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摘要：本文主要针对正常功率运行期间蒸汽发生器液位变送器波动事件，进行了原因分析和處理方案的总结，为今后运行期间可能出现类似的问题提供借鉴。
关键词：蒸汽发生器；液位变送器；波动
一、概述
蒸汽发生器水位调节系统是压水堆核电厂二回路最重要的调节系统，出现运行异常会导致蒸汽发生器水位偏离整定值，当水位超过规定的限值会导致停机停堆，影响电厂的经济效益和WANO（世界核电站操作者联合会）排名。一旦蒸汽发生器液位变送器出现波动或与同类型仪表有偏差等故障时，会触发报警或在逻辑中被踢除，影响机组安全稳定运行，都要求尽快处理。由于蒸汽发生器液位变送器安装在核岛里，核电厂机组功率运行期间处理类似缺陷将大大增加工作人员所受辐照计量，这就要求检修人员在大修期间认真分析处理变送器波动故障，找到根本原因并有效处理，保证机组稳定运行。
二、原因分析
蒸汽发生器液位变送器的测量范围为-1.86-1.74m，当其中一块仪表与其余三块测量平均值之间的偏差大于0.18m（量程的5%）时触发报警，任意一块仪表测量值超出-0.96-0.84m时会极大地增加机组停堆的风险。2017年3月28日，运行人员巡检时发现1ARE059MN和其余三块蒸发器液位计相差过大（最多相差0.12m），在KIC上1ARE059MN的趋势显示上下波动，如下图1所示：
（1）信号干扰
（2）变送器故障
（3）管线中有气体
（4）引压管安装问题
2.1 信号干扰导致变送器测量信号波动
蒸汽发生器液位变送器安装在核岛内，测量信号先要经过贯穿件送到1E机柜，经过处理后送到DCS显示和参与逻辑控制，在此过程中测量电缆可能会受到干扰源的干扰，或者在1E机柜中由于卡件的故障等引起波动，需要分段进行检查，在变送器处用信号源模拟变送器的测量信号，分别在贯穿件、1E机柜、DCS机柜处测量，若信号测量有波动，即可确认是哪段电缆处有干扰，再进行消除干扰源或增加屏蔽措施等方式消除干扰。
由于该仪表在核岛内，只能大修期间进行测量排除工作。现场给出稳定的信号后，经过测量1E机柜侧电缆信号，信号稳定，可以排除是变送器测量通道导致波动。
2.2 变送器故障
变送器的测量原理：当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号。当测量膜片或电路出现故障时，会出现变送器输出信号波动等现象。
现场通过用打压仪模拟压力差加到变送器的膜片上，测量输出，通过计算，变送器的输出成线性并且误差在合格范围内。
2.3管线中有气体
变送器引压管线中有气体时，由于气体的收缩性比液体强，质量比液体小，导致测量的液位偏离实际值并有波动现象。1ARE059MN在大修期间已经出现波动，经过反复排气，波动现象没有消失，管线中气体已经排尽，说明变送器波动不是由于管线中有气体所致。
2.4 引压管线安装问题
仪表引压管线的安装有坡度要求：测量管线水平安装时，根据物料盒测量要求不同应有1：10-1：100的坡度，其倾斜方向应保证能排出气体或冷凝液。不能满足时，应在管道的集气处安装排气装置，在集液处安装排液装置，禁止倒U。
在大修期间检查仪表管线，使用水平尺分别测量1ARE059MN和其余三块仪表管线水平度，通过对比发现1ARE059MN与蒸发器相连的取压管线如图2中管线①倾斜度与1ARE系统另外三块窄量程仪表不同，1ARE059MN取压管线①背向蒸发器倾斜，易在管线内形成“U”型，而引起仪表测量压力波动即显示波动。
三、引压管线安装问题处理
由于1ARE059MN取压管线背向蒸发器倾斜，易在管线内形成“U”型，而引起仪表测量压力波动即显示波动，需要改管线的倾斜度。经过专业部门评估及开会讨论，改变管线的倾斜度有如下两种方案：
（1）松开平衡罐的固定螺母，将图2中管线①末端向上抬高，使
得管线倾向蒸发器后重新固定；
（2）将管线从管线①靠近蒸发器根部切割后，重新按照1：10-1：100的坡度焊接安装。
其中优先选择方案（1），管线抬高后坡度满足要求且经过探伤管线及焊接处无裂纹，说明方案（1）可行，在方案（1）不可行时再按照方案（2）实施。
按照方案（1）处理后，管线的倾斜度满足要求，探伤未发现裂纹，且平衡罐固定卡箍能牢固地固定住平衡罐。从2018年2月10日机组并网至今，1ARE059MN显示正常，之前的波动问题消除，见下图6蒸发器液位变送器趋势图。
四、总结
通过上述分析，以蒸汽发生器液位变送器为对象，分析了引起变送器波动的可能原因，在可能的原因中找到了根本原因，针对根本原因制定相应的处理方案，最终解决了问题。核电厂有很多类似的问题，使用常规的处理方法无法解决时，可以借鉴本文的方法，找到根本原因所在，从根本上解决问题，保障核电厂机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 压力差压变送器设备运行和维护手册 A版.98-160.
[2] 《核电厂中级运行》，2014年6月.105-107.
