发布日期：2023/6/10

核电站氢气产生及来源

      在DBA工况或严重事故工况下，压水堆核电站丧失衰变余热排出手段后，堆芯燃料温度将持续上升。压水堆一般选择锆合金作为堆芯结构材料（燃料包壳、压力管、支架和孔道管），当堆芯燃料温度超过1300 K时，锆合金包壳将与水或水蒸气发生强烈化学反应，产生大量氢气。

Zr+2H₂O=ZrO₂+2H₂↑+Q

氢气检测的重要性和意义

      氢气在大气环境中燃点为580℃～600℃。在常温常压下，当氢气占空气浓度达到4.0%～75.6％或氢气占氧气比达到4.46％～94％时，混合气体就会变得易燃易爆。压水堆锆水反应后，堆芯内产生的氢气会通过主回路压力边界或压力容器的破口释放到安全壳中，在产生源附近或与安全壳内的空气混合后可能发生燃烧或爆炸，氢气爆炸会严重威胁到安全壳的完整性，从而造成核电厂放射性物质的外泄。2011年3月日本福岛核电站事故中，由于安全壳内氢气爆炸造成核物质严重泄漏，导致了周边环境严重污染，因而全球对氢气风险问题引起了更加空前广泛的关注。特别是在通风不良或者密闭的环境中，当氢气在密闭的空间中积累到一定的浓度值时，可能会对生产设备或人的生命构成极大的威胁。为此，在密闭的安全壳中，对易燃易爆的氢气进行实时监测就显得尤为重要。当这些气体达到危险浓度时监测装置应发出警报，以便及时采用相应的措施，避免事故的发生。对安全壳内氢气浓度的实时监测对于核电厂的生产安全以及人类的生命安全具有重大意义。

 

海卓赛思核电站安全壳氢气浓度测量装置主要技术特点和功能：

•直接测量，传感器安装在安全壳内，直接测量壳内氢气浓度，无需穿透安全壳的取样管线；

•合格的核传感器；

•具有防止设计基准事故（DBA）和严重事故的氢气传感器；

•具有防止设计基准事故（DBA）和严重事故的电缆；

•能够进行可靠而准确的测量，且不受环境温度影响；

•能够简单而有效地进行改造；

•适合于所有类型的反应堆；

•具有在线自诊断功能，从而可以实时反馈产品状态；

•成熟的设计；

•维护成本最小，可靠性高。

 

核电站安全壳氢气浓度测量装置主要技术指标

主要技术指标

工作原理

固态钯合金

测量范围

0~20%vol

精度

±2%FS

事故后精度

±1%FS（20℃±0.1℃）

响应时间

≤180s(T90)

标定周期

18个月

分辨率

0.1%满量程输入

漂移

0.1%/24h

输出

4-20mA/触点输出（故障报警）/就地数字指示

环境条件和瞬态

DBA环境（LOCA），严重事故后环境

辐照影响

5.2E+5Gy（壳内）

防护等级

IP65