浅谈福清34号机组前贮槽试验中仪表相关问题及处理

浅谈福清34号机组前贮槽试验中仪表相关问题及处理

李卓林王座海

（中国核电工程有限公司华东分公司浙江海盐314300）

【摘要】：核电厂调试是核电厂建设过程重要的一环，许多设备及工艺系统功能在调试期间验证，在验证过程可以发现解决许多设计、设备等各方面的问题，为核电厂的安全运行打下坚实的基础。仪表及其功能的验证在调试工作中占有相当大的比重，文中就福清34机组硼回收系统前贮槽试验中发现的仪表问题，由点及面，概述了一些常见的仪表问题及处理方式，可以供后续机组及同行电厂进行参考。

【关键词】：前贮槽压力表回差

前言

硼回收系统（TEP）是核电厂重要的工艺系统，在M310堆型中为两个机组共用，主要作用是收集来自化学和容积控制系统下泄管线和核岛疏水排气系统的反应堆冷却剂排水槽的含氢废液，处理含氢的反应堆冷却剂等。

作为实现硼回收系统功能的重要组成部分，系统中设计有两个前贮槽（TEP001/008BA），正常运行时，可选择任一个贮槽接受含氢反应堆冷却剂。前贮槽收集的反应堆冷却剂在稳定的氮气层下贮存，以防止氢气、氧气混合形成爆炸性混合物，同时也防止放射性裂变气体直接排放到环境当中。氮气压力在0.12～0.32MPa(绝压)之间变化，槽内氮气数量是保持不变的，并且覆盖气体不更新。

前贮槽的液位和氮气覆盖的压力可通过相关仪表进行连续监测，通过比较槽内的压力与液位，可以推断前贮槽运行是否正常。

1调试试验与试验过程中发现的问题

1.1试验内容简述

前贮槽试验主要包括前贮槽气密性试验、前贮槽液位试验及压力试验。试验执行所在的调试阶段，由于安装滞后、现场制约以及安全等因素，试验所采用的水源及气源均为临时水源、气源。

试验首先是验证贮槽的气密性，气密性合格才能保证后续试验结果的准确性。试验采用临时压缩空气气源来给贮槽充压，将罐内气压充至0.3MPa左右，检查仪表示数正常，检查试验边界无明显漏点，保压10小时。

保压合格后进行液位定值检查及压力定值检查。基本原理就是给贮槽充水，充水过程中验证低液位报警信号的消失，高液位报警的触发，排水过程中验证高液位报警的消失及低液位报警的消失。压力定值验证过程类似，只是用压缩空气来进行。

1.2试验过程中发现的问题及处理

1.2.1液位仪表相关问题

前贮槽设计有一个差压式液位监测仪表（MN）及两个差压式液位开关（SN）。液位监测仪表可在电厂计算机控制画面上显示液位数值，也能发出相应的液位报警，液位开关一个发出液位低低的通断信号，一个发出液位高高的通断信号。试验过程中首先发现MN的示数在充水过程中出现了较为明显的波动，且与设置的可视液位计示数不一致；然后SN的发出液位通断信号、或者通断信号消失对应的液位与定值偏差较大。

1.2.2压力仪表相关问题

前贮槽设计有一个压力监测仪表（MP）及两块压力开关（SP）。压力监测仪表可在电厂计算机控制画面上显示压力数值，也能发出相应的压力报警，压力开关一个发出低低压力的通断信号，一个发出压力高高的通断信号。试验过程中发现压力开关触发压力通断信号对应的压力值与定值相比满足设计要求，但是压力通断信号消失值与定值偏差较大，如压力高高的报警本应随着贮槽的泄压到相应的定值而消失，但是压力泄到高报的触发值时，压力高高报警依然存在，这样一来报警就发生了重叠现象。

