NB/T 20148-2012
基本信息
标准号:
NB/T 20148-2012
中文名称:核电厂安全重要仪表电阻温度计
标准类别:能源标准(NB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
核电厂
安全
重要
仪表
电阻
温度计
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
NB/T 20148-2012.Resistance temperature detectors important to safety in nuclear power plants.
1范围
NB/T 20148规定了核电厂安全重要仪表电阻温度计的设计、选材、制造、试验、标定和检验的要求。
NB/T 20148适用于核电厂安全重要仪表电阻温度计,其他核设施电阻温度计可参照使用。
NB/T 20148未规定与电阻温度计相关的套管、导向管、延长电缆利温度变送器或电桥的设计、选材和结构的要求。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12727核电厂 安全系统电气设备质量鉴定(GB/T 12727- -2002, IEC60780:1998, MOD)
GB/T 13625核屯厂 安全系统电气设备抗震鉴定(GB/T 13625- -1992, lEC60980:1989, eqv)
NB/T 20003.4核电厂 核岛机械设备无损检测第4部分:渗透检测
NB/T 20063- -2012 核电厂仪表和控制术语
IEC 61224 Nuclear reactors - Response tme in resistance temperature detectors (RTD) -in situ measurements
3术语和定义
NB/T 20063-2012界定的以及下列术语适用于本文件。
3.1标定calibration
在规定条件下,确定温度计示值与被测温度之间关系的操作。标定包括分度与校验两种操作,分度是根据标准温度计的指示或输出确定被标定温度计示值的过程;校验是根据标准温度计的指示或输出对已标定温度计确认其误差的过程。
标准内容
ICS27.120.99
备案号:38338-2013
中华人民共和国能源行业标准
NB/T20148—2012
核电广安全重要仪表电阻温度计Resistance temperature detectors important to safety in nuclear power plants2012-10-19发布
国家能源局
2013-03-01实施
2规范性引用文件.
3术语和定义
4技术要求
4.1一般要求
4.2可靠性.
4.3材料..
4.4连接件..
4.5制造工艺,
4.6环境条件(正常和事故运行)4.7性能
4.8标识
4.9故障模式和影响分析,
5检查和试验
5.1般要求.
5.2检查和试验故障
5.3检查和试验报告.
5.4试验方法
5.5出厂试验.
5.6鉴定试验..
6技术信息
E电营量
NB/T20148-—2012
NB/T20148—2012
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准使用重新起草法修改采用IEC62397—2007《核电厂安全重要仪表与控制电阻温度计》。本标准与IEC62397:2007相比存在结构上的调整,调整的情况集中反映在第4章和第5章,具体调整如下:
-IEC62397:2007中4.3的总置段对应本标准4.3.1:-IEC62397:2007中4.3.1、4.3.2和4.3.3依次对应本标准4.3.2、4.3.3和4.3.4;-IEC62397:2007中4.3.3的电气连接件要求调整至本标准4.4.2;IEC62397:2007中4.4.1和4.4.2中的内容拆分揉合成本标准的三个部分:4.4.1结构形式、4.4.2电气连接和4.4.3机械连接:
