其只是应用在核级领域,却不具有核级功能。PT100的铂电阻温度计在核电厂的应用范围最广,这主要是由于其在测量范围内具有良好的的线性特点,灵敏度高且测量方式较为简单。但铂电阻温度计也存在响应时间长、体积过大、损坏率高的弊端。通常A级PT100的铂电阻温度计具有–100到+450℃的计量范围。而核电厂一回路的最高温度设计为360摄氏度,可以覆盖核电厂除堆芯区域外的所有地方。受安全等级的要求,核电厂内的铂电阻温度计必须由专门、专业机构提供,且必须接受相关部门的监察。

(二)热电偶

热电偶运用的是热电原理来进行温度的测量活动。热电偶具有体积较小,成本低、易于安装,且具有响应快的优势点,在核电厂运用的比较多。但是,由于热电偶的热电势低、灵敏度不高,且需要专门的冷端补偿电缆进行补给,因此应用的效益并不高,通常应用在核电厂安全壳内的混凝土温度测量、管道表面温度测量和泵轴承的温度测量活动当中。需要注意的是,不同分度号的热电偶需要不同型号的补偿电缆进行补给,且不能混合补给。

(三)双金属以及压力式温度计

双金属以及压力式温度计通常应用在核电厂的就地温度测量,是一种非核级仪表设备。一般压力式温度计和双金属温度计使用的是万向型表头,主要是为了读数的便捷。为了满足核电厂内温度仪表的安全要求,温度计外和表盘应涂装符合核电厂涂装要求的材料。压力式温度计则需要安装毛细管来进行温度测量,以此保证操作人员能够远离强辐照源。在对毛细管进行安装时,其长度应经过合理的设计,以此保证毛细管的相应时间合理性和精度正确性。并且,为了保证毛细管在使用过程中不受到外界机械设备的损坏,通常应安装相应的保护套,进行高质量的安装活动。

(四)温度控制器

基于核电厂的特殊性,其安全系数要求较高,应该在温度计上加装温度控制器,以此强化核电厂温度仪表的安全功能。当前我国核电厂应用的温度控制器主要运用的为机械式温度开关,该开关可以为核电设备提供触点信号用于控制、报警。温度控制器作为核电厂多样化控制的体现之一,其可以利用回差来进行温度控制。回差值应该在核电厂的技术规格书中予以明确。当前,我国核电厂的温度控制器一般会设置限定值和死区。死区可调节的温度控制器可能存在无法消除报警的情况。因此,技术人员在对温度控制器选型及验收过程中对死区的限定值予以高度关注,并依据控制器的实际运行情况来调整预防性维修周期。

二、保障核电厂温度仪表应用效益的有效方法

(一)对核级温度仪表设备予以严格的鉴定

我国相关部门制定的核安全法中明确规定了核电设备应通过鉴定程序来证明该设备能够执行规定的安全功能。但是,我国现行的核电标准体系仍不够完善,虽然我国核电供应商的设备供应会参照发达国家的标准来进行鉴定,比如法国、美国、德国等。目前我国很多单位都可以提供设备的试验服务,但缺乏提供完整鉴定服务的权威机构进行鉴定。另外,随着我国三代核电的不断发展,对堆芯的设计参数和要求提出了新的要求,也就提出核电设备新鉴定内容及鉴定标准。但很多供货商对这些标准及内容并不熟悉,就需要供货商不断更新自检标准及内容,对核电厂温度仪表予以严格的鉴定。

(二)提高供货商的综合实力

目前我国仪表供货商在抗震分析,力学计算,材料,焊接等方面的高端人才缺口较大,无法有效解决安装过程中出现的问题。对此,仪表生产企业应建立起完善的质保体系,对核电设备标准及要求进行深入的解读,积极引进高端人才和外国先进技术,且完善自我质保程序、鉴定程序,以此保障仪表生产质量及安装质量。

结束语

目前,我国大多核电厂的温度仪表应用主要是基于温度测量原理来进行的。比如说,温度检测通常为PT100铂电阻温度计或热电偶,就地只是仪表为双金属温度计或压力式温度计,诸如此类。只有基于温度仪表的具体应用情况和功能需求,才能核电厂温度仪表予以正确的应用。

参考文献

[1]胥辉.温度仪表质量检验方法探讨[J].轻工标准与质量,2018(01):48+55.

[2]范遂,顾燕春.温度仪表在核电厂内的应用[J].仪器仪表用户,2014,21(03):62-63+66.

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