溫度與壓力儀表傳感器的老化管理與對策ppt課件

1、秦山核電公司 柳正均 核電廠老化影響的儀控I&C部件的分類。 受老化影響的傳感器的分類。 溫度和壓力儀表傳感器 中子通量探測器略） 參考資料核電廠儀控I&C設(shè)備受老化的影響有代表性的部分有以下四類：傳感器溫度、壓力、液位、流量傳感器、中子探測器等）電氣與電子設(shè)備 繼電器 電纜與連接器 環(huán)境條件影響老化對傳感器性能的影響 溫度和壓力儀表傳感器的老化管理方法 核電廠溫度和壓力傳感器因受環(huán)境效應(yīng)影響導(dǎo)致傳感器校準(zhǔn)值和響應(yīng)時間的劣化。下面分析這些環(huán)境效應(yīng)實例： 熱效應(yīng) 長期處于受熱環(huán)境影響儀表材料的特性。 溫度計和熱電偶 熱效應(yīng)導(dǎo)致絕緣損壞壓力變送器 熱效應(yīng)導(dǎo)致送變器密封件老化，濕氣進

2、入變送器外殼里的電子設(shè)備，引起線路板性能下降。 溫度效應(yīng) 濕度效應(yīng)降低絕緣性能，引起金屬部件生銹，產(chǎn)生分流或斷路，發(fā)生影響傳感器性能的其他各種問題。 溫度效應(yīng) 溫度循環(huán)引起材料的膨脹和收縮，從而產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，使傳感器或材料過度疲勞、損傷，從而影響傳感器的性能和使用壽命。 振動和機械撞擊 振動和機械撞擊使得傳感器的部件、冷加工的引線和材料的疲勞，特別在高溫條件下，振動和撞擊使得絕緣和其它材料的移位或重新配置，導(dǎo)致傳感器性能下降。 電離輻射效應(yīng) 熱與輻射效應(yīng)影響材料特性并且改變傳感器的輸出性能。輻射是對設(shè)備性能最有害的。 腐蝕 安裝時由于電纜護套的損傷，可能滲入外界的物質(zhì)，這涉及到熱電偶電纜特別

3、是無機絕緣的電纜形成附加的電極，將引起錯誤的讀數(shù)。 熱和溫度效應(yīng)的老化性能影響 （1老化影響傳感器的穩(wěn)態(tài)校準(zhǔn)和動態(tài)響應(yīng)時間性能 。 （2老化影響變送器的輸出產(chǎn)生高頻噪音。經(jīng)過長期的循環(huán)，該問題造成送變器的不可運行或不可利用。 振動和機械撞擊的老化性能影響 （1振動和機械撞擊可以引起傳壓管線故障，傳感器部件的松動，使傳感器離開工藝過程而變得無效。 （2振動和熱沖擊可以影響溫度傳感器的響應(yīng)時間，如RTD或T/C在傳感器頂端有即使毫米數(shù)據(jù)的氣隙，響應(yīng)時間也會大幅度地增加。 （3就振動和熱沖擊而言，會引起傳感器內(nèi)絕緣材料間隙的重新分布，造成響應(yīng)時間的變化。特別在核電廠高溫環(huán)境中使用的傳感器 。 老化對

4、核電廠壓力變送器的潛在影響見下表性能降級潛在原因受影響的性能校準(zhǔn)（標(biāo)定）精度響應(yīng)時間部分或全部失去充液制造缺陷高壓充液的降級由于輻射或熱效應(yīng)充液的粘性變化對于力平衡變送器，機械連桿的疲勞，磨損及卡澀壓力波動和浪涌腐蝕和氧化密封失效，濕氣進入變送器電子線路板由于輻射和熱效應(yīng)，使密封材料脆化和密封失效。由于工藝管線的液體泄漏到傳感器的充液中導(dǎo)致傳感器溫度變化，充液的粘度變化等密封失效制造缺陷傳感器靈敏元器件破裂電子元器件參數(shù)數(shù)值改變熱、輻射、濕度效應(yīng)電源電壓變化維修波紋管和膜片彈性系數(shù)改變機械疲勞壓力循環(huán)所至噪音分析技術(shù)的應(yīng)用 核電廠溫度和壓力傳感器的性能主要取決于它的標(biāo)定精度和響應(yīng)時間。溫度和壓