-IEC62397:2007中4.7的悬置段删除;IEC62397:2007中4.7的试验方法调整至本标准5.4;IEC62397:2007中4.7.10调整至本标准4.7.6:IEC62397:2007中5.4调整至本标准5.6。本标准与IEC62397:2007的技术性差异及其原因如下:关于规范性引用文件,本标准做了具有技术性差异的调整,以适应我国的技术条件,调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中,具体调整如下:用修改采用国际标准的GB/T12727代替IEC60780,并将注日期引用改为不注日期引用:用非等效采用国际标准的GB/T13625代替IEC60980,并将注日期引用改为不注日期引用:
增加NB/T20003.4和NB/T20063的引用:-增加了3.4保护管和3.5内引线的术语和定义:删除了1EC62397:2007的3.1准确度、3.3漂移、3.4性能监测、3.6响应时间和3.9时间常数的术语和定义:
删除了图1的具体尺寸;
细化了4.5制造工艺的内容;
-增加了4.7.4介电强度的内容:增加了4.7.11水压试验影响的内容:-用5.4.4介电强度试验替换IEC62397:2007的5.4.3绝缘击穿试验:修改了5.4.7振动试验的频率范围;增加了5.4.11水压试验的内容;在5.5出厂试验中增加了介电强度试验和水压试验:-在5.6鉴定试验中增加了水压试验,用介电强度试验替换原标准绝缘击穿试验。本标准由能源行业核电标准化技术委员会提出。本标准由核工业标准化研究所归口。本标准起草单位:中国核动力研究设计院。本标准主要起草人:陈静、李小芬、苟拓、霍雨佳、朱加良。I
1范围
核电厂安全重要仪表电阻温度计NB/T20148-2012
本标准规定了核电厂安全重要仪表电阻温度计的设计、选材、制造、试验、标定和检验的要求。本标准适用于核电厂安全重要仪表电阻温度计,其他核设施电阻温度计可参照使用。本标准未规定与电阻温度计相关的套管、导向管、延长电缆和温度变送器或电桥的设计、选材和结构的要求。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T12727核电厂安全系统电气设备质量鉴定(GB/T12727—2002,IEC60780:1998MOD)GB/T13625核电厂安全系统电气设备抗震鉴定(GB/T13625—1992,IEC60980:1989,eqv)NB/T20003.4核电厂核岛机械设备无损检测第4部分:渗透检测NB/T200632012核电厂仪表和控制术语IEC 61224Nuclear reactors -Response time in resistance temperature detectors (RTD)-in situmeasurements
3术语和定义
NB/T200632012界定的以及下列术语适用于本文件。3.1
标定calibration
在规定条件下,确定温度计示值与被测温度之间关系的操作。标定包括分度与校验两种操作,分度是根据标准温度计的指示或输出确定被标定温度计示值的过程:校验是根据标准温度计的指示或输出对已标定温度计确认其误差的过程。3.2
电阻温度计resistance temperaturedetector(RTD)以金属电阻作为感温材料的感温元件、内引线和保护管构成的一种温度探测器,其电阻值随温度变化而改变。
注1:金属电阻材料有铂、铜、镍钨合金,或其他金属。核电厂通常使用铂电阻温度计。因此,本标准涉及的电阻温度计的电阻材料为铂。
注2:本标准中,传感器是指电阻温度计,包括保护管或套管等相关保护部件。核电厂大部分流体温度测量用电阻温度计安装在不锈钢套管中,套管通过外螺纹和(或)焊接等方式安装在管道或容器上。空气温度测量使用未带套管的电阻温度计。
NB/T20148—2012
自热误差self-heatingerron
给定电流和温度条件下,温度计由于自热而偏离标定条件所导致的误差。注1:自热由激励电流所致。
保护管protectivetube
用于保护感温元件-内引线组件免受环境影响的管状物。保护管有可拆卸的和不可拆卸的两种。3.5
内引线 internalleads
铂热电阻出厂时自身具备的引线,其功能是使感温元件能与外部测量控制装置连接。内引线通常位于保护管内。
套管thermowell
