温度仪表在核电厂内的应用

温度仪表在核电厂内的应用
摘要：通常情况下，我国在核电厂现场测量中使用的仪表多种多样，比如温
度仪表、流量仪表和压力仪表等等。

其中，温度仪表应用非常广泛，可以用于事
故监测、反应堆控制保护、主要设备保护以及重要信息展示和报警中。

温度仪表
多种多样，要想确保核电站安全、稳定运行，需把握好温度仪表的应用特点。

基
于此，本文重点对温度仪表在核电场内的具体应用进行了进一步的探讨，希冀能
够为广大相关人士提供有价值的参考及借鉴。

关键词：核电站；温度仪表；应用
前言：近些年来，伴随时代的迁移，科学技术的发展，核电站的控制逐渐趋
向于高度的自动化。

而高度自动化的前提，就是作为现场工作第一线的各类热工
仪表的准确，稳定运行。

通过热工仪表的测量，不仅能实时的观察现场工况，避
免突发故障的发生，还能通过监控现场测量数据的趋势，预防、避免事故的发生，通过热工仪表监控数据的记录，还可以分析计算核电厂运行的安全性和经济性。

1核电厂温度仪表的选型及特点
1.1铂电阻温度计
该温度仪表可互换，具有稳定性强、精度高以及重复性高的优势，测量范围
内线性高，测量灵敏，测量系统相对简单，通常核电站日常中使用的是PT100铂
电阻温度计。

但相对热电偶，铂电阻温度计响应时间长，体积大，易损坏，成本高。

1.2热电偶
这一类型的温度仪表主要是在热电原理的基础上进行温度测量的，热电偶安
装便捷、体积很小，而且感温元件的购买价格比较便宜，适用于宽量程范围中的
测量。

由于热电偶是点测量，所以它的反应速度一般较快。

但热电偶热电势偏低，需进行相应的冷端补偿处理，使用特殊的补偿电缆。

与铂电阻温度计比较，线性
偏低一些。

其中，比较典型的三环路压水堆核电站，统一应用148支热电偶，国
内核岛使用镍铬镍铝K型热电偶，常规岛采用的是E型热电偶。

核岛内的热电偶
大多在堆芯测量系统和硼伴热系统当中比较集中。

热电偶温度测量范围较广，所以，采取镍铬-镍铝的 K 型热电偶，进行堆芯燃料组件出口水的温度的测量，具
体的测量范围可以达到0~1200度。

基于热电偶点测量的特点，所以适合用于如
安全壳内混凝土和管道表面等一些表面温度的测量。

分度号不同的热电偶，所对
应的补偿电缆也有所差异，是不能放在一起混合使用的。

1.3双金属以及压力式温度计
无论是双金属温度计，还是压力式温度计，均是非核级仪表范畴，都适用于
核电站中的就地温度测量中。

要想更加容易的完成读数，需要选择万向型的双金属、压力式温度计的表头，同时保证温度计外壳与表盘涂装满足核电站涂装规定
的标准要求。

对于毛细管压力式的温度计，其可以让操作人员强辐照源保持足够
的距离，然后在容易观察的位置安装表头，按照指示仪，进行有关设备集中安装。

注意毛细管长度不能太长，需要注意毛细管对相应时间以及精度造成的干扰和影响。

对毛细管设置相应的保护套，防止机械设备对毛细管造成损坏，同时还要明
确表头安装方法，比如径向安装等内容。

1.4温度控制器
为减少电源的使用，一般结合核电站环境的特点，以机械式温度开关作为温
度控制器，由温度开关所提供的无源触点信号可以用来控制，同时发出相应的警报。

温度开关本身属于核电站当中多元控制的体现。

一些温度开关通过回差，实
行控制，需在技术规格书当具体的标注回差值。

现阶段，所用的温度开关的设定
值和死区，要求是可以调节的，通常情况下，死区可以调节的温度开关的最小死
区相对较大，会出现解除报警的现象，在开关类型选择和验收过程中，需要特别
的注意死区值。

温度开关安装好之后，在长期工作下，可能会出现设定值漂移的
问题，对此，要结合具体的实况，科学调整预防维修周期。

除此以外，在选择温
度开关时，要注意厂房内的防爆要求，核电站内可燃气体主要为氢气，一些温度
开关需为隔爆型防爆仪表。

1.5热敏电阻
当前阶段，热敏电阻不常见于核电厂现场中，大多时候用于通风系统与机柜
本身带有的测温仪表中。

通常，需将核电站内的温度控制于5~55度之间，而热
敏电阻测量范围集中于这一温度范围内。

1.6智能温度变送器
主要实现就地将热电偶或热电阻信号到4-20mA标准信号的转化，进行输出。

智能温度变送器测量精度比较高，通过4-20mA信号输出，DCS机柜能够使用标准
输入卡件，并且可以减小信号的干扰和影响，通常在无辐照要求且要求高精度测
量场合较为常用。

2核电站温度仪表应用
2.1温度测量仪表量程与精度的选择
在确定仪表精度等级时，需考虑生产工艺所允许的最大测量误差。

假如热电
偶采用的是Ⅱ级，那么要选择B级的铂电阻。

若在高要求条件下，可以选择 I
级的热电偶，A 级的热电阻。

在进行仪表量程选择的时候，精准度级别相同的仪表，要尽可能地选择测量上限与受测介质最高温度比较接近的仪表，也就是说，
在仪表实际运作期间，保持仪表测量上限，并保留相应的余地，全量程30% ～90%为正常应用范围。

例如受测介质为温度最大值为550度左右，那么需要选择
量程为0-600度的温度计。

2.2核电站测温元件保护套管类型
2.2.1T 型
利用管座安装于管道或者相关容器上面。

其中，T 型保护套管包含四个类型，即T1、T2、T3和T4，按照质保等级、质量鉴定以及RCCM，将各个类型的T 型保
护套管分成不同的分级，各分级制造生产技术要求逐渐提高。

其中，T1和T3 型
属于K1 类，质保等级为 Q1。

T2和T4属于K3/NC 类，质保等级基本为 Q3/NC。

2.2.2R 型
在容器上面安装法兰。

R 型保护套管一般涵盖三大类型，分别为 R1、R2和R3，这些都属于NC 级保护套管。

其中，RCCM-2采用R1型， RCCM- 3采用R2 和R3型。

R3采用国标， R1和R2采用美标。

2.2.3P 型
3P型适合安装于稳压器上，主要对稳压器气相的温度进行测量。

2.2.4M 型
测量金属表面的温度。

2.2.5H型
此类型常用于热电阻铠装丝在2米之上的场合中，用于测量地坑或者乏燃料水池的温度。

2.3测温套管长度选择
热电阻感温部位插入管道流体中间处，即保护套管的末尾部位在管道中心附近。

在微压或无压容器中垂直安置感温元件，根据具体情况和实际需求，设置插入深度。

在高压高温管道上安装热电偶期间，一般会热套式热电偶，在确保测量精准度的同时，提高热电偶强度。

在核电站当中，除了测量环境和金属表面温度的温度传感器之外，都采取铠装热电阻（偶）加保护套管的方式，要保证传感器元件的插入深度与套管插入长度保持一致，保持套管插入长度和管道公称直径相对应。

结束语：
总而言之，核电厂中，温度检测元件通常会采用PT100铂电阻温度计，或者热电偶；关于就地指示仪表，按照现场可接近情况，采用双金属温度计，后者压力式温度计；对于仅要求发控制信号的测量选用了温度控制器；通风系统中部分测量环境温度以及风道温度的仪表选用热敏电阻；对于有高精度要求的试验仪表系统选用温度变送器。

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