在高級氣冷核反應(yīng)堆中,二氧化碳憑借其低中子吸收截面、化學(xué)惰性及低成本優(yōu)勢,成為理想的冷卻介質(zhì)。然而,當(dāng)二氧化碳中水分含量超過臨界值時,會引發(fā)管道腐蝕、絕緣性能下降等連鎖反應(yīng),甚至威脅反應(yīng)堆安全運(yùn)行。英國SHAW在線露點儀SuperDew3憑借其高準(zhǔn)確度、高穩(wěn)定性的技術(shù)特性,成為核級二氧化碳冷卻系統(tǒng)濕度控制的“核心哨兵"。
二氧化碳冷卻系統(tǒng)的安全運(yùn)行對濕度極為敏感。研究顯示,當(dāng)超臨界二氧化碳中水分含量超過0.2%時,會加速管道腐蝕速率。例如,在含0.02% O?和0.02% SO?的35℃、8MPa二氧化碳環(huán)境中,X65管線鋼的腐蝕速率從0.003mm/a飆升至0.72mm/a。此外,水分與雜質(zhì)(如SO?、NO?)反應(yīng)生成的強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)(如H?SO?、HNO?),會進(jìn)一步加劇點蝕風(fēng)險,導(dǎo)致管道局部穿孔。
英國SHAW在線露點儀SuperDew3采用氧化鋁電容傳感器,量程覆蓋-100℃至0℃,在-40℃臨界區(qū)測量精度達(dá)±3℃,重復(fù)性優(yōu)于±0.3℃。其核心優(yōu)勢體現(xiàn)在三大技術(shù)維度:
1. 動態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng):每24小時自動執(zhí)行傳感器校準(zhǔn),確保長期運(yùn)行的穩(wěn)定性。
2. 雙通道報警機(jī)制:可編程上升/下降沿觸發(fā),當(dāng)露點接近-50℃閾值時,紅色LED警報燈與RS485接口同步啟動應(yīng)急程序,聯(lián)動除濕系統(tǒng)注入干燥劑。
3. 工業(yè)級防護(hù)設(shè)計:IP54防護(hù)等級外殼搭配50μm燒結(jié)過濾器,可抵御核級環(huán)境中的粉塵與輻射干擾,確保設(shè)備在-20℃至60℃寬溫域內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。
在某第四代高溫氣冷堆中,英國SHAW在線露點儀SuperDew3被部署于二氧化碳主冷卻回路與除濕系統(tǒng)聯(lián)動節(jié)點。通過4-20mA模擬輸出功能,設(shè)備實時將露點數(shù)據(jù)接入SCADA系統(tǒng),生成動態(tài)曲線圖。當(dāng)監(jiān)測到露點接近-52℃時,系統(tǒng)自動觸發(fā)三級響應(yīng):
1. 初級預(yù)警:啟動分子篩吸附塔再生程序;
2. 中級干預(yù):注入硅膠干燥劑;
3. 緊急處置:切換備用冷卻回路并啟動泄壓閥。
該方案使二氧化碳露點長期維持在-55℃以下,管道腐蝕速率降低90%,年維護(hù)成本減少200萬元。
在核能產(chǎn)業(yè)“安全第一"的底線要求下,英國SHAW在線露點儀SuperDew3不僅是一款測量工具,更成為連接數(shù)據(jù)與決策、保障系統(tǒng)安全的“數(shù)字神經(jīng)末梢"。其技術(shù)演進(jìn)路徑,正為全球核級二氧化碳冷卻系統(tǒng)樹立新的安全biao桿。
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