核電站制冷劑泄漏探測儀故障處理

焦健，袁波

（中廣核工程有限公司，遼寧大連116319）

核電站制冷劑泄漏探測儀故障處理

焦健，袁波

（中廣核工程有限公司，遼寧大連116319）

對紅沿河核電現場制冷劑泄漏探測儀發生示數錯誤故障率較高的問題進行原因分析，發現主要由于制冷劑探測儀的數顯表電源輸出功率低、接線盒內部設計缺陷以及探頭超過質保期失效而導致。提供具體解決方案，通過比較不同方案的優劣勢，最終選擇最佳方案，即通過換型從根本上解決制冷劑泄漏探測儀頻繁發生示數錯誤故障問題，不但省去儀表返廠標定時間，補供周期也縮短為一半，成本相對降低，而且提高了制冷劑探測儀的安全性和可靠性。

核電站；制冷劑；探測儀；故障處理

0 前言

制冷劑泄漏探測儀可測量制冷劑和空調類氣體，主要用于氣體生產廠、制冷劑制造和使用行業、發動機（汽車、摩托車、機械動力設備等）。制冷劑探測儀的主體是傳感系統，配有LED數碼顯示和報警功能的數顯表，可連續檢測周圍環境中指定氣體的濃度，當氣體濃度達到報警預設值，就會發出聲、光報警。核電廠的制冷劑探測儀主要應用于電氣廠房、核輔助廠房及廠區實驗室（AL）廠房的通風系統，通過檢測空氣中氟利昂濃度以判斷制冷劑是否發生泄漏。若制冷劑泄漏探測儀發生故障則無法判斷氟利昂是否泄漏，由于氟利昂無色無味且冷點很低，一旦發生泄漏，可能對工作人員的眼睛或皮膚造成冷灼傷的風險；若氟利昂遇到明火則會產生光氣，也對人體有害，存在安全隱患。當廠房的氟利昂濃度過高將觸發制冷劑探測儀報警，此時送風機停，排風機起，可使廠房中的氟利昂濃度迅速降低。

1 問題描述

2013年11月，紅沿河2號機組主控閃發制冷劑濃度高報警，現場核查制冷劑探測儀2DVL011MZ的二次儀表顯示示數為513×10-6，就地檢查冷凍機組2DEL002GF情況正常，由此懷疑制冷劑探測儀的二次儀表發生故障。由于此型號儀表應用在多個機組和各個廠房，通過到現場逐一核查，確認在制冷劑未發生泄漏的前提下，紅沿河1號、2號機組制冷劑探測儀DVL001/ 011MZ和9號機組制冷劑探測儀DVN 100/110MZ等多個制冷劑探測儀示數顯示為負數，個別制冷劑探測儀顯示為正數并觸發誤報警，故障情況詳細統計見表1。紅沿河設備服務辦公室（PSH）聯合廠家、現場工程師展開故障原因調查、分析，共同研究解決方案。

表1 紅沿河現場核實制冷劑探測儀故障情況統計

2 原因分析

經現場檢測發現故障儀表所在廠房并未發生制冷劑泄漏，由此可排除因氣體泄漏導致儀表報警。將接線盒通電之后，發現氣體檢測探頭（傳感器）無法正常工作。初步分析可能原因有：①接線盒內部回路設計存在缺陷；②數顯表24 V電源輸出功率達不到要求；③探頭本體故障。

2.1 接線盒內部回路設計排查

氣體檢測探頭接線盒內部端子圖見圖1，最初端子4、5、6均為普通端子，端子6為數顯表輸出給探頭的電源24V+，端子5為數顯表輸出給探頭的電源24V-，端子4為數顯表輸出給探頭的信號端+，接線為三線制。

（1）首先用萬用表測量端子5、6間電壓，結果顯示為0 V。

（2）之后斷開端子6的導線再次測量5、6間電壓，結果顯示24V，正常。

（3）最后，再次接上端子6的導線進行測量，結果顯示24 V，正常。由此可確認接線盒內部回路設計存在缺陷為故障原因之一。

2.2 數顯表電源輸出功率排查

通過查詢氣體檢測探頭的技術手冊，發現手冊中明確要求數顯表電源輸出功率為150 mA；通過檢測，發現數顯表電源實際輸出功率只有30 mA；由此可以確認數顯表24 V電源輸出功率達不到要求是故障原因之一。

