Анализаторы электрохимические содержания водорода в натрии и инертном газе ЭХДВ-(Н,Г)

Назначение

Анализаторы электрохимические содержания водорода в натрии и инертном газе ЭХДВ-(Н,Г) (далее - анализаторы) предназначены для измерений объемной доли водорода в инертном газе (аргоне) над натрием и изменения массовой доли водорода в натрии второго контура реакторной установки типа БН-800 и работы в составе блоков ЭХДВ-Н(Г) в системе автоматической защиты парогенератора.

Описание

Анализатор электрохимический содержания водорода в натрии и инертном газе ЭХДВ-(Н,Г) представляет собой комплекс измерительного оборудования, который состоит из преобразователя первичного (ПП), расположенного внутри блока первичного преобразователя ЭХДВ-Н(Г) (рис. 1), преобразователя нормирующего ЭХДВ-НП (усилителя сигнала), преобразователя измерительного (ИП) и концентратора-индикатора в составе электронного блока. Общий вид анализатора представлен на рис. 1

Рис. 1. Фотография общего вида блока первичного преобразователя ЭХДВ-Н(Г).

Первичным преобразователем ЭХДВ-(Н,Г) (рис. 2) является электрохимический датчик, принцип действия которого основан на изменении проводимости твердого электролита на основе диоксида циркония в присутствии водорода в зависимости от его содержания в измеряемой среде. Водород, растворенный в натрии или присутствующий в инертном газе, диффундирует через никелевую мембрану датчика, изменяет активность кислорода в газовой смеси, которая поступает к чувствительному элементу датчика, вызывая изменение его электрических свойств, преобразующееся в выходной сигнал постоянного тока.

Рис. 2. Фотография первичного преобразователя анализатора ЭХДВ-(Н,Г).

Рис. 3. Фотография преобразователя нормирующего ЭХДВ-НП.

Рис. 4. Внешний вид модулей вторичной аппаратуры анализатора ЭХДВ-(Н,Г).

Преобразователь нормирующий ЭХДВ-НП (рис. 3) устанавливается на расстоянии до 10 м от ПП ЭХДВ-(Н,Г). Преобразователь измерительный ЭХДВ-ИП (рис. 4), концентратор-индикатор устанавливают на расстоянии до 300 м от ПП ЭХДВ-(Н,Г) в электронном блоке, расположенном в приборном шкафу вторичной аппаратуры.

Функции, выполняемые вторичной аппаратурой анализатора ЭХДВ-(Н,Г):

- усиление и первичная обработка сигналов от первичного преобразователя;

- преобразование по заданному алгоритму электрических сигналов;

- отображение на служебном дисплее результатов измерений;

- передача результатов измерений по интерфейсу RS-485 в систему контроля верхнего уровня (диспетчерскую ЭВМ);

- формирование выходного сигнала постоянного тока, соответствующего уровню измеряемой концентрации водорода, в рабочем диапазоне (4-20) мА;

- формирование управляющих воздействий в виде дискретных сигналов типа «сухой контакт».

НП и ИП предназначены для принятия сигнала от ПП блока ЭХДВ-(Н,Г), обработки входного сигнала и формирования выходного токового сигнала (4-20) мА, релейного, интерфейс RS485.

Модуль концентратора-индикатора предназначен для сбора информации с ИП, передачи необходимой информации на диспетчерский пульт по интерфейсу Ethernet, выполнения предупредительных уставок и аварийных уставок блока ЭХДВ-(Н,Г). Модуль выполнен на основе ЖКИ - панели визуального контроля. Параметры работы анализатора ЭХДВ-(Н,Г) могут быть представлены в текстовом виде измеряемых физических величин. Выбор сервиса режима отображения осуществляется с помощью кнопочной панели, расположенной на передней панели модуля. Выход измеряемых параметров за пределы допустимых значений индицируется бланкированием (миганием) панели.

Вторичная аппаратура обеспечивает выдачу следующих дискретных сигналов (24 В 1,6 мА):

- превышение концентрации водорода относительно уставки (сигнал в систему СКУ передается как замкнутое состояние реле и по токовому каналу (4-20) мА)

- снижение температуры рабочей среды в первичном преобразователе более чем на 50 °С относительно величины уставки;

- снижение температуры чувствительного элемента на 20 °С относительно величины уставки;

- снижение температуры пористого наполнителя более чем на 15 °С относительно величины уставки;

- время формирования предупредительного и аварийного сигналов - не менее 1с.

Индикация измеряемых и вычисляемых параметров производится на жидкокристаллическом дисплее модуля индикации блока электронного вторичной аппаратуры.