作者简介：
冯志远，男，助理工程师，从事电厂仪表检修及DCS维护。
关键词：蒸汽发生器；液位变送器；波动
一、概述
蒸汽发生器水位调节系统是压水堆核电厂二回路最重要的调节系统，出现运行异常会导致蒸汽发生器水位偏离整定值，当水位超过规定的限值会导致停机停堆，影响电厂的经济效益和WANO（世界核电站操作者联合会）排名。一旦蒸汽发生器液位变送器出现波动或与同类型仪表有偏差等故障时，会触发报警或在逻辑中被踢除，影响机组安全稳定运行，都要求尽快处理。由于蒸汽发生器液位变送器安装在核岛里，核电厂机组功率运行期间处理类似缺陷将大大增加工作人员所受辐照计量，这就要求检修人员在大修期间认真分析处理变送器波动故障，找到根本原因并有效处理，保证机组稳定运行。
二、原因分析
蒸汽发生器液位变送器的测量范围为-1.86-1.74m，当其中一块仪表与其余三块测量平均值之间的偏差大于0.18m（量程的5%）时触发报警，任意一块仪表测量值超出-0.96-0.84m时会极大地增加机组停堆的风险。2017年3月28日，运行人员巡检时发现1ARE059MN和其余三块蒸发器液位计相差过大（最多相差0.12m），在KIC上1ARE059MN的趋势显示上下波动，如下图1所示：
（1）信号干扰
（2）变送器故障
（3）管线中有气体
（4）引压管安装问题
2.1 信号干扰导致变送器测量信号波动
蒸汽发生器液位变送器安装在核岛内，测量信号先要经过贯穿件送到1E机柜，经过处理后送到DCS显示和参与逻辑控制，在此过程中测量电缆可能会受到干扰源的干扰，或者在1E机柜中由于卡件的故障等引起波动，需要分段进行检查，在变送器处用信号源模拟变送器的测量信号，分别在贯穿件、1E机柜、DCS机柜处测量，若信号测量有波动，即可确认是哪段电缆处有干扰，再进行消除干扰源或增加屏蔽措施等方式消除干扰。
由于该仪表在核岛内，只能大修期间进行测量排除工作。现场给出稳定的信号后，经过测量1E机柜侧电缆信号，信号稳定，可以排除是变送器测量通道导致波动。
2.2 变送器故障
变送器的测量原理：当压力直接作用在测量膜片的表面，使膜片产生微小的形变，测量膜片上的高精度电路将这个微小的形变变换成为与压力成正比的高度线性、与激励电压也成正比的电压信号，然后采用专用芯片将这个电压信号转换为工业标准的4-20mA电流信号。当测量膜片或电路出现故障时，会出现变送器输出信号波动等现象。
现场通过用打压仪模拟压力差加到变送器的膜片上，测量输出，通过计算，变送器的输出成线性并且误差在合格范围内。
2.3管线中有气体
变送器引压管线中有气体时，由于气体的收缩性比液体强，质量比液体小，导致测量的液位偏离实际值并有波动现象。1ARE059MN在大修期间已经出现波动，经过反复排气，波动现象没有消失，管线中气体已经排尽，说明变送器波动不是由于管线中有气体所致。
2.4 引压管线安装问题
仪表引压管线的安装有坡度要求：测量管线水平安装时，根据物料盒测量要求不同应有1：10-1：100的坡度，其倾斜方向应保证能排出气体或冷凝液。不能满足时，应在管道的集气处安装排气装置，在集液处安装排液装置，禁止倒U。
在大修期间检查仪表管线，使用水平尺分别测量1ARE059MN和其余三块仪表管线水平度，通过对比发现1ARE059MN与蒸发器相连的取压管线如图2中管线①倾斜度与1ARE系统另外三块窄量程仪表不同，1ARE059MN取压管线①背向蒸发器倾斜，易在管线内形成“U”型，而引起仪表测量压力波动即显示波动。
三、引压管线安装问题处理
由于1ARE059MN取压管线背向蒸发器倾斜，易在管线内形成“U”型，而引起仪表测量压力波动即显示波动，需要改管线的倾斜度。经过专业部门评估及开会讨论，改变管线的倾斜度有如下两种方案：
（1）松开平衡罐的固定螺母，将图2中管线①末端向上抬高，使
得管线倾向蒸发器后重新固定；
（2）将管线从管线①靠近蒸发器根部切割后，重新按照1：10-1：100的坡度焊接安装。
其中优先选择方案（1），管线抬高后坡度满足要求且经过探伤管线及焊接处无裂纹，说明方案（1）可行，在方案（1）不可行时再按照方案（2）实施。
按照方案（1）处理后，管线的倾斜度满足要求，探伤未发现裂纹，且平衡罐固定卡箍能牢固地固定住平衡罐。从2018年2月10日机组并网至今，1ARE059MN显示正常，之前的波动问题消除，见下图6蒸发器液位变送器趋势图。
四、总结
通过上述分析，以蒸汽发生器液位变送器为对象，分析了引起变送器波动的可能原因，在可能的原因中找到了根本原因，针对根本原因制定相应的处理方案，最终解决了问题。核电厂有很多类似的问题，使用常规的处理方法无法解决时，可以借鉴本文的方法，找到根本原因所在，从根本上解决问题，保障核电厂机组的安全稳定运行。
参考文献：
[1] 压力差压变送器设备运行和维护手册 A版.98-160.
[2] 《核电厂中级运行》，2014年6月.105-107.
作者简介：
冯志远，男，助理工程师，从事电厂仪表检修及DCS维护。