壓力、差壓控制器廣泛用于核電站的工藝系統壓力、流量、液位測量、為核電站的安全、穩定運行提供必要的控制和調節信號。本文主要介紹了壓力、差壓控制器在核電站中的選型設計和安裝設計要求，同時(shí)針對壓力、差壓控制器在秦山核電站二期擴建工程的設計、安裝、調試中出現的問(wèn)題及處理情況進(jìn)行了總結，為后續核電項目科學(xué)合理的選擇壓力、差壓控制器有一定的指導意義。

   1.引言

   在核電站中，過(guò)程控制儀是整個(gè)儀控系統與工藝過(guò)程的關(guān)鍵接口，儀表性能的優(yōu)劣直接影響到儀控系統的性能。壓力差壓控制器的應用在諸類(lèi)過(guò)程控制儀表中zui廣泛、zui普遍，主要用于通過(guò)控制工藝系統的壓力、流量和液位來(lái)調節各工藝系統的參數，對確保核電站安全、可靠運行十分重要。

   2 壓力差壓控制器設計

   2.1選型設計

   熱工過(guò)程控制系統中與反應堆密切相關(guān)的壓力、差壓、液位、流量等重要參數，大部分都是采用壓力、差壓控制器來(lái)測量的，因此選用合適的壓力、差壓控制器器對控制系統的穩定運行起著(zhù)關(guān)鍵的作用。核電站壓力、差壓控制器的應用通常根據該設備所執行的功能、被測工藝介質(zhì)的類(lèi)型、測量范圍、特性、安裝條件、環(huán)境條件、儀表性能、經(jīng)濟性等方面來(lái)考慮，不僅滿(mǎn)足高可靠性、高穩定性、高精度的要求還要滿(mǎn)足保護系統安全設計要求。

   2.1.1基本原理

   垂直均勻地作用于單位面積上的力稱(chēng)為壓力，當被測壓力達到額定值時(shí)可發(fā)出報警或控制信號的壓力控制裝置稱(chēng)為壓力控制器。它的工作原理是：當被測壓力超過(guò)額定值時(shí)，彈性元件的自由端產(chǎn)生位移，直接或經(jīng)過(guò)比較后推動(dòng)開(kāi)關(guān)元件，改變開(kāi)關(guān)元件的通斷狀態(tài)，達到控制被測壓力的目的。

   如果被測管路有兩個(gè)取壓點(diǎn)：高壓端和低壓端，這兩個(gè)取壓點(diǎn)的壓力差稱(chēng)為差壓，當被測壓達到額定值時(shí)可發(fā)出報警或控制信號的控制裝置稱(chēng)為差壓控制器，差壓控制器是差壓敏感元件通過(guò)控桿促動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，設定值通過(guò)彈簧調節。

   2.1.2選型原則

   （1）首先要考慮控制器的安全分級：核電站的安全主要取決于執行安全功能的設備的可靠性。對于執行緊急停堆、應急堆芯冷卻、余熱排除、安全殼隔離、安全殼排熱及防止放射性物質(zhì)向環(huán)境釋放這些安全功能的電氣設備，稱(chēng)為安全（IE）級電氣設備。

   核電站核島的壓力、差壓控制器分為核級（K3）和非核級(NC)兩種。K3類(lèi)控制器的簽定要求為：安裝在安全殼外，應能在正常運行條件和地震載荷條件下保持其功能。

   （2）壓力、差壓控制器類(lèi)型及測量范圍：根據被測壓力類(lèi)型不同選擇相應的壓力、差壓控制器、并且在選型時(shí)要考慮設備的工作壓力等級，控制器的工作壓力等級。所選壓力、差壓控制器的設定值應在控制器的測量范圍內（為保證較好的重復性一般需求在控制器測量范圍的10%-90%之間）；所選控制器的設定值的回應差應滿(mǎn)足工藝運行要求。在選用壓力控制器時(shí)，應考慮控制器的zui大耐壓能力；在選用差壓控制器時(shí)，應考慮靜壓能力，如高靜壓的應用場(chǎng)合，要選用耐高靜壓的差壓控制器進(jìn)行測量。

   （3）選擇合適的材質(zhì)：根據被測介質(zhì)的物理和化學(xué)性能，與介質(zhì)接觸的部分材料選擇為316L，涉及到海水介質(zhì)的系統應選擇耐腐蝕的哈氏合金C，如為氣體可采用其它材料。位于RX廠(chǎng)房的儀表外殼材料要求不能含有鋁和鋅，用不銹鋼或鑄鐵涂核電站用去粘污漆。

