三门核电分析仪表可靠性管理

概要：在电站的过程中，要定期对分析仪表进行检查，必要时进行校验，进行预防性维修文章简要介绍了三门核电站使用的分析仪表中ORP表、电导率表、PH表以及浊度仪的原理，并介绍这些仪表的可靠性管理相关的内容。

关键词：可靠性管理；酸碱浓度计；PH表；浊度仪；电导率表

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）08-0123-03

1 概述

在三门核电站中，运用了各种各样的分析仪表，在电站的运行过程中，这些仪表由于自身的特点以及稳定程序，会存在偏离预期工况的情况，这就需要在电站的过程中，定期对分析仪表进行检查，必要时进行校验，进行预防性维修，从而保证分析仪表在寿期内都能稳定运行在我们所要求的范围内，此项工作可以称为分析仪表的可靠性管理。

2 可靠性管理概述

分析仪表的可靠性即分析仪表在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。可靠性的管理即通过预防性维护的手段，根据设备的失效时间数据分析，提前对设备进行维护，尽最大可能消除在规定条件和时间内设备失效的风险，从而提高机组的运行性能。

以往电力生产单位中为了避免设备失效频繁对仪表进行拆卸校验、解体清洗，这些行为可能在一定程度上损坏了仪表的稳定性能，间接上有损设备的可靠性。三门核电在分析仪表的可靠性管理上，摒弃了上述行为，通过对仪表运行状况和失效数据的分析，在设备设计的可靠性运行范围内，只进行一些必要的项目，不对仪表做过度的校验解体。

在可靠性管理过程中，要结合仪表的对于核电厂安全以及经济生产的重要程度，将仪表分为关键和非关键设备来进行管理，对于关键设备进行重点关注，非关键设备，某些项目的周期可以适当延长，这样可以在不影响电厂正常运行的情况下，减少人力的投入以及过度频繁的维护对仪表固有稳定性造成不良的影响。

3 分析仪表概述

3.1 分析仪表简述

本文中所指的分析仪表仅指常规的分析仪表，是在生产过程中连续或周期性检测物质化学成分或某些物性的自动分析仪表，对于辐射监测方面的测量仪表不在本文的分析范围之内。

对于一个设备的预防性维修来说，维修项目的制定者需要对于设备的原理和结构有了充分的理解，能够进行深入的设备失效机理分析，这样才能保证根据失效分析的结果，在设备失效之前对其采取维护项目，保证设备能够继续运行在要求范围内。

三门核电站中使用的分析仪表主要的种类有：ORP、PH、电导率、硅表、离子色谱仪、联氨根表、钠表、气体浓度表、溶解氢表、溶解氧表、酸浓度计、碱浓度计以及浊度仪等。

本文仅针对酸碱浓度计、PH、电导率、浊度仪表进行可靠性管理分析。首先简单介绍下这几类仪表的原理。

3.2 PH表

PH表利用溶液中H离子的浓度（活度）产生的电极电位，引起的电子元件传感器转化后的数字变化来显示和反应当前溶液的H离子浓度。主要由测量电池盒高阻毫伏计两部分组成，测量电池是由指示电极、参比电极和被测液构成的原电池，参比电极的电极电位不随被测溶液浓度的变化而变化，指示电极对被测溶液中的待测离子H+有敏感作用，其电极电位是H+活度的函数，所以原电池的电动势与H+的活度有一一对应的关系。

图1 PH表基本原理图

3.3 电导率表

衡量液体的导电能力时，是用电阻率的倒数电导率来表示，溶液的电导率可以看成是用电极常数为1的电极测得的溶液电导值。

电导率表的原理如图2所示，将相互平行且距离是固定值L的两块极板（或圆柱电极）放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（一般采用交流信号），然后通过电导仪测量极板间的电导。

图2 电导率表

电导仪主要由电导池、转换器两部分组成。电导池又称检测器，它与被测介质直接接触，将溶液的浓度变化转化为电导或电阻的变化；转换器的作用是将电导或电阻的变化转换成标准的直流电压或电流信号。

3.4 浊度仪

浊度计是测量水的浑浊程度的仪器，各种类型的浊度计都是利用光学方法进行测量的，浊度与透射光和散射光的强度成比例。

浊度仪通过把来自传感器头部平行光的一束强光引导向下进入浊度仪本体中的试样，光纤被试样中的悬浮颗粒散射，与入射光线中心线成90度方向散射的光线被浸没在水中的光电池检测出来。

3.5 酸碱浓度计

酸碱浓度计电极为感应式电极，测量电导值以后换算成浓度，进行显示。测量原理与电导表的测量原理

相同。

原理如图2所示，将相互平行且距离是固定值L的两块极板（或圆柱电极）放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（一般采用交流信号），然后通过电导仪测量极板间的电导。

