熱導(dǎo)式氣體傳感器MTCS2601在核電廠中的應(yīng)用

說到核電站，人們首先想到的是“核輻射”。日本地震后，福島第一核電站1號(hào)機(jī)組和3號(hào)機(jī)組（反應(yīng)堆）相繼爆炸，加劇了人們對(duì)“核爆炸”的恐懼。然而，福島第一核電站1號(hào)和3號(hào)機(jī)組發(fā)生的爆炸是氫氣爆炸，而不是核爆炸。核電站為什么會(huì)發(fā)生氫氣爆炸呢？下面工采網(wǎng)進(jìn)行簡要說明。

氫氣是一種易燃易爆氣體，它與空氣中的氧氣混合時(shí)，會(huì)形成混合比寬、下限低的易燃易爆氣體。因此，高濃度氫氣是一種高度危險(xiǎn)品。

核電廠異常運(yùn)行時(shí)，輕水反應(yīng)堆會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，并釋放到鋼制安全殼中。當(dāng)鋼質(zhì)安全殼內(nèi)氫氣體積濃度達(dá)到一定極限時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸，破壞鋼質(zhì)安全殼的完整性，導(dǎo)致核電站反應(yīng)堆放射性物質(zhì)泄漏。

輕水反應(yīng)堆核電站嚴(yán)重事故中，冷卻劑的流失會(huì)導(dǎo)致堆芯暴露，堆芯中的高溫鋯合金燃料包殼會(huì)與水或蒸汽發(fā)生劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氫氣，氫將通過主回路壓力邊界的缺口釋放到安全殼中。壓力容器下封頭失效后，堆芯熔體與混凝土底板或反應(yīng)堆腔內(nèi)的水發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣和一氧化碳等其他氣體。

隨著氫氣濃度的增加和水蒸氣濃度的降低，燃燒模式可能發(fā)展為快速湍流燃燒和爆炸。快速燃燒或爆炸將對(duì)安全殼及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力負(fù)荷。氫氣的燃燒和爆炸是安全殼早期失效的主要原因之一，也將危及安全殼中安全系統(tǒng)的功能。

為了避免核電廠運(yùn)行期間鋼安全殼中產(chǎn)生的氫氣積聚，在核電廠建設(shè)期間鋪設(shè)氫氣管道，以排放鋼安全殼中產(chǎn)生的氫氣。同時(shí)，為了避免對(duì)氫氣管道的損壞，氫氣管道通常采用埋地敷設(shè)。但由于氫氣管道是埋地的，在核電廠運(yùn)行過程中，檢查人員很難檢測(cè)到氫氣管道是否泄漏，所以氫氣泄漏引起的爆炸風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，一旦氫氣管道泄漏，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較大。

所以需要使用更加專業(yè)準(zhǔn)確的氫氣檢測(cè)方式，現(xiàn)在市面上有很多可以檢測(cè)氫氣濃度的電子元件，比如熱導(dǎo)式氣體傳感器，瑞士Neroxis 熱導(dǎo)式氣體傳感器 - MTCS2601，基于帕拉尼原理的真空度檢測(cè)，超低功耗，使用壽命長，適用于惡劣環(huán)境中，對(duì)安裝位置不敏感，可以檢測(cè)多種混合氣體濃度。另外還有荷蘭Xensor 熱導(dǎo)式氣體傳感器XEN-TCG3880也可以用于混合氣體成分的測(cè)量。

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