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(xiàn)場制冷劑泄漏探測儀發(fā)生示數(shù)錯誤故障率較高的問題進(jìn)行原因分析，發(fā)現(xiàn)主要由于制冷劑探測儀的數(shù)顯表電源輸出功率低、接線盒內(nèi)部設(shè)計缺陷以及探頭超過質(zhì)保期失效而導(dǎo)致。提供具體解決方案，通過比較不同方案的優(yōu)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(fā)生示數(shù)錯誤故障問題，不但省去儀表返廠標(biāo)定時間，補(bǔ)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(diào)類氣體，主要用于氣體生產(chǎn)廠、制冷劑制造和使用行業(yè)、發(fā)動機(jī)（汽車、摩托車、機(jī)械動力設(shè)備等）。制冷劑探測儀的主體是傳感系統(tǒng)，配有LED數(shù)碼顯示和報警功能的數(shù)顯表，可連續(xù)檢測周圍環(huán)境中指定氣體的濃度，當(dāng)氣體濃度達(dá)到報警預(yù)設(shè)值，就會發(fā)出聲、光報警。核電廠的制冷劑探測儀主要應(yīng)用于電氣廠房、核輔助廠房及廠區(qū)實(shí)驗(yàn)室（AL）廠房的通風(fēng)系統(tǒng)，通過檢測空氣中氟利昂濃度以判斷制冷劑是否發(fā)生泄漏。若制冷劑泄漏探測儀發(fā)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(diǎn)很低，一旦發(fā)生泄漏，可能對工作人員的眼睛或皮膚造成冷灼傷的風(fēng)險；若氟利昂遇到明火則會產(chǎn)生光氣，也對人體有害，存在安全隱患。當(dāng)廠房的氟利昂濃度過高將觸發(fā)制冷劑探測儀報警，此時送風(fēng)機(jī)停，排風(fēng)機(jī)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(jī)組主控閃發(fā)制冷劑濃度高報警，現(xiàn)場核查制冷劑探測儀2DVL011MZ的二次儀表顯示示數(shù)為513×10-6，就地檢查冷凍機(jī)組2DEL002GF情況正常，由此懷疑制冷劑探測儀的二次儀表發(fā)生故障。由于此型號儀表應(yīng)用在多個機(jī)組和各個廠房，通過到現(xiàn)場逐一核查，確認(rèn)在制冷劑未發(fā)生泄漏的前提下，紅沿河1號、2號機(jī)組制冷劑探測儀DVL001/ 011MZ和9號機(jī)組制冷劑探測儀DVN 100/110MZ等多個制冷劑探測儀示數(shù)顯示為負(fù)數(shù)，個別制冷劑探測儀顯示為正數(shù)并觸發(fā)誤報警，故障情況詳細(xì)統(tǒng)計見表1。紅沿河設(shè)備服務(wù)辦公室（PSH）聯(lián)合廠家、現(xiàn)場工程師展開故障原因調(diào)查、分析，共同研究解決方案。

表1 紅沿河現(xiàn)場核實(shí)制冷劑探測儀故障情況統(tǒng)計

2 原因分析

經(jīng)現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)故障儀表所在廠房并未發(fā)生制冷劑泄漏，由此可排除因氣體泄漏導(dǎo)致儀表報警。將接線盒通電之后，發(fā)現(xiàn)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(nèi)部回路設(shè)計存在缺陷；②數(shù)顯表24 V電源輸出功率達(dá)不到要求；③探頭本體故障。

2.1 接線盒內(nèi)部回路設(shè)計排查

氣體檢測探頭接線盒內(nèi)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(shù)顯表輸出給探頭的電源24V+，端子5為數(shù)顯表輸出給探頭的電源24V-，端子4為數(shù)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(jié)果顯示為0 V。

（2）之后斷開端子6的導(dǎo)線再次測量5、6間電壓，結(jié)果顯示24V，正常。

（3）最后，再次接上端子6的導(dǎo)線進(jìn)行測量，結(jié)果顯示24 V，正常。由此可確認(rèn)接線盒內(nèi)部回路設(shè)計存在缺陷為故障原因之一。

2.2 數(shù)顯表電源輸出功率排查

通過查詢氣體檢測探頭的技術(shù)手冊，發(fā)現(xiàn)手冊中明確要求數(shù)顯表電源輸出功率為150 mA；通過檢測，發(fā)現(xiàn)數(shù)顯表電源實(shí)際輸出功率只有30 mA；由此可以確認(rèn)數(shù)顯表24 V電源輸出功率達(dá)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(xiàn)場不具備標(biāo)定和檢測條件，只能返回法國工廠檢測和維修，在現(xiàn)場不具備可替換備件的前提下，暫時無法排查此項(xiàng)原因。