4 分析仪表可靠性管理简述

4.1 PH表的可靠性管理

AP1000三门核电PH表通过以下预防性维护方案来进行可靠性管理：巡检、校验、定期更换填充液和电极。

（1）巡检。项目描述：由于PH表参比电极填充液可使用1-2个月，技术人员每个月对填充液进行巡检，查看填充液的数量是否满足要求，在必要时进行添加，确保电极不会变干。

项目周期：1个月巡检一次。

（2）校验。项目描述：校验能够保证设备在规范要求内运行，验证输出精度；在校验PH表的过程中，检查PH表的参数是否正确，从而确保PH表在要求的范围内稳定运行。

项目周期：由于PH表运行过程中易漂移，因此周期为3个月校验一次。

（3）定期更换填充液和电极。项目描述：参比电极填充液在不足四分之一时必须进行更换，因此需要根据巡检的结果更换填充液；同时，由于电极的特性，PH表的电极一般需要定期更换。

项目周期：填充液的更换周期为按需求更换，具体更换时间根据巡检结果来评估；电极更换周期为1年。

4.2 电导率表可靠性管理

AP1000三门核电通过以下的预防性维护手段来进行电导率表的可靠性管理：校验、定期更换。

由于电导率表的性能相对于PH表来说更加稳定，因此，在预防性维修项目上，电导率表与PH表有不少差异，而且在周期上也有很大差距。

（1）校验。项目描述：校验需要验证电导率表运行在要求的精度范围内，在校验的过程中对电导率表的参数进行检查。

项目周期：由于电导率表的周期相当稳定，漂移很小，因此校验周期相比较运行不够稳定的PH表要长。对于影响核安全和电力生产的关键设备，18个月校验一次；对于非关键设备，3年校验一次。

（2）定期更换。项目描述：如果校验过程中发现电导率表的部件不能支撑下一个周期内的稳定运行，则对其进行更换。

项目周期：电导率表的定期更换依据校验过程中的数据或者技术人员的判断来进行。

4.3 浊度仪可靠性管理

浊度仪通过以下预防性维护项目来进行可靠性管理：校验、定期更换。

（1）校验。项目描述：对浊度仪进行校验，检查仪表参数。

项目周期：1年

（2）定期清洗或更换。项目描述：电极清洗或更换；易损件更换。

项目周期：1年

4.4 酸碱浓度计可靠性管理

酸碱浓度计由于其在电厂生产中的作用不是很大，同时考虑仪表的性能以及价格上，一般不对酸碱浓度计做可靠性管理，将酸碱浓度划归为仪表失效后进行维护更换范围内，不对其进行预防性维修，节约的人力成本比更换酸碱浓度计花费更划算。

4.5 三门核电分析仪表可靠性管理总述

综上所述，三门核电分析仪表的可靠性管理是通过分析仪表的预防性维修项目来进行的，通过预防性维修项目，在设备失效前对其维护，消除失效隐患，保证电厂系统的长久稳定运行。

通过PH表、电导率表、浊度仪以及酸碱浓度计的可靠性管理项目可以看出：分析仪表的可靠性管理根据仪表的结构不同、仪表本身性能的稳定性不同、运行要求的不同、仪表的关键程度不同以及工况的不同，每种分析仪表有不同的预防性维修策略，上述4类分析仪表的维护策略各不相同；同一类设备，对于安全和电力生产关键的设备与非关键的设备可以采取不同的维修策略进行管理，提高运行效率，例如电导率表的可靠性管理；如果仪表对于生产关键作用不大，而且纠正性维修的成本更低，这些仪表就不做可靠性管理，节约人力成本，例如酸碱浓度计的可靠性管理。

综上所诉，对于每一类仪表，根据其本身的特性以及运行的工况分类进行可靠性管理，可以在保证机组正常运行的情况下，尽可能的降低维修项目，在降低人力成本的同时，也降低了维修中造成设备性能损失的风险。

5 结语

以往，每个电厂对于分析仪表，不考虑类型、工况、关键与否、成本，均进行校验，在增加人力资源成本的情况上，也会对设备本身的稳定性造成破坏，加速了仪表的衰退；同时，每次大修过程中，对分析仪表都进行拆解校验，大大延长了大修工期，进而影响机组的年度指标。

因此，三门核电分析仪表进行可靠性管理是至关重要的，对于其他每一个电厂来说都是很有必要的，通过很多不必要的项目的减少，尤其是部分过度维护活动的减少，大大提高了对设备本身稳定性的利用，同时又能在设备失效之前对其维护，保证其后续的稳定运行。

设备的持续稳定的运行，带来电站系统的持续稳定运行，电站的效益就会持续提升，这就是三门核电可靠性管理的追求。

作者简介：沈传平（1987-），男，湖北宜城人，三门核电有限公司助理工程师，研究方向：三门核电系统与设备的可靠性管理。