1.2.4后果

液位和压力仪表的异常，直接影响前贮槽的液位、压力的实时监测；而压力仪表发出的报警信号异常则直接影响与之参与的逻辑，影响前贮槽泵的正常运行区间。

2问题分析及处理

2.1液位仪表问题分析及处理

液位监测仪表主要是显示的液位波动较大，同时与可视液位计的示数存在一定偏差。这类问题在核电厂仪表验证中是一种比较常见的问题，主要是仪表的引压管中存在一定气体，气体的来源主要是罐体空置后再充水，充水过程中一部分气体滞留在引压管中。空气导致液压无法准确传送至液位变送器，这个导致液位变送器测量得到的液位与实际值产生了偏差，另外由于仪表管中不是水实体，所以在充水过程中，仪表显示的液位波动较大。

这类问题处理的办法就是给仪表进行充水排气，打开仪表本身的排气孔或者拆开仪表管对空，利用罐体内的液压，将仪表管内的气体赶出，使管内充满液体再恢复。因为仪表管中的气体会造成监测数据失真，所以我们在开始使用仪表时，一定要进行充分的充水排气；然后罐体内的液位最好是能保持在仪表管正压测以上，一旦液位下降至仪表正压侧引压口以下，再次使用仪表时同样要进行充水排气。

2.2压力仪表问题分析及处理

福清核电34机组用于前贮槽的压力开关首先采用的是ZPN209SCM型回差可调的压力开关。回差的定义：在外界条件不变的情况下，当被测参数从小到大（正行程）和从大到小（反行程）时，同一输入的两个相应输出值常常不相等。两者绝对值之差的最大值和仪表量程之比的百分数称为回差，也叫变差。ZPN209SCM型压力开关回差范围为65kPa-150kPa,回差实际最小值为72kPa。而前贮槽设定的压力定值为：低低报警（0.11MPa）,低报警（0.12MPa）,高报警（0.32MPa）,高高报警（0.33MPa）。显而易见的是，低低报警与低报的定值之差及高高报与高报的定值之差均为0.01MPa(10KPa)。10kPa<72kPa，这就可能导致报警重叠情况的发生，比如说在充压过程中，理论上低低报警在0.15MPa时消失，但是由于仪表本身的回差超过了两个定值的差值，压力达到0.12MPa报警仍未消失，这个时候就出现了报警重叠，然而这种情况从仪表本身来说却在回差要求范围之内，显然是不合理的。

我们在发现问题之后，首先采取的措施是调整仪表的回差，而仪表本身的回差导致这种方法不能从根本上解决问题。在寻找方案的时候，发现同电厂的福清12号机组在机组运行后也出现了同样的仪表问题，他们采取了仪表换型的方法，将仪表更换成为回差固定式压力开关，这种仪表的优点主要就是设定值稳定。我们在了解到相关情况后，立即开启设计澄清，更换仪表，试验得以顺利进行。试验后编写相关经验反馈，供后续机组及其他电厂参考。

从根本上来说，就是仪表的选型不能满足机组正常运行的需求。核电厂仪表选型不仅要满足高可靠性、高稳定性、高精度的要求，还要满足保护系统安全设计要求，同时还必须满足全数字化仪控系统的设计要求，并考虑电厂的运行、维护要求。另外，福清12机组仪表发现不符合使用要求，进行仪表换型后未及时将相关问题形成经验反馈，反馈至后续机组，在执行调试试验之前，也没有核对相关设备的信息，导致问题发现滞后，影响了试验的进行。

3结语

在核电厂中，各类仪表是整个仪控系统与工艺过程的接口，仪表性能的优劣直接影响到仪控系统的性能，在诸类仪表中压力变送器的应用最为普遍广泛。本文从调试试验本身出发，列举了几种仪表常见的问题及处理方法，同时也体现出了经验反馈在核电厂调试中的重要作用，在调试工作中要有质疑的态度，在执行调试试验前做好充分的准备工作和风险分析，确保试验能顺利进行。

参考文件：

[1]刘莉.核电厂压力变送器选型设计.产业与科技论坛.2017(12)

[2]杨万国.压力差压变送器测量精度的探讨.新疆石油天然气.2005(2)