通过外螺纹、法兰或焊接等方式安装到容器上,用来保护温度计免受恶劣环境(如高压和涌流等)损坏的一种端部密封管。
4技术要求
4.1般要求
电阻温度计及其相关部件应满足本标准规定的要求,但不局限于这些要求。4.2可靠性
在核电厂整个寿期内,电阻温度计应在额定使用条件下能够持续可靠的运行,电阻温度计的故障率宜小于5×10″/年。
安全系统中使用的电阻温度计宜规定其设计寿命。对于设计寿命小于核电厂或安全系统寿期的电阻温度计,应制定在达到其设计寿命前对其进行更换或评估的方案。4.3材料
4.3.1一般要求
如本标准中未作特别规定,应采用高质量的材料、工艺和标准部件用于电阻温度计的制造和组装,且应符合仪表设备制造和应用相关的最适宜的校准要求。本标准涉及产品中的设备、材料和物项应是新的,但在不危害使用功能的前提下,制造中可最大程度使用由循环回收再生材料生产的零部件。4.3.2累积剂量
在电阻温度计正常使用和设计基准事故后执行功能的时间段内,其最大辐照累积剂量可能达到900kGy(90Mrad))。
部分设备可能会受到中子辐射。用户应对可能被活化材料的使用进行评估和认可。2
4.3.3电阻元件材料
NB/T201482012
铂电阻温度计被广泛地用于核电厂安全及非安全相关的温度测量。铂是一种不活泼金属,其优点首先是物理化学性能极为稳定,不易受环境影响,抗腐蚀,抗氧化,不易受其他化学反应影响。它延展性强,易加工,可以制成细铂丝。铂金属有很高的金属熔点,在1000℃以下几乎不挥发。它易于提纯,在很宽的温度范围内有良好的电气和化学性能的复现性。铂电阻温度计的电阻与温度成简单线性关系,且稳定。尽管如此,极少量的杂质和应变极其容易影响铂丝电阻,都可能改变其电阻与温度的关系。制作温度测量敏感元件的电阻材料也可选用其他金属,但其准确度、重复性、响应时间和可靠性应满足应用要求。
元件铂丝的组装应避免受力产生形变而引起电阻值变化。此外,应保证在温度计制造过程中电阻元件免受沾污。
4.3.4密封和黏合材料
电阻温度计应进行气密性密封。用于高温和(或)辐照区域等严酷环境的电阻温度计,其部件材料不应使用有机材料,推荐采用陶瓷材料。电阻温度计内部使用的接合、黏合或密封材料应能耐受运行环境条件,不发生性能劣化,不释放气体。所有用于密封、表面处理等非金属材料应防潮、耐火、抗菌,且在本标准规定的环境条件下不会产生不利影响。
4.4连接件
4.4.1结构形式
图1提供了未带套管的电阻温度计的普通结构和尺寸。电阻温度计的一般形式如图2、图3和图4所示。其中,螺纹接套、延长管、转接器和连接件等部件的使用,可在应用中规定或由电阻温度计制造商推荐,且由制造商提供。根据电阻温度计的特殊应用,用户可规定电阻温度计其他的形式和结构。对于带接插件电阻温度计,其弹簧帽作为防尘盖的一部分应完全遮盖延长管的末端。总长度
安装长度
(弹簧压缩后)
接线盒或接插件弹簧端头
图1电阻温度计结构
NB/T20148—2012
,接插件
4.4.2电气连接
一般要求
,延长管
转接器
六角螺母
图2带接插件电阻温度计
陶瓷接线排
接线盒
不锈钢螺纹接管
,套管
连接件
图3带接线盒电阻温度计I
陶瓷接线排
接线盒
连接件
图4带接线盒电阻温度计ⅡI
电阻温度计的电气连接件应满足以下要求:电阻温度计的电气连接件应具有合格的密封性能。电阻温度计
电阻温度计
电阻温度计
为避免产生泄漏电流,导致虚假温度值输出,电气连接件应防潮。同时,电气连接件应具备机械保护功能,以防机械应力破坏电路,致使电路容易受潮,或者完全断开电气连接。在正常运行和事故运行条件下电阻温度计均要保持电气连续性。每个电路的接触电阻不应超过0.252。4.4.2.2连接形式
核电厂中电阻温度计通常采用的电气连接件有以下两种:4
NB/T201482012
接线盒(图3和图4),通过端子连接,采用具备防水功能的金属罩。金属罩的盖子打开后通过不锈钢扁节链连接在接线盒上。金属累打开后,应能保证便捷取出电阻温度计。接插件(图2),采用多插针连接,包括插座和插头。接插件不必为气密型,但插座和插头匹配后应防溅,其绝缘性能应满足第4.7.4节要求。另外,接触电阻不应超过0.252。对于高准确度的应用,用户可考采用镀金或镀银的插针和插座。电气接插件的额定温度至少应为150℃,或由用户规定的事故环境温度。除非特别要求,供货商应提供已焊装插座的电阻温度计。绝缘端接的紧密性应根据适当的、被证实的程序进行测试。通常接插件采用玻璃-金属或陶瓷-金属封接,且在大气差压中进行氢检时的泄漏率应小于10cm*/s。4.4.2.3引线方式