2.3 氣體檢測探頭本體排查

由于氣體檢測探頭在現場不具備標定和檢測條件，只能返回法國工廠檢測和維修，在現場不具備可替換備件的前提下，暫時無法排查此項原因。

3 處理方案

3.1 對于已供貨到現場的制冷劑探測儀處理方案

圖1 氣體檢測探頭接線盒內部端子圖

表2 制冷劑探測儀的氣體檢測探頭出廠年份統計

3.1.1 對接線盒內部回路設計存在缺陷的處理措施

（1）針對端子6斷開再合上的調試結果，決定將端子6改為開關端子。

（2）在改為開關端子后，在首次啟動（包括斷電后）時，需將接線盒中連接探頭的端子6斷開，因為此時數顯表內部輸出電壓還未達到穩定。

（3）等待接線盒通電后1～2 min，再關閉開關，則探頭可以正常工作。

3.1.2 對數顯表24 V電源輸出功率達不到要求的處理措施

針對數顯表輸出功率不足的問題，把數顯表內部進行參數調整，達到了所要求的24 V電壓輸出功率，則數顯表可以正常工作。

3.1.3 對氣體檢測探頭本體性能下降的處理措施

正值2號機組并網關鍵節點，為優先保障2號機組儀表正常工作，2014年1月底已使用1臺工程安裝（SE）備件1臺和4號機組儀表更換2號機組故障儀表；更換備件后制冷劑探測儀的二次儀表示數為50～70×10-6，儀表顯示恢復正常值。

3.2 對于未供貨到現場的制冷劑探測儀預防處理方案

經仔細核查發現，紅沿河現場還有3臺工程安裝備件和8號機組2臺儀表還未發貨。于是現場及時與廠家取得聯系，要求廠家在未供貨儀表出廠前解決接線盒內部設計缺陷和數顯表電源輸出功率不足的問題，并檢查氣體檢測探頭的出廠年限在規定范圍內方可發貨。

3.3 儀表換型方案

2014年4月，紅沿河2號機組主控再次閃發制冷劑濃度高（2DVL039KA）報警，現場核查制冷劑探測儀2DVL001MZ的二次儀表顯示示數為175×10-6，而就地檢查冷凍機組2DEL001GF情況正常；這表明在制冷劑未發生泄漏的前提下，2號機組制冷劑探測儀更換備件后短短三個月內再次發生示數錯誤故障導致誤報警，二次儀表示數由50×10-6左右增長至175×10-6左右，仍然無法達到廠家（-100×10-6，100×10-6）的精度要求。

3.3.1 氣體檢測探頭本體排查

由于現場無法對探頭進行檢測和標定，只能檢查探頭使用年限：若探頭很新則需返廠檢測和標定，若探頭陳舊則使用性能將大幅下降，需要更換新的探頭。按照廠家的安裝維修手冊規定有效期限為4年左右，通過對所有發生故障的氣體檢測探頭到貨年限進行核實，發現所有探頭已超出或非常接近有效期限4年（表2）。由此可以確認接近或超過質保期的氣體檢測探頭本體的使用性能已經嚴重下降，是故障原因之一。

3.3.2 對氣體檢測探頭失效的處理方案

（1）從國外原廠家重新采購新探頭。如果從法國原廠家重新采購新探頭，則探頭需要每年至少標定一次；但是由于現場不具備探頭標定條件，需返回法國工廠標定，返廠周期至少6個月；另外因受每年返廠標定的次數和周期制約，無法滿足現場已商運機組不能缺件運行的現實條件。

（2）從國內新廠家換型采購新儀表。嶺澳二期一直使用的制冷劑探測儀為國內廠家生產，采購周期相對很短，只需3個月，以及使用壽命1年1更換的特點恰好解決了國外儀表標定次數、周期與現場情況間的制約和矛盾。

通過工程方和運營方共同對比分析兩個方案利弊（表3），運營公司最終確認采用第二個方案，把紅沿河現場所有機組的制冷劑探測儀統一換型為嶺澳二期目前使用的型號。

表3 制冷劑探測儀換型方案和重新采購方案對比分析

4 方案實施

2014年5月，收到運營公司發函確認制冷劑探測儀換型方案后，對于已經移交給運營方的0、1、2、9號機組，按SO備件換型采購；對于在工程方負責范圍的3、4、8號機組，按原儀表位號換型采購；目前換型儀表已全部到貨，3、4號機組的新型儀表已分別于2015年2月和2015年7月安裝、調試完畢，經過長時間觀察確認儀表可正常投用；其他機組的換型儀表待有窗口時也將陸續完成更換安裝。

5 結束語

對于核電現場發生的設備故障問題，處理時不要僅僅局限于以消除故障為目的，而應該在分析故障發生的根本原因基礎上尋求最佳處理方案，在故障消除后應該通過長期監測或觀察、試驗來檢驗處理方案是否正確、是否足夠完善。通過實現對紅沿河現場制冷劑探測儀換型，解決了國外儀表標定次數、周期與現場條件間的制約和矛盾；換型后的儀表因其無需返廠標定、補供周期相對縮短、成本相對低的優勢，從根本上解決了故障并且避免故障再次發生；不但提高了可靠性，而且消除了潛在缺陷和安全隱患，確保設備能夠穩定投產運行。

〔編輯 凌瑞〕

TM623.7

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.17