核電廠壓力變送器多采用電容式和擴(kuò)散硅式,其中以電容式為主. 其原理是敏感元件電容器受到壓力后,電容量產(chǎn)生的變化可以反映被測(cè)壓力的變化. 通過一定的測(cè)量線路將電容值轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率信號(hào)并放大. 該類型壓力變送器具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、過載能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)很容易受線路寄生電容、電纜電容和溫度、濕度等外界干擾.
壓力變送器輸出信號(hào)與電源的傳輸方式分為兩線制、三線制、四線制三種形式. 兩線制變送器優(yōu)點(diǎn)很多,可大大減少裝置的安裝費(fèi)用,有利于安全防爆等. 目前核電廠內(nèi)的變送器基本上都是兩線制的.
信號(hào)制是儀表的統(tǒng)一的聯(lián)絡(luò)信號(hào),有氣壓信號(hào),電信號(hào)包括模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、頻率信號(hào)和脈寬信號(hào)等. 由于其采用二線制,目前核電廠壓力變送器普遍采用的信號(hào)制是具有活零點(diǎn)的4 ~20 mA直流電信號(hào).
儀表都需要電源供給能量,供電方式大致有兩種: 交流供電和直流集中供電. 同樣由于二線制,因此必須是單電源供電. 目前核電廠普遍采用24 V 直流集中供電方式.
在核電廠中,為了使核島和常規(guī)島的各種設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行,必須對(duì)壓力加以監(jiān)視和控制. 壓力變送器廣泛應(yīng)用于核電廠壓力、液位、流速等工藝參數(shù)的測(cè)量. 特別是應(yīng)用于核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)壓力參數(shù)、穩(wěn)壓器及蒸汽發(fā)生器液位、一回路冷卻劑流速等測(cè)量的壓力/壓差變送器,還參與核電廠保護(hù)系統(tǒng)所需工藝參數(shù)的監(jiān)測(cè),對(duì)核電廠的安全起到非常重要的作用.
目前安裝在安全殼內(nèi)的壓力變送器大多經(jīng)過了核級(jí)鑒定,具備在正常工況及設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故( DBA,Design Basis Accident) 下正常工作的能力.但在超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故( BDBA,Beyond Design BasisAccident) 工況下,目前無法通過型式試驗(yàn)確定壓力變送器是否可以保持其可用性. 而基于IAEANS-G-1.1的HAD102 /14《核動(dòng)力廠安全重要儀表和控制系統(tǒng)》報(bào)批稿中提到,在設(shè)備鑒定程序中不要求考慮嚴(yán)重事故工況,但是,應(yīng)以合理可信度和可能程度表明用于響應(yīng)嚴(yán)重事故的設(shè)備能夠在預(yù)計(jì)的嚴(yán)重事故工況下起作用. 而在法國(guó)核電標(biāo)準(zhǔn)RCC-E《壓水堆核島電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和制造規(guī)則》2005 年版中提到,( 嚴(yán)重事故) 可能出現(xiàn)的狀況很復(fù)雜,但一切都表現(xiàn)為輻照、溫度和壓力條件的嚴(yán)重變化. 因此,有必要開展溫度對(duì)于壓力變送器的影響分析.