在线溶解氢表在压水堆核电厂的常见问题及解决措施
来源:用户上传
作者:
摘 要：核取样系统中的在线溶解氢表为核电站运行人员提供在线实时的反应堆一回路冷却剂或稳压器液相中所含溶解氢浓度以及与之相关的报警信息。结合压水堆核电厂在线溶解氢表在调试、运行期间出现的常见问题进行案例分析，提出以后在线溶解氢表维护期间应注意的重点，为提高电厂在线溶解氢表测量准确性和化学监督水平提供了有效的技术手段。
关键词：压水堆；在线溶解氢表；常见故障
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.056
1 在线溶解氢表的重要性
反应堆功率运行时，一回路冷却剂由于经受以γ射线为主的混合射线的辐照而引起水的辐照分解。为了抑制水的辐照分解而产生对结构材料完整性有害的氧，通过容控箱向一回路冷却剂中加入氢气[1]。
一回路冷却剂溶解氢含量是重要的运行技术规范参数，其测量主要是通过在线溶解氢表进行。在线溶解氢表的准确可靠可保证一回路冷却剂溶解氢含量满足规范要求，防止材料腐蚀。
2 在线溶解氢表的介绍
以Orbisphere 511型溶解氢表为例，其采用的是热导式传感器。使用热导式气体分析器进行分析有两个必要条件：1）其余各组分作为背景气体的导热系数必须相同或十分接近；2）待测组分的导热系数，对比背景气体的导热系数，要有显著差别，差别愈大，则测量愈灵敏。
（1）工作原理。其基于不同的气体具有不同的热导系数，混合气体的热导率随其组分含量的变化这一物理特性进行工作的。由于气体成分变化引起导热系数变化，导致置于测量室热丝的电阻值变化，利用测量电路测得与气体成分比例的电阻值，从而间接测得气体成分。
Orbisphere 511型溶解氢表传感器工作过程为双周期制（大约20s），一个是填充周期，一个是取样周期。填充周期内，冲洗气体进入填充膜下方的热导芯片夹层，排出上一周期的样品，为下一个测量定义参比点；取样周期内，停止冲洗气体补给，允许样品中的溶解气体通过膜扩散，致使取样期间芯片上的热导值发生变化，芯片的电压发生变化，用电压和温度可以计算出待测气体的浓度，输出模拟信号传送至测量仪器。
（2）组成。溶解氢表设备的三个部分：1）预处理装置-对水的取样和预处理：取样预处理装置是分析系统的重要设备之一，完成对分析样品的取样、调制、测量、排放等功能，为分析仪表准确、稳定和可靠测量建立基础；2）氢分析显示仪-信号处理、变送盒远传、氢浓度显示等；3）标定装置-当氢分析仪表读数不准或读数偏差较大时应对其进行标定，用氢气标准气瓶标定，把氢传感器放进氢标定流通池和传感器里，手套箱外接入氢气标准气瓶。
3 在线溶解氢表运行期间的常见问题及解决措施
（1）在线溶解氢表读数标定前后偏差大。某核电厂在运行期间，仪表人员对溶解氢表进行定期维护与标定。标定前读数为30cc/kg，在系统状态未改变的情况下，标定后读数为26cc/kg，标定前和标定后测量偏差大。重新标定后该仪表读数恢复至30cc/kg。
究其原因为在标定溶解氢表的过程中，更换了渗透膜，但更换后没有等待膜稳定就立即标定，标定前后仪表测量出现偏差。针对这种情况，将更换渗透膜后需用除盐水浸泡，待膜稳定后再进行标定的要求落实到程序中，避免再次发生此类现象。
（2）在线溶解氢表氮气供应管线进水，导致氢表不可用。某核电厂在运行期间，在线溶解氢表读数异常，同时发现氢表上游氮气供应管线内有水流出。
经排查核实，运行人员对蒸汽发生器进行鼓氮操作，同时，由于氮气消耗量较大，正在进行液氮冲注。鼓氮点位于低点，当氮气管线压力低于液位对应的压头，氮气管線进水，导致在线溶解氢表传感器损坏。
（3）在线溶解氢表失去氮气供应。某核电厂在运行期间，仪表巡检人员发现在线溶解氢表失去氮气供应，仪表测量读数由34cc/kg持续下降至19cc/kg，后立即向主控汇报该异常现象，后恢复，氢表不可用时间持续45min。
经过核实，确定在线溶解氢表失去氮气供应的原因为运行人员执行液氮充注工作，低压氮气减压站不可用，当班值切换到备用低压氮气减压站为下游用户提供低压氮气，因下游氮气用量较大，备用低压氮气减压站调节阀调节能力有限，导致低压氮气管网压力低，导致氢表失去氮气供应。运行人员发现异常后立即开启旁路管线，为低压氮气管网压力充压，保证下游氮气供应。巡检时需要关注在线溶解氢表的状态，若不能及时发现异常，则将可能产生运行事件。
（4） 在线溶解氢表读数波动。某核电厂在线溶解氢表在系统稀释时出现波动现象。通过分析，因仪表样水是直接返回容控箱内，且仪表传感器前端具有一层传感器膜，压力或流量的变化均会对仪表测量产生一定的影响。经查看容控箱压力，发现压力表的变化与仪表读数的波动趋势完全一致，因此仪表波动属于正常现象。
（5） 在线溶解氢表无显示。某电厂在运行期间，仪表人员巡检发现在线溶解氢表无显示。
经仪表人员排查，在线溶解氢表上游电源开关断开，合上开关后，二次表仍无显示。拆开二次表，发现二次表内电源模块故障。二次表内电源模块故障导致在线溶解氢表无显示。通过调研溶解氢表二次表内电源模块的寿命，增加电源模块的备件库存，当仪表出现故障时再进行维修处理。
4 总结和展望
在线溶解氢表作为化学在线仪表的关键仪表之一，为了保证溶解氢含量测量的准确性，就必须要有更高的灵敏度、稳定性和准确度，这也是以后在线溶解氢表的发展目标。
参考文献：
[1] 福清核电化学监督岗位必读REV 0，24[S].
作者简介：修璐倩（1987-），女，福建人，本科，工程师，研究方向：核电厂在线化学仪表。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14772963.htm
