在高级气冷核反应堆中,二氧化碳凭借其低中子吸收截面、化学惰性及低成本优势,成为理想的冷却介质。然而,当二氧化碳中水分含量超过临界值时,会引发管道腐蚀、绝缘性能下降等连锁反应,甚至威胁反应堆安全运行。英国SHAW在线露点仪SuperDew3凭借其高准确度、高稳定性的技术特性,成为核级二氧化碳冷却系统湿度控制的“核心哨兵"。
二氧化碳冷却系统的安全运行对湿度极为敏感。研究显示,当超临界二氧化碳中水分含量超过0.2%时,会加速管道腐蚀速率。例如,在含0.02% O₂和0.02% SO₂的35℃、8MPa二氧化碳环境中,X65管线钢的腐蚀速率从0.003mm/a飙升至0.72mm/a。此外,水分与杂质(如SO₂、NO₂)反应生成的强腐蚀性物质(如H₂SO₄、HNO₃),会进一步加剧点蚀风险,导致管道局部穿孔。
英国SHAW在线露点仪SuperDew3采用氧化铝电容传感器,量程覆盖-100℃至0℃,在-40℃临界区测量精度达±3℃,重复性优于±0.3℃。其核心优势体现在三大技术维度:
1. 动态校准系统:每24小时自动执行传感器校准,确保长期运行的稳定性。
2. 双通道报警机制:可编程上升/下降沿触发,当露点接近-50℃阈值时,红色LED警报灯与RS485接口同步启动应急程序,联动除湿系统注入干燥剂。
3. 工业级防护设计:IP54防护等级外壳搭配50μm烧结过滤器,可抵御核级环境中的粉尘与辐射干扰,确保设备在-20℃至60℃宽温域内稳定运行。
在某第四代高温气冷堆中,英国SHAW在线露点仪SuperDew3被部署于二氧化碳主冷却回路与除湿系统联动节点。通过4-20mA模拟输出功能,设备实时将露点数据接入SCADA系统,生成动态曲线图。当监测到露点接近-52℃时,系统自动触发三级响应:
1. 初级预警:启动分子筛吸附塔再生程序;
2. 中级干预:注入硅胶干燥剂;
3. 紧急处置:切换备用冷却回路并启动泄压阀。
该方案使二氧化碳露点长期维持在-55℃以下,管道腐蚀速率降低90%,年维护成本减少200万元。
在核能产业“安全第一"的底线要求下,英国SHAW在线露点仪SuperDew3不仅是一款测量工具,更成为连接数据与决策、保障系统安全的“数字神经末梢"。其技术演进路径,正为全球核级二氧化碳冷却系统树立新的安全biao杆。