低β气体活度监测仪调试

刘 偲，施 亮

（中核核电运行管理有限公司，浙江 海盐 314300）

低β气体活度监测道用来连续监测取样容器中惰性气体（取样来自安全壳内）的β放射性浓度，被测气体通过上进气孔进入取样容器内，通过下出气孔排出。塑料闪烁体接受被测气体中的β射线，放出荧光，光电倍增管将此信号转换成负的电脉冲信号[1]。此负脉冲通过电容耦合经射极输出器输入到M-2036B就地处理箱放大电路变成正脉冲，再进入单道脉冲幅度分析电路，将信号甄别成形。输出标准信号进入计数电路计数。面板上给出相应数字显示，可显示Hz数或公式转换后的浓度值Bq/m3。就地处理箱根据浓度值，判定测量到的放射性活度是否处于警告报警，高值报警或失效报警状态，并给出报警触点[2]。

1 低β气体活度监测仪组成

仪器的总体可分3大部分[3]：第一部分是探测装置，包括铅室、取样容器、探头、次级标定和源检装置；第二部分是CD-2055电气箱和气路装置；第三部分是M-2036B就地处理箱，内有低压电源、高压电源、放大电路、单道脉冲幅度分析器、报警设备等。

2 通道仪表调试

调试的主要目的[4]：检查验证仪表的设计和安装施工是否满足要求，检查和验证仪表设备的制造是否满足要求，通道上电开通并进行其功能和性能测试验证，最后将仪表投入运行。

调试主要涉及的工作有：设备的安装检查、通道上电前的电气性能和绝缘性能检查、上电后的通道参数检查和配置、通道性能测试和通道校准。

3 调试工作

3.1 通道启动前的检查

在通道上电启动前需对设备的安装、电缆端接、电气性能、绝缘性能等进行检查，该项检查的主要目的是核查通道的设计布置和安装是否满足设计要求。具体内容如下：

3.1.1 接线检查和端接

检查各电缆的端接是否完毕、正确以及牢靠，各电缆标识和芯线标识是否完整、正确。

3.1.2 电气性能检查

在机柜已经正常供电的前提下，测量LPDU总接地端口与电厂地之间的电阻、测量通道电气箱总接地端口与电厂地之间的电阻(≤0.5Ω）；从LPDU的总接地端口上断开通道的接地线，测量总接地柱与电厂地之间的绝缘电阻（≥200 MΩ）。

3.1.3 取样管路检查

检查通道的取样管路是否已全部安装和连接完毕，管路上的阀门是否安装正确，并且检查取样管路反向冲洗的SAR管路是否与通道取样管路正确连接。

3.2 仪器上电

在给仪器上电前首先保证集中机柜已经上电，将集中机柜送给就地的空开送电后再逐步给就地设备上电。

3.2.1 远程显示单元（RDU）上电

开启RDU背插板上的供电开关，远程显示单元正常上电、设备看门狗复位。仪器进入初始化状态，屏幕显示各部件的初始化及自检状态、存储器状态和大小、关键参数状态、网络地址和各通信端口波特率与从属LPDU握手、参数获取过程及状态。

3.2.2 就地处理箱上电

打开就地处理箱的电源，待仪表程序初始化结束后进入工作状态，工作30min后进行本底测量并保存本底，与远程显示单元通讯，整个系统仪表进入工作状态。

3.2.3 电气箱上电

将KRT系统配电箱上供给本通道电气箱的电源开关闭合，逐步闭合电气箱内的电源开关，测量电气箱内各电源电压，检查电气箱上电源灯指示是否正常。

3.2.4 取样泵上电和检查

箱内泵电源开关拨至“通”位置，按下电气箱面板上的“强制”开关，检查取样泵是否可正常启动、运转且无异音，检查电气箱上的运行灯和强制开关指示灯是否点亮，调节取样阀门，查看流量计的指示。

3.3 通道性能和功能检查

在通道启动成功后，就开始进行仪表性能和功能的检查。本项检查的主要目的是核查验证通道的基本性能和功能是否满足设计要求，进而验证仪表的设计和制造是否满足要求。检查项目如以下步骤：

3.3.1 本底测量

在确认现场环境中不存在影响通道测试的外源的前提下，用便携式γ剂量率仪，在靠近通道探测装置处，选择基本等距离的至少3个不同位置，测量其处的环境γ剂量率值、检查探头处的环境辐射本底是否满足通道运行要求。将仪表进入通道测量模式，测量并记录通道的本底测量值。