3 處理方案

3.1 對于已供貨到現(xiàn)場的制冷劑探測儀處理方案

圖1 氣體檢測探頭接線盒內(nèi)部端子圖

表2 制冷劑探測儀的氣體檢測探頭出廠年份統(tǒng)計

3.1.1 對接線盒內(nèi)部回路設(shè)計存在缺陷的處理措施

（1）針對端子6斷開再合上的調(diào)試結(jié)果，決定將端子6改為開關(guān)端子。

（2）在改為開關(guān)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?yàn)榇藭r數(shù)顯表內(nèi)部輸出電壓還未達(dá)到穩(wěn)定。

（3）等待接線盒通電后1～2 min，再關(guān)閉開關(guān)，則探頭可以正常工作。

3.1.2 對數(shù)顯表24 V電源輸出功率達(dá)不到要求的處理措施

針對數(shù)顯表輸出功率不足的問題，把數(shù)顯表內(nèi)部進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，達(dá)到了所要求的24 V電壓輸出功率，則數(shù)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(jī)組并網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，為優(yōu)先保障2號機(jī)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(jī)組儀表更換2號機(jī)組故障儀表；更換備件后制冷劑探測儀的二次儀表示數(shù)為50～70×10-6，儀表顯示恢復(fù)正常值。

3.2 對于未供貨到現(xiàn)場的制冷劑探測儀預(yù)防處理方案

經(jīng)仔細(xì)核查發(fā)現(xiàn)，紅沿河現(xiàn)場還有3臺工程安裝備件和8號機(jī)組2臺儀表還未發(fā)貨。于是現(xiàn)場及時與廠家取得聯(lián)系，要求廠家在未供貨儀表出廠前解決接線盒內(nèi)部設(shè)計缺陷和數(shù)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(guī)定范圍內(nèi)方可發(fā)貨。

3.3 儀表換型方案

2014年4月，紅沿河2號機(jī)組主控再次閃發(fā)制冷劑濃度高（2DVL039KA）報警，現(xiàn)場核查制冷劑探測儀2DVL001MZ的二次儀表顯示示數(shù)為175×10-6，而就地檢查冷凍機(jī)組2DEL001GF情況正常；這表明在制冷劑未發(fā)生泄漏的前提下，2號機(jī)組制冷劑探測儀更換備件后短短三個月內(nèi)再次發(fā)生示數(shù)錯誤故障導(dǎo)致誤報警，二次儀表示數(shù)由50×10-6左右增長至175×10-6左右，仍然無法達(dá)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(xiàn)場無法對探頭進(jìn)行檢測和標(biāo)定，只能檢查探頭使用年限：若探頭很新則需返廠檢測和標(biāo)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(guī)定有效期限為4年左右，通過對所有發(fā)生故障的氣體檢測探頭到貨年限進(jìn)行核實(shí)，發(fā)現(xiàn)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(rèn)接近或超過質(zhì)保期的氣體檢測探頭本體的使用性能已經(jīng)嚴(yán)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(biāo)定一次；但是由于現(xiàn)場不具備探頭標(biāo)定條件，需返回法國工廠標(biāo)定，返廠周期至少6個月；另外因受每年返廠標(biāo)定的次數(shù)和周期制約，無法滿足現(xiàn)場已商運(yùn)機(jī)組不能缺件運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)條件。

（2）從國內(nèi)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(nèi)廠家生產(chǎn)，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(diǎn)恰好解決了國外儀表標(biāo)定次數(shù)、周期與現(xiàn)場情況間的制約和矛盾。

通過工程方和運(yùn)營方共同對比分析兩個方案利弊（表3），運(yùn)營公司最終確認(rèn)采用第二個方案，把紅沿河現(xiàn)場所有機(jī)組的制冷劑探測儀統(tǒng)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(shí)施

2014年5月，收到運(yùn)營公司發(fā)函確認(rèn)制冷劑探測儀換型方案后，對于已經(jīng)移交給運(yùn)營方的0、1、2、9號機(jī)組，按SO備件換型采購；對于在工程方負(fù)責(zé)范圍的3、4、8號機(jī)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(jī)組的新型儀表已分別于2015年2月和2015年7月安裝、調(diào)試完畢，經(jīng)過長時間觀察確認(rèn)儀表可正常投用；其他機(jī)組的換型儀表待有窗口時也將陸續(xù)完成更換安裝。

5 結(jié)束語

對于核電現(xiàn)場發(fā)生的設(shè)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(yīng)該在分析故障發(fā)生的根本原因基礎(chǔ)上尋求最佳處理方案，在故障消除后應(yīng)該通過長期監(jiān)測或觀察、試驗(yàn)來檢驗(yàn)處理方案是否正確、是否足夠完善。通過實(shí)現(xiàn)對紅沿河現(xiàn)場制冷劑探測儀換型，解決了國外儀表標(biāo)定次數(shù)、周期與現(xiàn)場條件間的制約和矛盾；換型后的儀表因其無需返廠標(biāo)定、補(bǔ)供周期相對縮短、成本相對低的優(yōu)勢，從根本上解決了故障并且避免故障再次發(fā)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(shè)備能夠穩(wěn)定投產(chǎn)運(yùn)行。

〔編輯 凌瑞〕

TM623.7

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.17