巴黎氣候變化大會后,中國作為碳排放大國指定了一系列環(huán)保政策,對清潔能源的需求越來越大。在十三五計劃中,核電技術(shù)作為一種清潔能源在未來我國能源結(jié)構(gòu)中的占比得到提升。福島事件后,世界各國對核電的態(tài)度是審慎的。對該事故發(fā)生的各個中間過程的研究結(jié)論認為安全殼氫氣濃度過高引發(fā)氫爆是事故超出控制的重要原因。我國秦山核電站建于上世紀(jì)80年代,氫氣分析設(shè)備服役時間長已經(jīng)到了需要更新?lián)Q代階段。因此,基于當(dāng)前傳感器技術(shù)研究高可靠性事故后氫氣分析設(shè)備是保證核電站安全可靠運行的重要舉措。本文首先根據(jù)核電站氫氣分析設(shè)備工作環(huán)境特點及現(xiàn)有設(shè)備狀態(tài)選擇了抽氣式測量方式。對當(dāng)前各類氣體濃度分析傳感器的特點進行分析選擇了熱導(dǎo)式傳感器進行氫氣濃度采集。并以此為基礎(chǔ),設(shè)計了氫氣濃度分析儀表。并根據(jù)核電站輻照劑量特點進行了耐輻照設(shè)計。其次本文對儀表中所涉及的元器件進行了失效模式及影響分析,根據(jù)元器件的失效后果設(shè)定了四個等級,分別為會造成其他設(shè)備或儀表故障的危害性失效、導(dǎo)致輸出的氫氣濃度信號超量程的損害性失效、無法從輸出直接觀察的性能下降失效、對儀表正常使用無影響的元器件失效。并利用故障樹分析模型計算了各類失效的失效率,在一定程度上反應(yīng)了本儀表的可靠性。然后,通過實驗與分析得到了儀表使用中的環(huán)境因素對測量結(jié)果的影響,并擬合了公式采用數(shù)字方式進行數(shù)據(jù)補償。最后,通過模擬實驗對儀表進行了標(biāo)定,證明了精度滿足設(shè)計要求。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM623.8;TH83
【部分圖文】：

壚逡逑｜灥咖＿逡逑圖２－２熱導(dǎo)式氫氣傳感器探頭逡逑２．３．１工作原理逡逑由于氫氣與空氣（氮氣、氧氣）相比，熱導(dǎo)率更大，氫氣傳感器運用電橋原逡逑理，將采樣氣體傳遞的熱量換成電壓信號，將氣體的溫度、濕度、壓力用傳感器逡逑轉(zhuǎn)換成電壓信號作為補償，經(jīng)采樣、ＡＤ轉(zhuǎn)換后和運算處理電路，輸出一個經(jīng)過逡逑補償?shù)呐c氫氣濃度滿足線性關(guān)系的４？２０ｍＡ電流信號，進行遠傳。逡逑混合氣熱導(dǎo)率與各組分濃度有關(guān)。實驗表明，在氣體濃度測量時混合氣體的逡逑熱導(dǎo)率近似為組成氣體的熱導(dǎo)率之和：ｉ：邋，艮Ｐ：逡逑（２－１）逡逑式中＆——混合氣體的平均熱導(dǎo)率？，逡逑＼邐各組分１體的熱導(dǎo)率；逡逑ｎ

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑氫氣＾分析儀表需要在嚴(yán)重事故發(fā)生后向消氫系統(tǒng)發(fā)送安全殼l#氣濃度信號，逡逑當(dāng)氫氣濃度高于４．０％邋（體積濃度），消氫系統(tǒng)將工作以除去安全殼大氣中的Ｈ２。逡逑因此，本氫氣分析儀需要準(zhǔn)確、可靠地傳輸Ｈ２濃度信號。逡逑３）通訊功能逡逑為了保持信號長距離傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，使用４－２０ｍＡ輸出濃度信息。逡逑２．５系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逡逑氫氣濃度分析儀通過熱傳導(dǎo)的方式測量環(huán)境中氫氣濃度，由于氣體的熱導(dǎo)系逡逑數(shù)與氣體的環(huán)境參數(shù)有關(guān)，因此，需通過補償運算的方式來處理所測的氫氣濃度。逡逑儀表的基本組成部分包括：氣體濃度探頭、濕度傳感器、信號采集放大、補償信逡逑號采集、信號輸出等。原理框圖如圖２－４所示。逡逑加熱電流信邐氫氣濃度電逡逑

邐５Ｖ線性電源邐３．３Ｖ線性電源逡逑圖２－６電源處理結(jié)構(gòu)圖逡逑２．６＿３邋２４ＶＤＣ輸入供電處理逡逑電源輸入受外部條件影響較大，來自工業(yè)電網(wǎng)的波動往往會造成儀表供電不逡逑穩(wěn)，為了防止外部供電電Ｅ波動引發(fā)儀表故障，應(yīng)采用有較寬電壓調(diào)理能力的輸逡逑２７逡逑

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本文編號：2809557