3.3.2 电检测试

电检仪信号线连接到数据处理模块上脉冲信号输入端口，检查通道的Hz显示值是否与电检仪输入值一致，检查通道的测量显示值是否与Hz值正确对应。

3.3.3 通道报警功能试验

分别模拟输入超一级、二级和过载报警阈值的测量值，检查通道是否能正常触发相应报警，并验证通道的禁止功能。

3.4 通道现场校准

用标准放射源对探测器进行校准，共用4个标准源，算出检测仪对标准源的反应，最后计算出初级源相应偏差，偏差应小于20%。在校准前要保证通道处于正常运行状态。

3.4.1 本底测试

在通道处于正常状态的前提下，将通道禁止避免测试时触发通道报警或触发联动，将监测道的测量显示单位修改为Hz，在无放射源情况下，记录10个本底值计算出均值b1。

3.4.2 带源计数

将带校准源的校准支架固定到探测装置的校准位置上，然后等待5min以上，连续记录通道的测量值10个并计算平均值m1，将放射源撤离并等待5min以上，记录10个本底，计算平均值b2，并用公式B=（b1+b2）/2计算出平均本底。

3.4.3 结果计算及评价

用公式S＝（m-B）/A（A为校准源当前活度）算出源响应，4个放射源全部测试结束后算出本次校准的次级源平均响应，并用公式S＝S1/K（K为气态初级源转化成固态次级源的传递系数）反推出初级源响应，计算初级源响应偏差，偏差应小于20%，若超差则需调节探测器高压值，直至偏差结果满足要求。

当上述工作全部结束以后，对通道仪表的初步调试工作就基本结束，通道即可转入试运行考察阶段，考察过程中有任何问题可以随时调试处理。

4 调试中问题的解决

由于设计不完善、元器件质量等问题，在调试该通道期间出现过如下问题。

4.1 报警无法送出

报警试验时，触发报警后主控报警光子牌没有点亮，经检查发现机柜的报警送出接线与设计院提供的报警外送继电器原理图不一致，机柜内的接线与厂家提供的图纸一致，按照设计院图纸修改机柜的接线图，重新测试问题解决。

4.2 报警时，LPDU无声光报警

报警试验时，LPDU无声光报警。经检查发现继电器板上给报警灯的工作电压+12VDC不存在，发现工作电压在经过继电器后并没有外送到报警灯上，更换继电器板后，LPDU恢复正常。

4.3 取样泵无法运转

给取样泵上电后，泵无法运转，检查取样泵的接线，发现取样泵由CD-2055电气箱进行控制和供电，电气箱需要两路供电，一路为220V，一路为三相四线制380V。由于现场的低β监测仪取样泵已经升级，由三相四线制380V供电改为220V供电。而设计院在系统供电设计时只提供了一路220V电源，导致取样泵也无法工作。重新画出由一路220V供电的电气箱的原理图和接线图，按修改后的电气箱原理图和接线图对电气箱内部元件器重新端接，并将面板上相应的指示灯进行标识，整改后测试电气箱性能，满足了设计院的设计使用要求，取样泵能够正常工作。

4.4 流量低于设定下限时，没有低值失效报警

测试取样装置上流量开关量端子的信号，检查电气箱内流量报警端子信号，最后检查LPDU外接开关量端子信号，发现都有信号传送，最终发现是数据处理模块软件错误，更新数据处理模块软件后，问题解决。

4.5 在集中机柜内使用对讲机发射信号时，RDU自动转到禁止、消音状态

由于该通道的各个设备相距较远，调试期间需要用对讲机联系。电磁信号对RDU会有干扰，检查RDU的接地连续性，尤其是软面板接线，发现出现问题的是软面板上的接地线与机柜外接地没有完全接触，两者之间存在5Ω以上的阻抗。将接地线处理后重新端接，并确保RDU软面板上的接地线与机柜外接地之间的阻抗≤2Ω，问题消除。

经过上述的问题处理后，通道正常工作。

5 对仪表设计制造的改进建议

在长期运行过程中发现一些设计制造方面的缺陷，在大体上来说不影响通道的运行，如果能进行改进，则功能及使用情况将更为完善，具体内容如下：

图1 低β气体活度监测仪Fig.1 Low beta gas activity monitor

图2 源检装置示意图Fig.2 Schematic diagram of source inspection device

1）取样回路支架上的微尘过滤器是一体化设置，能满足正常的监测，但是如果想检测历史报警数值则需增加滤纸便于取样化验，建议改成与扫描式风管中放射性气体监测仪相同的过滤器。图1为两种类型通道的微尘过滤器。

2）电气箱内配有电加热器，由于现场温度较高，加热器长期运行有安全隐患，故可取消。

3）源检装置的皮老虎软管两端活插入源检装置和探测器铅室，可能会脱落导致放射源打不出或放射源掉落出来，而且探测器铅室端，软管易不到位，造成源检数据异常。建议在源检装置端源出口处制成金属接口，且有锁紧装置，软管直接插在金属接口处，既防止源掉落，又便于检查软管的安装情况。探测器铅室端做好位置标示，指示安装到位。

6 结论

现场的低β气体活度监测道调试结束到现在运行已有两年，总的来说，运行情况良好。相对于老机组的同类仪表，测量下限由1E5降至1.11E4，优点在于在β放射性浓度相对较低的情况下就能发现事故苗头，早发现早处理，符合电站的安全运行原则。