氣體活度監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測道多次出現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，對該監測道的取樣氣體的干燥提出了可行性建議。

關鍵詞：輻射監測儀表；冷凍式空氣干燥器；

引言

輻射監測系統又稱為KRT系統，是與電廠運行工況直接相關的重要系統，它可連續自動地監測電站各處的輻射情況，分析反應堆的安全狀態，自動隔離或切換排放系統，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測道是福島核事故后的改進項目，用于連續監測主控室新風口進氣氣體是否有放射性。該監測道由探測裝置、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換成負的電脈沖信號，此負脈沖通過電容耦合經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電路計數，與報警閾值做比較，判斷是否報警。

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

1.故障現象及分析

監測道取樣泵從上游管道抽取取樣氣體，但因其濕度過大，導致取樣泵內潮濕，碳片磨損產生的碳粉吸附在泵內不易被氣體吹走，工作時加劇了碳片的磨損進而減短了碳片的使用壽命，短期內多次出現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測量，也加快了碳片的更換。

通過查找取樣的上游，發現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漏水的可能；取樣管道從上游抽取氣體，只經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，由于內外存在溫差，且內部取樣管線較長，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現有水排出。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空氣冷凍干燥原理，利用制冷劑通過壓縮、冷凝、膨脹、蒸發不斷循環工作，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象進行優化：

1）在有限的空間內有較大的冷卻面積，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象，得到干燥的氣體，保證了監測道的穩定運行，控制碳片的消耗，同時減少泵被碳片卡死的次數，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測道近期多次出現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]昌江電廠輻射監測（KRT）系統竣工文件安裝調試分卷（10）.2008：183-202.

作者簡介：

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