戴龍文 徐鵬程 周一東 丁麗

摘 ?要：比林堆排出流監(jiān)測系統(tǒng)負責監(jiān)測整個反應堆廠房排出流的放射性水平，是B1B2項目的重要內容之一。為了解決氣體在通過管路時發(fā)生冷凝現(xiàn)象，設計了電伴熱系統(tǒng)。通過電伴熱系統(tǒng)調試，系統(tǒng)運行良好，數(shù)據(jù)準確，達到了設計的要求，解決了系統(tǒng)冷凝的問題，確保測量的準確性和設備的正常運行。

關鍵詞：排出流 ?冷凝 ?電伴熱 ?設計 ?調試

中圖分類號：G3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2021）04（b）-0063-03

Design and Commissioning of Electric Heat-Tracing for the Exhausting Stack Effluent Monitoring System of B1B2 Project

DAI Longwen ?XU Pengcheng ?ZHOU Yidong ?DING Li

（China Institute of Atomic Energy， Beijing， 102413 ?China）

Abstract： The effluent monitoring system is responsible for monitoring the radioactivity level of the reactor building effluent， and is one of the main components of the radiation protection system. In the daily monitoring of the effluent， since the sampling port is located at the height of 42 meters in the chimney， there is a long pipeline between the sampling port and the monitoring equipment. When the gas passes through the pipeline， the pipeline temperature is lower than the gas temperature， which is easy to form Condensation affects the operation of the equipment. In order to avoid the occurrence of condensation， an electric heating system is designed. Through Commission the electric heat-tracings system works well， meeting the design requirements and solving the problem of system condensation.

Key Words： Effluent; Condensation; Electric heat-tracing; Design; Commissioning

1 ?概述

阿爾及利亞比林堆（簡稱871工程）是我國20世紀80年代援建的一座多功能重水反應堆。經過將近30年的運行，很多系統(tǒng)已經老化，以及技術的發(fā)展，比林堆無法適應新的運行與應用的要求。比林堆升級改造工程（簡稱B1B2項目）就是對老的比林堆進行一次現(xiàn)代化的升級改造，通風中心煙囪排出流監(jiān)測系統(tǒng)是此次改造的重要系統(tǒng)之一。

通風中心排出流輻射監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能是對反應堆煙囪氣態(tài)排出流進行放射性測量，實時監(jiān)控煙囪放射性氣體濃度，正常及異常運行工況時，為判斷和評價反應堆氣態(tài)流出物對環(huán)境的影響提供基礎數(shù)據(jù)。

2 ?系統(tǒng)設計

2.1 管路現(xiàn)狀與存在的問題

比林堆通風中心排出流輻射監(jiān)測通道取樣口設在離煙囪較遠的總風道內的中心部位上，取樣氣體經管線進入取樣房間，由于取樣管路較長，排出流氣體的溫度往往高于廠房內管道內壁的溫度，在氣流通過管道內壁時容易出現(xiàn)冷凝現(xiàn)象，從而影響測量設備的壽命以及測量的準確性。在舊的監(jiān)測系統(tǒng)中由于沒有電伴熱，系統(tǒng)管路經常出現(xiàn)冷凝水，嚴重影響了設備的正常運行及測量結果。

2.2 露點計算

露點（Dew point）或露點溫度（Dew point temperature）是指在空氣中水汽含量不變，保持氣壓一定的情況下，使空氣冷卻達到飽和時的溫度[1]。露點作為衡量管路需不需要包裹電伴熱的一個重要參考依據(jù)之一。

露點溫度的計算方法主要分為兩大類[2]，第一類是由已知干球溫度、相對濕度及大氣壓等氣象參數(shù)計算露點溫度，另一類是由露點溫度的定義即飽和水汽壓方程逆向計算露點溫度[3]。

一般都是采取第一類方法進行計算，可以近似的用以下公式[4]：

（1）

其中，γ（T，RH）為：

（2）

公式（1）、公式（2）中，Td表示露點溫度，T表示環(huán)境溫度，RH表示相對濕度，a和b為自然常數(shù)：a=17.27，b=237.7℃。

根據(jù)公式（1）輸入近幾年比林現(xiàn)場的溫濕度值就近似的得到了比林現(xiàn)場環(huán)境中的露點溫度，見表1。

由于每年的1月至3月份是比林地區(qū)的冬季及雨季，此時濕度比較大，溫度也在一年中比較低。從表1可以看到，每年的11月到來年的3月份期間，最低溫度低于露點溫度，因此，這短時間比較容易產生空氣取樣管道冷凝現(xiàn)象。