   （4）考慮特殊要求：儀表所處環(huán)境有可燃和爆炸危險氣氛的存在，則需要考慮防爆，如測量TEG壓縮機壓力的TER027SP等所處環(huán)境有含氫廢棄的三廢系統的部分控制器。

   2.2安裝設計

   對儀表引壓管路的設計要考慮維護的方便性：考慮輻射防護分區，儀表應布置在人員可達的區域，安裝在儀表架上方便維修和操作，滿(mǎn)足定期試驗的要求和儀表校驗要求。對核級的壓力差壓控制器的引壓管路要采用三維圖的形式表示儀表引壓管的走向，要選用經(jīng)過(guò)核級簽定的管閥件，管路根據現場(chǎng)實(shí)際情況敷設后必須通過(guò)抗震計算才能滿(mǎn)足要求。

   3 壓力、差壓控制器在秦山核電二期擴建工程的設計、安裝、調試中出現的問(wèn)題及處理情況總結

   3.1設計過(guò)程中的問(wèn)題及處理情況

   壓力、差壓控制器的設定值在控制器調節范圍內，但是高定值與范圍下線(xiàn)接近或者低定值與范圍上線(xiàn)接近，造成控制器的重復性精度差，影響控制器功能，經(jīng)與供貨商進(jìn)一步交流，了解到供貨商的控制器位保證較好的重復性一般要求設定在控制器測量范圍的10%-90%之間。

   設定點(diǎn)為上限（H）設定時(shí)需考慮zui小設定值是量程的10%加上底部回差值。下限（L）設定時(shí)需考慮zui大設定值是量程的90%減去頂部回差值。具體計算方法舉例說(shuō)明如下：

   1、量程的定義：量程=產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)所列范圍的量程上限-量程下限，

   即10%量程=（量程上限-量程下限）X10%；

   90%量程=（量程上限-量程下限）X90%。

   2、定值計算方法：

   H型設定點(diǎn)：

   zui低設定值=【（量程上限-量程下限）X10%+量程下限】+10%量程回差值

   （須保證設定點(diǎn)在10%量程范圍以上）

   zui高設定值=量程上限-【（量程上限-量程下限）X10%】

   L型設定點(diǎn)：

   zui低設定值=（量程上限-量程下限）X10%+量程下限

   zui高設定值={量程上限-【（量程上限-量程下限）X10%】}-90%量程回差值

   （須保證設定點(diǎn)在90%量程范圍以下）

   當然，也有些供貨商的產(chǎn)品承若在全量程范圍內均能保證較好的重復性精度，也就不需要上面這種計算了。

   3.2安裝調試階段出現的問(wèn)題及處理情況

   控制器的定值分為高報和低報，高報是上升報，低保是下降報。壓力控制器都有一定的回差，也就是控制器觸點(diǎn)動(dòng)作到觸點(diǎn)恢復之間的壓力差，因此回差值永遠為正值。

   3.2.1控制器回差過(guò)大造成報警區域重疊

   反應堆換料水箱的液位控制高報警值是17.05m。低報警值是16.75m，zui初選用的控制器回差是15-20KPa，超過(guò)高報警與低報警差值，運行中會(huì )出現高報未消低報出現的情況，不能滿(mǎn)足運行要求，因此應該更換回差更小的控制器以滿(mǎn)足運行要求。

   3.2.2控制器回差過(guò)大造成報警出現后運行參數恢復正常時(shí)報警無(wú)法消除

   反應堆堆坑通風(fēng)系統測流量的差壓控制器的抱警值為0.9KPa，正常運行期間是1KPa，而zui初所選的控制器回差是0.5～0.55KPa，回差大于定值與介質(zhì)正常運行值之間的差值，造成報警出現后運行參數恢復正常時(shí)報警無(wú)法消除。因此應該選用更小回差的控制器，使報警能及時(shí)消除，以免影響運行。

   4 總結

   總之，科學(xué)合理的選擇壓力、差壓控制器不僅可以節約成本，而且有利于現場(chǎng)的安裝，調節和控制，對核電站的安全性也起著(zhù)至關(guān)重要的作用。本文主要介紹了壓力、差壓控制器在核電中選型設計和安裝設計要求，同時(shí)針對壓力、差壓控制器在秦山核電二期擴建工程的設計、安裝、調試中出現的問(wèn)題及處理情況進(jìn)行了總結，為后續核電項目科學(xué)合理的選擇壓力、差壓控制器有一定的指導意義。