缓冲地坑辐射检测仪表故障报警原因分析及处理

概述：国内某核电厂核岛非控制区地板水缓冲地坑辐射检测仪表频繁触发综合故障报警，经分析原因为转子流量计卡涩及报警逻辑设置不合理。通过更换为电磁流量计，并将在报警逻辑中引入缓冲地坑潜水泵运行状态，可有效解决频繁故障报警问题。

一、背景描述

国内某核电厂核岛非控制区厂房设置有地板水缓冲地坑（RPE8501BA），用于收集厂房通风冷凝水、地板冲洗水及设备泄漏水。缓冲地坑泵出口设 射检测仪表 （KRT2803MA），用以检测地板水的辐射水平。如果地坑水中未检测到放射性，则开启 至常规岛废液收集系统处理，如果检测到放射性则自动切换关闭RPE8505VK，打开RPE8515VK 传输至核岛废液收集系统处理。其系统流程如图1-1 所示。

图1-1 系统流程简图

KRT2803MA 设备本体设置有流量计KRT2803MDL，测量流经监测腔室的液体流量，流量小于1L/min（量程1～24L/min）时会触发设备故障综合报警（KRT2828KA），以提醒值班人员 RPE8501BA 地坑水体辐射水平检测无效，并且闭锁排水至常规岛废液收集系统。

二、存在问题及原因分析

机组商运以来，KRT2803MA 设备故障综合报警（KRT2828KA）频发触发，分析报警触发原因有两方面影响：

原因1：KRT2803MDL 为转子流量计，其工作原理是当流体通过时，内部旋转叶片转动，密封在旋转叶片中的环形磁铁将这种旋转运动传递给仪表传感器，传感器将旋转叶片的频率信号转化成4～20mA 模拟信号输出。RPE8501BA 水体主要来自控制区外众多房间的地板疏水，水体中不可避免存在大量杂质，这些杂质易附着在KRT2803MDL 转子流量计内部，使流量计转子卡涩，影响内部旋转叶片转动，导致仪表输出测量值小于1L/min触发设备故障综合报警（KRT2828KA）。检修经验表明，约10 天转子流量计就会因为卡涩触发报警，见图2-1。

图2-1 转子流量计堵塞情况

原因2：缓冲地坑RPE8501BA 内潜水泵根据地坑液位间断运行。当缓冲地坑液位高时，自动启动地坑内潜水泵，先开启RPE8520VK 打循环并通过KRT2803MA 测量地坑内水的辐射水平，5min 后放射性水平正常则开启RPE8505VK 将水传输至常规岛废液收集系统。当缓冲地坑液位降低至低液位定值时，地坑内潜水泵停运，因为没有动力源，流量计KRT2803MDL 测得流量为0 L/min，就会触发设备故障综合报警（KRT2828KA）。因此，每次传水结束停泵后该报警都会触发一次，并且在泵停运期间一致存在。

以上两个原因触发KRT2803MA 设备故障综合报警（KRT2828KA）并非设备真实故障，每次触发值班人员都要响应报警检查系统状态，严重分散值班人员精力，影响值班人员对机组的监视。

三、处理方案及影响分析

针对原因1、可以通过将流量计换型为对水体杂质不敏感的流量计解决。经分析对比建议选用电磁流量计。

电磁流量计的工作原理是，根据法拉第电磁感应原理（见图3-1），在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，感应电势由两个检测电极检测出，数值大小与流速成正比例。

图3-1 电磁流量计工作原理

电磁流量计测量管内无阻碍流动部件，不受流体密度、粘度、温度、压力等的影响，不会出现卡涩问题，适用于KRT 液体通道流量测量。

电磁流量计要求液体电导率大于1S/cm，近几年 RPE8501BA 内水体取样检测的统计数据显示水体电导率最低为35S/cm，满足电磁流量计适用条件要求。

电磁流量计安装位置要求流量计前直管段应达到 10D，后直管段应为 5D（D 为管道直径）。核实现场，安装空间满足要求，根据现场情况通过支架固定电磁流量计，使安装位置低于取样管路，保证电磁流量计测量管段满水状态。

针对原因 1、可以通过在设备故障综合报警（KRT2828KA）中引入缓冲地坑潜水泵状态，当潜水泵运行时，才允许报警触发。同时为了防止泵启动初期流量建立需要时间，在信号回路增加5s 延时，在泵启动5s 后才允许报警触发。如图3-2 所示。

KRT2803MA 设备故障综合报警（KRT2828KA）触发原因，除流量计测得流量低外，还有设备故障、电源故障两个原因。增加泵运行状态闭锁后，如果泵停运状态设备故障或电源故障设备故障综合报警也不会触发，是否会带来不利影响？KRT2803MA 设置在缓冲地坑潜水泵 口，用来检测水体传输过程中的辐射水平，泵停运期间没有水体传输无需其检测功能，因此泵停运期间如果设备故障或电源故障不会对系统和设备带来影响。

图3-2 报警逻辑修改方案

为什么不将泵的运行状态仅引入流量计测量回路， 这样泵停运期间如果 KRT2803MA 设备故障或者电源故障也能触发报警？缓冲地坑潜水泵 状态反馈信号都在电站分散控制系统中。流量计 KRT280 制单元，未引入电站分散控制系统。如果要将泵的运行状态仅 测量值引入电站分散控制系统，投入成本高且占用电站系统资源。 缓冲 3MA 设备故障或电源故障报警仍能正常触发设备故障综合报警（KRT2828KA），值班人员可依据报警做出响应，报警功能满足要求。

泵启动后 5s 才解除对报警的闭锁，允许报警触发，会不会因为设备故障导致传输的水体辐射水平失去检测，甚至在这5s 内放射性水被传输往常规岛废液收集系统？因为地坑泵启动逻辑设置为启动在地坑内打循环5min。这5min 时间不会有水体传输，所以 5s 延迟解除对报警的闭锁，不会造成传输的水体辐射水平失去检测，更不会导致放射性水被传输往常规岛废液收集系统。

四、结论

综上分析，缓冲地坑辐射检测仪表触 故障报警 计卡涩及上游缓冲地坑潜水泵间断运行引起。可以通过更换转子流量计 坑潜水泵的运行状态，避免综合故障报警频繁触发。分析表明，更换未 地坑潜水泵的运行状态，不会对系统和设备的运行引入负面影响。

实践证明，该方案可解决缓冲地坑辐射检测仪表频繁触发综合故障报警问题，减轻运维人员的工作负荷。参考标准：

《核岛电气设备设计和建造规则》RCC-E 2012

《压水堆核电厂辐射防护设计准则》NB/T 20529-2018

《核电厂设计安全规定》HAF 102-2016

《核电厂设计中的质量保证》HAD003-06 2018

《电磁流量计》JB/T 9248-2015