Программное обеспечение

Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1

Таблица 1

Программное обеспечение вторичной аппаратуры анализаторов электрохимических содержания водорода в натрии и инертном газе ЭХДВ-(Н,Г) в составе блоков ЭХДВ-Н(Г) записано в флэш-память микроконтроллера и недоступно для непреднамеренных изменений (защищено паролем), несанкционированный доступ к микроконтроллеру защищен мастичными пломбами. Уровень защиты программного обеспечения - «высокий» по Р 50.2.077-2014 (метрологически значимая часть ПО СИ и измеренные данные достаточно защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений).

Влияние встроенного программного обеспечения анализаторов электрохимических содержания водорода в натрии и инертном газе ЭХДВ-(Н,Г) учтено при нормировании метрологических характеристик.

Технические характеристики

Диапазон измерений объемной доли водорода в инертном газе, %            от 5 -10-5 до 5-10 -3

Диапазон показаний объемной доли водорода в инертном газе, %              от 5-10-5 до 15

Диапазон измерений изменений массовой доли водорода в натрии, млн-1        от 0,05 до 1,0

Диапазон показаний массовой доли водорода в натрии, млн-1                   от 0,05 до 10

Пределы основной допускаемой относительной погрешности, %

Пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности изме-

рений при превышении температуры окружающей среды на каждые 10 оС свыше номинальной (плюс 60 С) в диапазоне рабочих температур, % не более:

Потребляемая мощность, Вт, не более

Габаритные размеры, мм, не более:

- первичного преобразователя ЭХДВ-Н                                      913*220x450

- первичный преобразователь ЭХДВ-Г                                       908х220х450

- электронный блок                                                         450x483x132

- нормирующий преобразователь ЭХДН-НП                                  78x74x57

Масса, кг, не более

- первичного преобразователя ЭХДВ-(Н, Г)

- электронный блок

- нормирующий преобразователь ЭХДВ-НП

Условия эксплуатации:

- температура окружающего воздуха, не более, °С:

блок ПП, МРТ, НП

при нормальной эксплуатации

при проектной аварии в течение нескольких часов

электронный блок

- атмосферное давление, кПа                                             от 84 до 106,7

- относительная влажность, не более, %

- температура холодной ловушки, оС                                        120 ± 5

- электрическое питание:

напряжение переменного тока, В                                     220 ± 10 %

частота переменного тока, Гц                                              50 ± 1

Знак утверждения типа

наносится на лицевую панель модуля контроля вторичного прибора фотохимическим способом, а также на титульные листы эксплуатационной документации типографским способом.

Комплектность

Комплектность анализаторов электрохимических водорода в натрии и в инертном газе

ЭХДВ-(Н,Г):

- преобразователь первичный ЭХДВ-(Н,Г).002.000;

- преобразователь нормирующий ЭХДВ-НП ИКЖГ.408841.003;

- преобразователь измерительный ЭХДВ-ИП ИКЖГ.408841.015;

- концентратор-индикатор ИКЖГ.408841.020-01.

Комплект эксплуатационной документации.

Методика поверки.

Поверка

осуществляется по документу МП 60406-15 «Анализаторы электрохимические содержания водорода в натрии и инертном газе ЭХДВ-(Н,Г) Методика поверки», утверждённому ФГУП «ВНИИМС» 16 февраля 2015 г.

Основные средства поверки:

- ГСО № 10259-2013;

- генератор газовых смесей ГГС-03-03 по ШДЕК.418313.001 ТУ;

- ротаметр FAM 3200; Федеральный информационный фонд № 17417-05.

- измеритель давления «БАРАТОН» MKS Instruments, Федеральный информационный-фонд № 31851-06;

- расходомер ТАРАН-Т Dy11 по ШУБИ.501464.003 ТУ;

- термометр сопротивления ТС 1288А по ТУ 4211-012-13282997-09;

- преобразователь давления измерительный «ЭЛЕМЕР-АИР-30А» CD0 по ТУ 4212-07713282997-08;

- преобразователь давления измерительный «ЭЛЕМЕР-АИР-30А» ТА13 по ТУ 4212-07713282997-08;

- мановакууметр МТИ по ТУ 25.05.1481-77

- аргон газообразный высокой чистоты по ТУ 2114-005-05798345-2009 с нормированным содержанием примесей;

- водород особо чистый марки А по ТУ 2114-016-78538315-2008.

Сведения о методах измерений

изложены в руководствах по эксплуатации.

Нормативные документы

ГОСТ 8.578-2008. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений содержания компонентов в газовых средах.

ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

Технические условия ШУБИ.501464.001 ТУ.

Рекомендации к применению

- осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта.