核岛空气采样探测器系统学习报告剖析.docx
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核岛空气采样探测器系统学习报告剖析
核岛空气采样探测器系统学习报告
1.前言
在反应堆冷却剂泵环路，因其火灾的高危险性，设有空气采样感烟探测系统用于监测火灾信号。
空气采样感烟探测系统在探测方式上，完全突破被动式感知火灾烟气、温度和火焰等参数特性的局面，主动进行空气采样，快速、动态地识别和判断出空气中各种聚合物和烟粒子。
由于它能探测物质燃烧初期所产生的气溶胶或烟雾粒子浓度，在火灾初期消除火灾隐患，使火灾的损失降到最小，因此也被称之为极早期烟雾探测预警系统。
通过对核岛空气采样系统的学习，加深了对空气采样系统的了解与认识。
核电厂工程采用由xx供货的法国DEF空气采样烟雾探测系统。
在主泵房采用型号为EOLE3A-PP（冗余型），其它区域采用EOLE2A。
空气采样烟雾探测器设备部件可满足质保等级Q3的要求；属于1E级，即在地震中和地震后设备可保证其运行性。
2.核岛空气采样探测系统
2.1系统介绍
2.1.1空气采样基本原理
1个电动抽气泵利用多个采样点和1个抽气管网抽吸空气样本。
气体被送往1个分析装置（BAMA）检查其中是否含有烟雾颗粒。
如果有，则向关联的信号控制器发出报警信号。
流量控制器“CD”始终监测抽气管网和采样点的工作质量。
空气采样探测器工作原理
在灰尘很多的环境中可以使用EOLE过滤腔（BFE）。
将其安装在EOLE机箱外，采样管网和空气分析装置之间，较靠近后者。
2.1.2EOLE3A-PP
EOLE3A-PP型空气采样烟雾探测器是冗余型，两套冗余电气控制装置，在一套出现故障是或者断电时，另一套自动投入系统工作，可连接3个空气采样回路管网。
在主泵房使用的空气采样探测器EOLE3A-PP是具有冗余功能。
该空气采样探测器EOLE3A-PP有三个独立的探测管路。
每个探测管路由空气采样管道、探测腔、空气抽气和检测控制等系统组成。
空气采样管道采用镀锌钢管，单路网管长度不大于100米。
每路网管使用一个探测腔，在探测腔内有两个烟感探测器。
通过空气抽气泵将环境大气经过采样孔和采样管道抽入探测腔内，由两个烟感探测器进行分析和判断，最终给出火警1和火警2的报警信号。
探测腔内的两个烟感探测器具有各自的独立地址，通过带有总线隔离器的安装盒安装连接在火灾报警控制器的环型探测总线上，形成有冗余的探测系统。
所有探测信息可以直接在火灾报警控制器显示，并可以在火灾报警控制器上对探测腔内的两个烟感探测器进行操作。
空气采样探测器EOLE3A-PP的图文显示可以直接在火灾报警控制器系统的图文工作站上显示。
核岛内具有冗余功能的EOLE3A-PP型空气采样探测器的抽气部分的冗余功能是通过两套抽气泵，两路供电电源和两套抽气控制系统完成的。
当一路的任何部分出现故障时，另一路可以自动或手动启动工作。
下图给出空气采样探测器EOLE3A-PP在主泵区域的工作原理。
EOLE3A-PP在主泵区域的工作原理图
冗余型空气采样组成：
-3个BAMA分析装置，各自带两个探测器并各自连接独立的抽气管网，
-2个冗余采样系统
通过核电厂的两路交流LNE和LNG，保持EOLE-PP的两套采样系统的电压在220V；操作者在控制室操作台的控制板处启动其中一个系统，当一个采样系统开始运行，相应的电动抽气泵通过1个抽气管网和多个采集点抽吸空气样本。
气体被送往1个BAMA分析装置检查其中是否含有烟雾颗粒。
如果有，则向ALTARES控制器发出报警信号。
每套采样系统具备一个单向阀门。
不用时，阀门关闭。
启动电动抽气泵时打开相关阀门，而另一个阀门则确保密封性。
流量控制器CD始终监测由抽气管网采样的空气流量。
如果出现问题，流量控制器将在BAMA分析装置以及EOLE-PP表面显示抽气故障。
EOLE3A-PP机柜
EOLE3A-PP冗余空气采样系统由以下单元构成：
a.BAMA分析装置
-2个光电探测器VOAM
除机械保护部分被取消并且灵敏度经过调整外，这些探测器和Vega可寻址系列的光电探测器VOA相同。
-CD流量控制器
流量控制器由两个安装在连接采样管网的管道内的集成热敏电阻组成。
集成热敏电阻通过焦耳效应加热：
气流引起的冷却强度显示流量指示。
如果管网断裂或者采样气孔堵塞，流量控制器将在BAMA分析装置显示抽气故障。
b.ISV/3隔离卡
隔离器串联安装在探测回路上，分别在三个BAMA探测分析装置之前，之间和之后。
一旦出现线路短路，安装在故障两边的隔离器启动，短路处的电流被切断。
回路上其他装置可以正常运行。
故障清除之后，隔离器自动调整回监控状态。
c.电动抽气泵
用于保持抽气管网内外不同的气压，以便于产生多采点和BAMA中的探测器之间的空气流动。
d.CMOT电动抽气泵的调节卡
通过电动抽气泵调节空气流动速度。
调节卡从CEPP控制卡处获得启动运行或终止电动抽气泵的指令。
使用电压：
24Vdc。
e.CEPP控制卡
根据控制室的控制板及EOLEPP阀门状态，发送电动抽气泵的运行和终止指令到CMOT电动抽气泵调节卡。
使用电压：
24Vdc。
f.CARE单向阀门
涉及到一个流量探测器的机械功能的使用（单向阀门）。
不用时，阀门关闭。
电动抽气泵启动时打开相应的阀门而另一个阀门确保密封性（单向）。
阀门处的开、关状态信息被发送到CEPP控制卡。
如果2个阀门都是打开状态，则风机不会工作。
g.电源
EOLE3A-PP具备两个24V/4A电源，由LNG和LNE两路220V/50Hz交流供电。
2.1.3EOLE3A-PP内部BAMA探测装置的构成：
三个BAMA探测装置，每个BAMA内置两个探测器并可以驱动两个外置动作指示器。
供电：
两路交流220V（LNE和LNG）。
COMT卡（电动抽气泵控制）
CMOT卡主要功能用于控制电动抽气泵：
速度命令的操作
运行电动抽气泵的运转与终止
监视电动抽气泵电源
监视电动抽气泵的工作
输入电压为24V，每个EOLE3A-PP有两张卡（每个采样系统各一张）。
CEPP卡（EOLE3A-PP控制）：
根据控制室的控制面板及EOLE3A-PP阀门状况，发送电动抽气泵的运行和终止指令到CMOT电动抽气泵调节卡。
a.当操作者在控制板启动采样系统A时，CEPPA卡检测阀门B在下达运行采样系统A命令前已经关闭。
b.当操作者在控制板启动采样系统B时，CEPPB卡检测阀门A在下达运行采样系统B命令前已经关闭。
电压为24V，每个EOLE3A-PP有两张卡（每个采样系统各一张）。
2.2安装与调试
2.2.1空气采样机箱的安装
机箱安装简图
分析腔的安装可因地制宜，水平、竖直……但要防止拧紧螺丝时造成分析腔机械变形。
首先打开分析腔，通过预留的4个孔和固定螺丝将BAMA/L盒底牢牢固定住在安装图规定的位置上。
流量控制器应布置在管网侧（电动抽气泵的反侧）。
虽然没有特别规定机箱的安装方向，但在BAMA/L底部贴有一个标签“上”。
通过这个标签，在BAMA关闭时可以知道顶盖的上方位置。
标签“上”位于电动抽气泵侧，也就是在抽气管网和流量控制器的反侧。
安装过程中应注意的事项：
①流量控制器CD应布置在管网侧（电动抽气泵的反侧）；
②机箱安装时，应关注接头的密封性；
③连接BAMA分析腔和电动抽气泵的管道不得在腔内伸出，否则探测器会一直报警；
④应尽可能的保证管网的平衡：
每条支路上采样孔数量相同，支路长度相等；采样孔应在三通、弯头、或网管末梢50cm以外；线型支路上采样孔数量的上限为5、T型或U型支路上采样孔数量上限为4、工字型支路上采样孔数量上限为3；
⑤管网的密封性至关重要，接头必须使用PVC专用胶胶合，禁止将胶水涂到母头；
⑥须用间距规律的支撑卡箍固定采样管；管网固定安装在房间、吊顶上部时，至少每隔1.5米用ATLAS型卡箍固定；
7应注意保证分析腔的密封性。
2.2.2调试
在安装过程中，机箱始终保持不通电。
调试时，应先给机箱上电，将EOLE3A-E电路板右方的FU2熔断器归位。
启动电动抽气泵，稍后机箱前面板上的绿色上电LED点亮。
调试步骤：
（1）检查管网的密封性
①调节EOLE3A-E电路板上的电位计P1，使电动抽气泵的速度达到最高；
②用电工胶带堵住所有采样孔；
③用万用表插入BAMA上红黑两个插口，测量代表空气流量的CD电压值。
如果密封性良好，测得的电压值应低于50mV;
④若测得的电压高于50mV，用FU1熔断器给电动抽气泵断电。
BAMA的CD电压应降到50mV以下。
如果电压没有降到50mV以下，则说明BAMA或CD损坏。
（2）电动抽气泵和流量控制器的调节
①全部解封采样管；
②调节EOLE3A-E电路板上的电位计P1，使CD地电压处于2.6～3.4V，并将此电压值记录下来；
③将BAMA正面的蓝色和黑色测试点短路约1秒钟，初始化流量控制器CD。
若表示“抽气故障”的黄色LED按‘1长－3短－1长’的顺序闪烁则说明流量控制器初始化成功；
④堵住管网上的半数采样孔，稳定后，用电压表测CD电压值，并做相应记录；
⑤计算全开和半堵管网时的CD电压差值，并做记录；
⑥根据计算的电压差值，对照厂家所提供的CD灵敏度确定表可确定此CD的灵敏度；
⑦解封所有采样管，并在CD灵敏度开关SW2拨码进行灵敏度设置。
BAMA拨码区
CD流量计灵敏度的设置是通过开关SW2二进制的拨码完成，调节的目的在于确定一个流量区间，如果超出此区间，CD认为流量异常并显示“抽气故障”
-如果流量低于最小流量Dmin（采样孔堵塞）
-如果流量高于最大流量Dmax（管网断裂）
T1T2Temps时间
T1：
管网采样孔堵塞，当流量低于最小流量Dmin时，CD反馈故障
T2：
管网断裂，当流量超出最大流量Dmax时，CD反馈故障
通常取CD灵敏度按照正常工作流量的50%调节：
如果50%或更多的孔被堵塞，或当管网断裂引起流量大于50%，CD将向控制器反馈抽气故障。
以下是CD灵敏度调节至50%的程序
a.堵住第一个管网的半数采样孔。
b.待稳定后，在调试单上记录被测管网上测得的CD电压V50%（±10mV）。
c.计算正常管网和半封管网上CD的电压差。
按照灵敏度调节表，这个压差可以确定CD上的灵敏度：
ΔV=Vnormal-V50%
d.小心给所有的采样孔解封，并确认CD电压回到起始值。
e.对每路管网采取相同步骤。
f.填写调试单。
CD流量计差压ΔV
CD灵敏度调节
十进制
SW２：
1234
>40mv
0
0000
>60mv
1
0001
>80mv
2
0010
>100mv
3
0011
>120mv
4
0100
>140mv
5
0101
>160mv
6
0110
>200mv
7
0111
>240mv
8
1000
>280mv
9
1001
>360mv
10
1010
>440mv
11
1011
>520mv
12
1100
>600mv
13
1101
电动抽气泵停
14
1110
CD不工作
15
1111
灵敏度调节表
当开关置于与ON相反的位置，开关被激活（到1）。
如下图选择的灵敏度为3。
（3）地址设置
空气采样烟雾探测器EOLE3A的地址是通过在BAMA顶盖电子电路板上的SW1拨码开关而设置的。
BAMA的地址编码、传送的报警及故障如下表所示：
地址
描述
报警状态
故障状态
n
探测器1的地址
探测器1报警
探测器1故障
n+1
探测器2的地址
探测器2报警
探测器2故障
n+2
CD地址
无报警
CD故障
n+3
确认报警地址
仅当两个探测器报警时报警
探测器1或2故障
其中，探测器1的地址n通过SW1设置，探测器2、CD的地址随之而定；探测器1的地址n只能在4到122之间取值，包含4和122；仅当SW1上的第8个微调开关是激活的时，才会提供确认报警地址。
（4）因探测器仅适用于Vega协议，须将SW3、SW4两个协议选择开关拨到V侧。
（5）以上拨码完成之后，再次将BAMA正面的蓝色和黑色测试点短路约1秒钟，初始化流量控制器CD；
（6）用奥博斯火灾实验仪在机柜内的采样孔处点烟，检测每个报警通道是否正常，报警灯是否亮起。
（7）试验后，需要在控制器上复位。
调试过程中应注意事项：
①拨码开关，当开关置于OFF位置，开关被激活，即该位为‘1’；当开关置于ON位置时，该位为‘0’；
②探测器1地址拨码开关SW1，除第8位外，从左到右为低位到高位；
③测CD流量计电压值时，选用直流档；
④BAMA内的两个探测器，除了需要通过电路板上的拨码开关SW1设置，还需要用MINI-BT对此两个探头拨码。
2.3常见故障与解决方法
空气采样系统常见的故障有CD流量计采样故障，BAMA故障等，这里对两种故障进行分析。
（1）CD流量计采样故障
当CD流量计发生采样故障时，分三种情况大流量，小流量，无流量。
a.大流量时，可能情况是采样管有破口，对破口采样管进行更换；
b.小流量时，采样管积灰堵塞，这时应该对采样管进行清洁；
c.无流量时，可能CD流量计本身有故障，检查CD流量计热敏电阻引脚是否有脱焊，需对CD流量计进行更换；无流量时还可能是泵发生故障，如泵烧毁，泵与CEPP卡之间连接故障，CEPP卡故障都可能导致抽气泵停止运转。
CD流量计电阻引脚脱焊泵积灰烧毁
（2）BAMA故障
BAMA发生故障时，可能是探头的问题，或是与隔离卡之间的连接有问题。
当探头积灰时，会导致系统报火警或故障，需要更换BAMA。
3.总结
空气采样系统的主动探测,对反应堆冷却剂泵回路进行了有效的监测。
同样在其他厂房也有空气采样系统的应用,比如在LX厂房主要用于监视和保护KCS、KCP、KDO、GEW、GSE、KKO、GPA等重要机柜。
本文介绍了空气采样的基本原理,通过对核岛空气采样系统的学习,加深了对基本原理的理解,对空气采样探测器安装和调试都有一定的认识,了解了安装过程中应该注意的问题和调试的步骤,为以后的学习和维修工作奠定了基础。
4.参考文献
1.空气采样探测系统
2.EOLE3A-PP冗余空气采样系统产品技术资料
3.EOLE2A技术资料
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