氣體活度監(jiān)測道取樣泵故障原因分析及處理方法

余洋　齊利

摘 要：本文陳述了海南核電站主控室新風口氣體活度監(jiān)測道多次出現(xiàn)取樣泵卡死停運的情況，分析了故障的原因；結合冷凍式空氣干燥器的工作原理及特點，對該監(jiān)測道的取樣氣體的干燥提出了可行性建議。

關鍵詞：輻射監(jiān)測儀表；冷凍式空氣干燥器；

引言

輻射監(jiān)測系統(tǒng)又稱為KRT系統(tǒng)，是與電廠運行工況直接相關的重要系統(tǒng)，它可連續(xù)自動地監(jiān)測電站各處的輻射情況，分析反應堆的安全狀態(tài)，自動隔離或切換排放系統(tǒng)，減少事故釋放，為核電站的安全運行提供必要的資料。

主控室新風口氣體活度監(jiān)測道是福島核事故后的改進項目，用于連續(xù)監(jiān)測主控室新風口進氣氣體是否有放射性。該監(jiān)測道由探測裝置、源檢裝置、測量箱、端子箱、集中處理插件、電氣箱、取樣泵和取樣回路裝置組成。其工作原理是取樣氣體通過取樣回路進入探測裝置取樣容器中，塑料閃爍體接受取樣氣體中的β射線，放出熒光，光電倍增管將此信號轉(zhuǎn)換成負的電脈沖信號，此負脈沖通過電容耦合經(jīng)射極輸出器輸入到就地處理箱放大電路變成正脈沖，再進入單道脈沖幅度分析電路，將信號甄別成形，輸出標準信號進入計數(shù)電路計數(shù)，與報警閾值做比較，判斷是否報警。

近期該監(jiān)測道因取樣氣體濕度過大，導致取樣泵內(nèi)碳片破碎，并引起取樣泵卡死，設備出現(xiàn)故障報警而不可用，影響監(jiān)測通道正常監(jiān)測。

1.故障現(xiàn)象及分析

監(jiān)測道取樣泵從上游管道抽取取樣氣體，但因其濕度過大，導致取樣泵內(nèi)潮濕，碳片磨損產(chǎn)生的碳粉吸附在泵內(nèi)不易被氣體吹走，工作時加劇了碳片的磨損進而減短了碳片的使用壽命，短期內(nèi)多次出現(xiàn)碳片破碎將泵卡死的情況，而通道不可用，導致主控室新風口氣體無法得到有效的連續(xù)測量，也加快了碳片的更換。

通過查找取樣的上游，發(fā)現(xiàn)取樣管道上游接口位于主控室新風口進氣孔管道的上部，不存在上游管道往取樣管道內(nèi)漏水的可能；取樣管道從上游抽取氣體，只經(jīng)過一根管道進入探測裝置，并未與其他管道交匯，不存在其他管道向內(nèi)排水的可能；碳片多次破碎時正值雨季，空氣濕度較大，取樣氣體從外部進入，由于內(nèi)外存在溫差，且內(nèi)部取樣管線較長，氣體中的水分會加劇冷凝；通過用壓縮空氣向取樣管道反向沖洗，可在主控室進氣管道入口發(fā)現(xiàn)有水排出。通過分析斷定是氣體濕度過大，使得碳片潮濕并破碎，最終導致取樣泵被卡死。

2.可行性建議

針對取樣氣體中濕度過大的現(xiàn)象，可在取樣回路的前端加裝一個冷凍式空氣干燥器，將氣體中的水分排出。冷凍式空氣干燥器是根據(jù)空氣冷凍干燥原理，利用制冷劑通過壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)不斷循環(huán)工作，從而將含有大量水蒸汽的壓縮空氣在低溫下過飽和冷凝下來，析出多余的水分，獲得所需要的干燥空氣。

濕度大的氣體進入冷凍式空氣干燥器，經(jīng)過管道冷卻降溫，使氣體中的水分凝結成液滴，再與氣體一起流入干燥器內(nèi)的水氣分離裝置，氣體穿過水氣分離裝置上的小孔進入探測裝置，而冷卻形成的液滴無法穿過小孔，吸附在水氣分離裝置內(nèi)被排出。

冷凍式空氣干燥器可以有效地針對氣體濕度過大的現(xiàn)象進行優(yōu)化：

1）在有限的空間內(nèi)有較大的冷卻面積，換熱效率高；

2）除了消耗一定的電能，幾乎沒有其他原材料的消耗；

3）易于安裝，操作簡單，維護方便。

使用冷凍式空氣干燥器可以有效改善取樣氣體中濕度過大的現(xiàn)象，得到干燥的氣體，保證了監(jiān)測道的穩(wěn)定運行，控制碳片的消耗，同時減少泵被碳片卡死的次數(shù)，進而保護了泵。

3.小結

本文分析了海南核電站主控室新風口氣體活度監(jiān)測道近期多次出現(xiàn)碳片破碎導致取樣泵卡死的問題，并結合冷凍式空氣干燥器的特點，為上述問題提供可行性建議，希望對海南核電站消除該缺陷提供建設性的參考。

參考文獻：

[1]昌江電廠輻射監(jiān)測（KRT）系統(tǒng)竣工文件安裝調(diào)試分卷（10）.2008：183-202.

作者簡介：

余洋（1976.03--），性別：女，籍貫：四川省，學歷：大專，畢業(yè)于四川核工業(yè)職工大學；現(xiàn)有職稱：初級工程師；研究方向：輻射防護；