根据应用需要和要求的准确度,在核电厂中电阻温度计的引线方式通常有三线制和四线制两种。电阻温度计的内引线应由绝缘材料填实支撑,避免电阻温度计受振动影响。引线材料的选取应尽可能减小引线电阻。
4.4.3机械连接
4.4.3.1连接形式
核电厂电阻温度计的机械连接形式通常有两种,一种是电阻温度计直接与温度计管座连接(形式I,见图5),另一种是通过温度计套管与管座连接(形式I,见图6)。电阻温度计
图5形式1
NB/T201482012
图6形式I
电阻温度计
带套管安装的电阻温度计,其内部的弹簧压力(1100kN/m2)应能确保电阻温度计感温元件与套管底部密切接触。
如果使用螺钉、销、螺栓等紧固件时,其安装应采用防松措施。当拆除或调整上述部件时,不应采用摇晃、敲击,或者其他可能导致发生永久变形的方式。4.4.3.2X射线检测
所有的焊缝均要求进行X射线检测。具有以下任一缺陷的焊缝均为不合格:a)焊缝下方部件损伤:
b)气孔、裂纹、缺损,或者未焊透。4.4.3.3液体渗透检测
为检测温度计密封的焊接处和套管表面是否存在可能的缺陷,需要对其进行液体渗透检查。试验方法和条件应按照NB/T20003.4的有关规定执行。从事液体渗透检验工作的人员,应持有国家有关主管部门颁发的液体渗透检验有效资格证书。制造商与用户对液体渗透检查的程序和材料需达成一致。不宜采用卤素元素液体渗透检测产品或含卤液体渗透检测产品。此外,液体渗透检测耗材(如显影剂、清洗剂)均应严格限制卤和硫含量。4.5制造工艺
NB/T20148—2012
电阻温度计的制造工艺应依据核工业所接受的成熟完善的设计和制造规范,以确保电阻温度计及其组件满足本标准规定的运行和使用寿命。电阻温度计的装配质量应符合下列要求:各部件的装配正确、可靠、无缺件;不断路、短路。制造商应确保满足本标准的要求,执行所有检查、试验。除了本标准的要求外,制造商还应进行其认为必要的分析、检查、试验及其它工作,以保证其电阻温度计满足本标准的要求。bzxz.net
4.6环境条件(正常和事故运行)对设计寿命为40年的核电厂,典型的使用环境条件如下:a)最高温度:330℃:
b)辐照:
正常环境:Gy/h(300rad/h);事故环境:≤100kGy/h(10Mrad/h):总剂量:2000kGy(200Mrad)。c)空气/蒸汽环境(包括正常和事故运行):温度:0℃~330℃;
湿度:≤100%(饱和):
w盐份:≤50ppm;
-蒸汽:饱和。
除了上述环境条件外,用户可根据电阻温度计的应用及反应堆设计规定其他环境条件。电阻温度计的技术规格书中应规定其环境鉴定要求,模拟事故环境,比如发生冷却剂丧失事故(LOCA)或高能管道破裂事故(HELB)。电阻温度计鉴定应根据技术规格书中用户规定进行。如果用户未具体说明,鉴定试验应按照标准GB/T12727提供的方法和程序进行。部分电阻温度计用于安全级仪表控制系统,要求在规定的持续运行时间内完成连续的温度测量。在核电厂设计寿命内可能发生的各种运行条件和设计基准事故条件下,为保证上述电阻温度计及其组件仍能够执行其功能,应对其进行一定项目的鉴定试验(见5.6)。为进行鉴定试验,用户应定义电阻温度计正常操作环境条件、预期事件或设计基准事故后的严酷环境条件、正常和事故安全功能和电阻温度计性能(见4.7)、执行功能时间、楼板反应谱(见GB/T13625)。4.7性能
4.7.1准确度
在正常运行和事故条件下,整个温度测量回路(包括电阻温度计自带电缆和电气连接件)的误差不应超过0.25℃(温度范围在0℃~100℃之间)或测量值的0.25%(温度大于100℃)。每年最大漂移不应超过满量程的0.2%。上述误差考虑电阻温度标定、自热、漂移和蒸汽传导的影响,不包括现场用户电缆接线和温度变送器或电桥的影响。4.7.2电阻标定
铂电阻温度计的电阻一温度关系如卡伦德方程所示:R, =Ro(I+ AT+BT2)
式中:
在温度为TC时铂电阻的电阻值:7