2.3 電伴熱系統(tǒng)設計

為了解決取樣管道冷凝的問題，在取樣管道外增加電伴熱系統(tǒng)是必要的。

電伴熱系統(tǒng)由自限溫電伴熱帶[5]、溫控箱、保溫層等部分組成[6]，當接通電源后，電加熱絲會沿管線方向均勻釋放熱量，使導電材料升溫，其電阻隨即增加，當溫度升至設定值后，電阻大到幾乎阻斷電流的程度，其溫度不再升高[7]。能夠自動加熱保證進入監(jiān)測儀表前的取樣氣體均為氣態(tài)，從而確保了各監(jiān)測設備對取樣氣體的準確測量。

電伴熱系統(tǒng)設計從取樣口進入取樣房間前10m開始全面包裹電伴熱帶，經放射性微粒監(jiān)測儀、放射性碘監(jiān)測儀、放射性惰性氣體監(jiān)測儀、氚取樣器、氚監(jiān)測儀，然后匯入總管，再接至通風系統(tǒng)管道的風機吸入口[8]。

3 ?電伴熱系統(tǒng)調試

3.1 電伴熱系統(tǒng)安裝

在取樣房間的電伴熱包裹層中選取前端、中間、后端3個測點，對電伴熱系統(tǒng)的設置溫度計實測溫度進行對比檢驗電伴熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

系統(tǒng)在投運以前，需要對伴熱帶再一次進行絕緣測試。絕緣測試通過后就可以對電伴熱的功能進行測試，本測試將溫控器在系統(tǒng)探頭正常工作溫度25℃～35℃范圍內選取25℃、30℃、35℃三個溫度進行測試，測試結果如表2所示。

通過測試結果表2可以看到，測試選取的25℃、30℃、35℃三個溫度點實測結果都比較接近溫控箱的設置值，誤差都在2%以內，證明電伴熱系統(tǒng)安裝是成功的，能夠使取樣氣體在管路中不會形成冷凝，確保排出流監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測儀測量的取樣氣體均能在探頭的最佳工作范圍內。

3.2 調試過程中問題及解決

系統(tǒng)在調試過程中發(fā)現(xiàn)由于管路較長，前后端伴熱帶實測溫度最大有3℃左右的溫差，導致前后氣流溫度有偏差。為解決此問題，將原來的溫控箱由一組，增加到3組，這樣實現(xiàn)前后端溫度的一致性。同時，為了取得較好的測量結果，提前10min啟動設備預熱，使得整個管路在一個相對穩(wěn)定的溫度范圍，使得監(jiān)測設備能夠在最佳的工作環(huán)境測量樣品。

4 ?結語

為了避免排出流監(jiān)測系統(tǒng)管路的冷凝現(xiàn)象，設計、安裝了電伴熱系統(tǒng)。調試中，選取了25℃、30℃、35℃三個溫度點，實測結果都與溫控箱的設置值一致，誤差都在2%以內，能夠使取樣氣體在管路中不會形成冷凝，確保排出流監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測儀測量的取樣氣體均能在探頭的最佳工作范圍內，說明系統(tǒng)設計和安裝是成功的。

參考文獻

[1] 賀慶棠，陸佩玲.氣象學.[M].3版北京：中國林業(yè)出版社，2020.

[2] 許馨尹，于軍琪，李紅蓮，等.露點溫度計算方法對比研究[J].氣象與環(huán)境學報，2016，32（3）：107-111.

[3] 張志富，希爽.關于露點溫度計算的探討[J].干旱區(qū)研究，2011，28（2）.

[4] 王玉英，白燕，楊柳，等.三種露點溫度計算方法的對比研究[C].2020年工業(yè)建筑學術交流會論文集（下冊）.2020-11-21

[5] GB/T19835-2015自限溫電伴熱帶[S].中國國家標準化管理委員會.2015

[6] 賈龍，劉亞峰，王繼強，等.電廠復合電伴熱系統(tǒng)的改造[J].電世界，2019（6）：69.

[7] 賈昌磊.熱工儀表管路電伴熱系統(tǒng)的維護與創(chuàng)新[J].山東工業(yè)技術，2019，4（2）：81-82.

[8] 劉東波，陳玉娟，惠志光，等.核電廠氣載排出流放射性監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化設計[J].核電子學與探測技術，2019，39（1）：58-63.