5、力傳感器老化管理通過定期校準(zhǔn)和響應(yīng)時間測試來完成。 （1在線測試技術(shù)噪音分析技術(shù) 。 驗證傳感器的標(biāo)定精度和響應(yīng)時間數(shù)值。 （2可以在線檢測傳感器管線的堵塞。 由于傳感管線的堵塞，會引起在檢測工藝壓力、液位或流量變化時有延遲，即響應(yīng)時間增加。 LCSR和TDR的使用 LCSR回路電流階躍響應(yīng)法） TDR時域反射計） 驗證電纜和傳感器滿意的性能和功能。 在線漂移監(jiān)測技術(shù)的使用 大多數(shù)電廠壓力變送器至少每個燃料循環(huán)標(biāo)定一次?，F(xiàn)場標(biāo)定靠手工調(diào)整，現(xiàn)正進行自動標(biāo)定以減少試驗時間和人員的輻射劑量。 在線標(biāo)定驗證技術(shù)可以用來確認(rèn)已經(jīng)超差的變送器，改進了安全性能，對變送器進行有效的標(biāo)定大修期間）。 交叉標(biāo)定

6、法 核電廠定期在線校正電阻溫度探測器RTD和熱電偶T/C使用一種稱為交叉標(biāo)定法技術(shù)。 在電廠啟動或停堆期在三點或更多的較大的間距的溫度點使用交叉法采集數(shù)據(jù)，可以得到一個新的標(biāo)定報告，以鑒別超差。 下表總結(jié)了核電廠傳感器的老化管理技術(shù)，在該表中包括正在使用的中子探測器的老化管理方法。 傳感器性能指標(biāo)試驗方法RTD標(biāo)定精度/穩(wěn)定度交叉標(biāo)定響應(yīng)時間LCSR試驗電氣參數(shù)絕緣電阻，回路電阻，電容I&C電纜/接頭電纜導(dǎo)體特性TDR和LCSR試驗電纜絕緣和護套的材料特性TDR，DC電阻，AC阻抗，柔軟性，化學(xué)分析壓力、液位和流量變送器標(biāo)定精度/穩(wěn)定性在線標(biāo)定驗證響應(yīng)時間噪音分析和PI試驗壓力脈沖管線

7、、傳感器管線阻塞、失效、泄漏、噪音分析標(biāo)定精度/穩(wěn)定性在線標(biāo)定驗證，趨勢分析，實驗，物理模型，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中子探測器標(biāo)定精度/穩(wěn)定性用中子源進行量熱標(biāo)定和常規(guī)標(biāo)定響應(yīng)時間噪音分析電纜和連接器TDR、DC和AC阻抗測量熱電偶標(biāo)定精度/穩(wěn)定性交叉標(biāo)定響應(yīng)時間LCSR，噪音分析不均勻性，附加電極，反接LCSR試驗，絕緣電阻試驗，回路電阻試驗電纜和電連接器TDR、LCSR、DC和AC阻抗測量中子通量探測器 經(jīng)驗表明，中子通量探測器的響應(yīng)時間通常隨著老化而增加。因此一些核電廠測量中子探測器的響應(yīng)時間來監(jiān)測老化對這些探測器的性能影響。使用與壓力變送器測試相同的噪音分析技術(shù)進行中子通量探測器的響應(yīng)時間測量。 中

8、子探測器的響應(yīng)時間測量的另一種方法在20世紀(jì)70年代末和80年代處開始使用，并由NRC推薦，見管理導(dǎo)則RG 1.118“傳感器響應(yīng)時間試驗”。 因篇幅有限，有關(guān)中子通量探測器的種類，核電廠使用的中子通量探測器的老化機理及老化對通量探測器的性能影響，秦山核電廠關(guān)于中子通量探測器的老化管理實踐等將在有關(guān)文獻(xiàn)中介紹 Management of ageing of I&C equipment in nuclear power plants, IAEA-TECDOC-1147 June 2000Hashemian, H.m, etal., advanced instrumentation and

9、 maintenance technologies for nuclear power plants, US NRC, report number NUREG/CR-5501 (september 2019)Hashemian, H.m, long term performance and ageing characteristics of nuclear plant pressure transmitters, US NRC, NUREG/CR-5851 (march 1993)Hashemian, H.m, effects of ageing on response time of nuc

10、lear power plants pressure sensors, US NRC, NUREG/CR-5383 (June 1989) Hashemian, H.m, ageing of nuclear plant resistance temperature detectors , US NRC, NUREG/CR-5560 (June 1990)NUREG-0800, NRCs standard review plan, 第七章之附錄13, HICB-13 “RTD的標(biāo)定國際電工委員會，IEC標(biāo)準(zhǔn)“nuclear reactors response time in resistance temperature detectors (RTDs-in-situ measurements