NB/T201482012
在温度为0℃时铂电阻的电阻值:Ro
A,B——常数,由铂丝特性决定,A=α(1+S/100),B=α/104:在标定表中给出,通常为0.00385.Q/2/℃C:Q
5—在标定表中给出,通常为1.5。α和8应由制造商提供或由用户规定。铂丝纯度和电阻温度计元件应变会影响常数α,但不宜低于-0.00385Q/2/℃。在0℃时,电阻温度计元件的标称阻值应为1002。对于精密温度测量,用户可能指定电阻温度计元件在0℃时标称阻值为2002。电阻一温度对应关系表的覆盖范围应为9℃330℃,且每隔1℃提供一个电阻值。在电气连接件处测量电阻值。
温度范围(℃)
150以上
±0.75℃
对于某些有特殊要求的应用,应按照温度标定程序进行标定,并提供特定的电阻一温度对应关系标定表。不同电阻元件应分别提供不同的标定表。温度标定程序见5.4.2。
4.7.3自热误差
对电阻温度计进行自热试验,当耗散功率为10mW时,所测电阻换算成温度在0℃的绝对误差应不大于0.2℃。
试验方法见5.4.3。
4.7.4响应时间
本标准中响应时间定义如下:在温度出现阶跃变化时,铂电阻温度计的电阻值变化至相当于该阶跃变化的63.2%所需的时间。根据核电厂的应用,响应时间要求应根据电阻温度计执行的功能进行制定。典型的两种电阻温度计包括标准响应温度计和快响应温度计。试验程序和要求应根据功能需求定义。IEC61224给出了电阻温度计响应时间的相关推荐程序和要求。
除特殊规定外,阶跃变化之后上升或衰减到变化幅值63.2%时,带套管的电阻温度计响应时间应小于或等于20s,不带套管的电阻温度计应小于或等于3.0s。试验方法见5.4.4。
对于一些特别的应用,用户可能要求采用回路电流阶跃响应法(LCSR)来测试原位响应时间。试验方法见5.4.13。
4.7.5互换性
生产的相同规格电阻温度计,在规定允差(见4.7.2)范围内,同种类型之间应可以互换。4.7.6绝缘电阻
不同条件下的绝缘电阻测量应达到下述要求:a)在室温下,绝缘电阻值应不小于100MQ2b)在温度大于或等于200℃条件下,绝缘电阻值应不小于10M2。在鉴定试验中,被测电阻温度计从330℃±10℃冷却至室温过程中,对绝缘电阻进行持续监测。在监测过程中,如绝缘电阻不满足上述要求,均表明不合格。8
NB/T 201482012
制造完成的电阻应在可控温度的室内存储,且可能装箱数月。在存储末期,电阻温度计的绝缘电阻应大于10M2,且绝缘电阻的下降不应超过鉴定试验所测绝缘电阻值的1/10。试验方法见5.4.5。
4.7.7重复性
电阻温度计经受重复性试验后,绝缘电阻值应不小于100MQ,且在0℃和100℃下所测电阻换算成温度值的绝对误差分别不应大于-0.1℃和0.15℃。试验方法见5.4.6。
4.7.8振动
电阻温度计经过振动试验后,应满足以下要求:a)不短路,不断路;
b)在0℃和100℃下所测电吨阻换算成温度的绝对误差分别不应大于0.1℃和0.15℃;c)电阻温度计的绝缘电阻满足4.7.6要求。试验方法见5.4.7。
4.7.9饱和蒸汽
电阻温度计经过饱和蒸汽试验后,应满足以下要求:电阻温度计的绝缘电阻应大于100M2;a)i
b)0℃标定应满足5.4.2规定要求。试验方法见5.4.8。
4.7.10热循环
电阻温度计经过热循环试验,在0℃和100℃下所测电阻换算成温度的绝对误差不应大于0.1℃,且低于200℃时电阻温度计的绝缘电阻值应人于100M2,在整个试验过程中绝缘电阻值的变化不应超过1/10。
试验方法见5.4.9。
4.7.11介电强度
在介电强度试验过程中不应山现飞弧、击穿和放电现象。当漏电流大于或等于3mA时,便认为有飞弧现象。
试验方法见5.4.10。
4.7.12水压试验
在水压试验时,通过目测温度计套管(带套管温度计)或温度计(不带套管温度计)不应出现渗漏。水压试验后,电阻温度计的绝缘电阻值应大于100M2,且在0℃和100℃下所测电阻换算成温度的绝对误差不应大于0.1℃。
试验方法见5.4.11。
4.8标识
每支温度计应标识以下信息:
制造商名称;
-仪表型号和(或)系列号;
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