核電站溫度測(cè)點(diǎn)很多，除了測(cè)量環(huán)境和金屬表面溫度的溫度傳感器外其他溫度傳感器均配有溫度計(jì)套管。本文分享核電溫度計(jì)套管選擇的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。
1、核電站測(cè)溫溫度計(jì)管類型
核電溫度計(jì)套管的選擇注意事項(xiàng)如下：
①適應(yīng)工藝過(guò)程的各種溫度、壓力等級(jí)、流速或腐蝕性的工況。配用溫度計(jì)套管可以提高耐壓、耐腐、抗沖擊、抗磨損、抗振動(dòng)的能力，此外在建設(shè)階段過(guò)程配管完成后，即可同時(shí)將溫度計(jì)套管安裝上去，使管道成為密閉系統(tǒng)，進(jìn)而進(jìn)行密封試壓試驗(yàn)，而不必過(guò)早地安裝溫度傳感器，以免造成不必要的壞損。
②常見溫度計(jì)套管形式有直形、錐型、階梯形和90°角形，核電站主要選用直形和錐形兩種，固定形式主要選用卡套螺紋和活動(dòng)法蘭兩種。
③測(cè)溫套管的材料有金屬和非金屬兩大類，核電廠采用金屬奧氏體不銹鋼作為主要材質(zhì)，內(nèi)充滿高密度氧化物質(zhì)絕緣體，在高溫下有良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，耐酸腐蝕性，但在高溫下抗還原性能較差。
④對(duì)溫度計(jì)套管的固有頻率、諧振頻率及強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算、分析。在靜止或低流速時(shí)不必進(jìn)行頻率計(jì)算，對(duì)于流速超過(guò)30m/s時(shí)，則宜進(jìn)行頻率計(jì)算。
在核電站中，核電溫度計(jì)套管主要包括如下幾種：
①T類型，使用管座安裝在管道或容器上。T型保護(hù)套管分為T1、T2、T3、T4四種類型，每種類型根據(jù)質(zhì)保等級(jí)、質(zhì)量鑒定和RCCM分為不同的分級(jí)，各分級(jí)的制造技術(shù)要求會(huì)越來(lái)越嚴(yán)格。其中T1、T3 型為K1類，質(zhì)保等級(jí)為Q1。T2、T4為K3/NC類，質(zhì)保等級(jí)基本為Q3/NC。
②R類型，使用法蘭安裝在容器上。R型保護(hù)套管分為R1、R2、R3三種類型，均為NC級(jí)。R1型適用于RCCM-2；R2和R3型適用于RCCM-3。其中R2與R1 采用美標(biāo)，R3采用國(guó)標(biāo)。
③P類型，其在核電站中專用于安裝在穩(wěn)壓器上，用于測(cè)量穩(wěn)壓器氣相溫度。
④M類型，測(cè)量金屬表面的溫度。
⑤H類型，用于熱電阻的鎧裝絲超過(guò)2m的場(chǎng)合，主要用于測(cè)量地坑或者乏燃料水池的溫度。
2、核電溫度計(jì)套管長(zhǎng)度的選擇
熱電阻的感溫部分一般插入管道內(nèi)流體的中部，即保護(hù)套管的末端一般在管道中心附近。對(duì)于無(wú)壓或微壓容器，可垂直安裝感溫元件，其插入深度可根據(jù)需要選擇，一般不受限制。在高壓高溫管道上安裝熱電偶時(shí)，為了既保證測(cè)量精度，又保證熱電偶的強(qiáng)度，可選用熱套式熱電偶。
在核電站中，除了測(cè)量環(huán)境和金屬表面溫度的溫度傳感器，均選用鎧裝熱電阻和鎧裝熱電偶加保護(hù)套管的形式，要求傳感器元件的插入深度與選用的套管的插入長(zhǎng)度相匹配，套管的插入長(zhǎng)度與管道的公稱直徑也要相匹配。
由于整個(gè)核電站溫度測(cè)點(diǎn)眾多，核電溫度計(jì)套管長(zhǎng)度規(guī)格要求也要進(jìn)行一定的規(guī)范，如表1所示，這樣不僅能夠減少核電溫度計(jì)套管類型，也可以降低備品備件的數(shù)量。
表1 核電溫度計(jì)套管插入長(zhǎng)度選擇
管道直徑/NPS 套管的插入長(zhǎng)度/mm 備注
2′＜NPS＜4′ 100 需要擴(kuò)徑成4′
2′ 100 —
6′ 155 —
8′ 215 —
10′ 315 —
作者：中國(guó)核電工程有限公司 王延華、王智勇、王國(guó)龍
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