核工程儀表設計要點分析

□劉艷菊 尤志敏 姚小闊

工程設計中需要對設備、管道進行監測、報警，以便對各種工況進行分析處理。而在工程建設與施工管理中，對儀控專業選表及布置的方法進行分析，并對設計選型及問題進行處理可以減少設計問題。

一、儀表選型

根據需求，本工程用到的儀表類型包括壓力表、差壓變送器、壓力開關等。選擇的儀表的主要參數要求包括：介質、材質、工作壓力、輸出信號等，如差壓變送器參數：介質：水；量程：0～25KPa；工作壓力：0.6MPa；輸出：4～20mADC，二線制；材質：316L。選擇儀表時，要滿足以下條件：第一，根據工藝設備等級確定儀表的安全等級、鑒定等級、質保等級，同時對于非安全級儀表的功能需求及是否保證測量回路結構完整性等條件，確定儀表選型是否應滿足抗震要求。第二，運行條件：正常工作狀態、短時工作狀態和事故工況；環境條件，包括在非運行期間和運行期間。

其他應注意問題：一是選擇顯示數值約為量程的2/3，顯示精度較高；二是變送器工作需要提供電源，需向電氣專業提出條件，并注意接地處理；三是考慮到工作環境，選擇不銹鋼材質；四是一般選擇儀表時，需要配安裝附件，以便儀表位置固定。

二、儀表布置

(一)儀表架設計。對于隨儀表供貨的安裝板或二次門、三閥組等一般無法直接安裝到指定位置，需要設計儀表架進行固定，包括安裝板及螺栓組件、膨脹螺栓等，有抗震需求的儀表架安裝時，要使用重型和自切底膨脹螺栓固定，室外環境時，還要設計防護罩。所以，選擇儀表架時，需要根據放置環境、用途、設備的數量和特點及布置上的要求等進行綜合考慮。

(二)儀表布置。根據儀表安裝設計原則，液體系統的儀表安裝位置通常低于取壓口，氣體、空氣或煙氣的儀表安裝位置通常高于取壓口。

在滿足上述原則的情況下，布置時還需考慮工作流程，是否有放置空間，及墻體結構是否適合安裝等。根據人因分析，距地面標高在1,100～1,700范圍內，可以放置需要經常監視和調整的儀表，儀表的位置和操作人員站在盤前時的眼睛高度差不多，方便觀察[1]。同時，用來監視設備運行的儀表，可以根據工作流程選擇位置，這樣易于操作人員進行工作，也要留有一定的維護面積。比如風機的過濾器差壓的顯示儀表，放置在風機啟動按鈕的附近，當風機啟動時，就可以同時觀測到儀表值，便于操作。另外，布置時，還需要注意輻射分區，儀表應該放置在壓力高即輻射量低、便于操作的位置。輻射分區分為控制區和監督區，根據放射性水平，將控制區優化分為不同的子區。表1為核電廠的輻射區報告，可以作為參考。

(三)儀表管線設計。儀表管敷設過程中要注意管閥件的選型、符合設備分級情況。本工程用的主要包括：二次門、排污門、卡套管接頭、等徑三通、管帽等、雙頭承插焊管接頭等；對于比較復雜的敷設路徑合理化，避免出現倒坡等情況；引壓管的長度不可以超過20m，否則會影響精度；對于易揮發的介質，長度盡可能的短[2]。在本工程中，考慮到墻體的特殊結構，對于高效過濾器差壓變送器位置的確定有兩種方案：一是直接在吊頂內穿過幾個房間，進入控制室；二是引至屋外，經外墻引至控制室外側，再穿洞進入控制室。穿過墻壁和樓板時應加保護管，同時注意密封。經考慮最終確定為第二種方案。總之，在工程設計過程中，儀表的布置要充分考慮儀表的尺寸、安裝及檢修空間等因素，避免造成損失。

表1 核電廠輻射分區

三、結語

在工程設計過程中，要注意和各專業密切配合，相互溝通，避免出現碰撞，儀表無處安放的情況。另外管閥件的數量，要留有一定的裕量。這些是在設計過程中總結的內容，具體可以根據設計經驗進行調整，希望對以后的設計起到一定的幫助作用。