《核電廠一回路冷卻劑 溶解氫氣的測定 熱導(dǎo)法》（征求意見稿）

1T/XXXXXXX—XXXX核電廠一回路冷卻劑溶解氫含量的測定熱導(dǎo)法本文件規(guī)定了使用熱導(dǎo)法測定水中溶解氫氣的方法。本文件適用于核電站一回路冷卻劑中溶解氫氣的測定。該方法的測量范圍是0.1ppm-5.0ppm。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T6682-2008分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法GB/T3634.1-2006氫氣第一部分：工業(yè)氫3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1熱導(dǎo)Thermalconductivity熱量（卡路里）的傳導(dǎo)率，即在一秒鐘內(nèi)在1平方厘米間溫差為1℃時所傳遞的熱量。3.2流通池flowpool用于安裝電極和溫度傳感器，具有水樣（或者氣體樣品）入口和出口的密閉容器。3.3溶解氫dissolvehydrogen在一定溫度、壓力條件下，溶解在水溶液中的氫氣的含量。4原理測量液體中的溶解氣體的基本原理基于亨利定律：Pi=K×Ci氣體的分壓與該氣體在液體中溶解的濃度成比例；Pi(vap)=Pi(liq)液體上部的氣體分壓與溶解在該液體中的氣體分壓相平衡。熱導(dǎo)式分析儀表的測量探頭是由氣體擴散膜、電加熱的熱導(dǎo)芯片、吹掃管路及相關(guān)組件組成，使用特定覆膜條件下其溶解相的測定范圍為0.1ppm～5.0ppm。其電極探頭的結(jié)構(gòu)如圖1所示。氣體擴散膜將熱導(dǎo)芯片與樣品隔開，在擴散膜和熱導(dǎo)芯片之間有一段小的封閉空間，該空間被吹掃氣周期性地充滿。在每次吹掃結(jié)束后，被測量的氫氣從樣品中通過膜擴散進(jìn)來然后與芯片接觸，并改變了檢測器周圍氣體的熱導(dǎo)。因此，在一定的溫度下樣品中被測氣體含量變化與熱導(dǎo)的改變率成比例并反映到熱導(dǎo)芯片的輸出電壓上，芯片上輸出電壓的改變量被測量出來，得出被測氣體的濃度。5試劑和材料5.1水：實驗用水為符合GB/T6682規(guī)定的2級水。5.2高純氫氣：含量超過99.9%的高純度氫氣，儲存在4L氣瓶中，符合GB/T3634.1-2006要求。5.3高純氮氣：用于測量過程中吹掃的氮氣壓力為可采用下述兩種氮氣接入方式。2T/XXXXXXX—XXXX5.3.1儲存式氣瓶：使用出口壓力為15MPa，含量超過99.8%的高純度氮氣，向儀器底部65mL氣瓶中注入氮氣15秒，使氮氣以高壓形式儲存在氣瓶中，該氣瓶接入吹掃管路的使用壓力為0.15MPa，并需要定期向氣瓶中補充高純氮氣，符合GB/T3634.1-2006要求。5.3.2在線式供氣使用軟管直接將出口壓力為0.15MPa的高純氮氣接入吹掃管路入口。5.4選擇性透過膜名稱技術(shù)參數(shù)厚度25μm材質(zhì)ETFE（乙烯-四氯乙烯共聚物）量程0.1ppm-5.0ppm承壓范圍0.0Mpa-0.3Mpa樣品流量100mL/min-200mL/min精確度±2%6儀器和設(shè)備6.1使用熱導(dǎo)傳感器的溶解氫測量儀6.2銅質(zhì)扳手6.3減壓閥6.4撿漏液6.5500mL燒杯6.6壓力表：0MPa-2.5MPa和0MPa-25MPa各一個6.7壓力表：0MPa-2.5MPa和0MPa-25MPa各一個6.8環(huán)境壓力表一個6.9環(huán)境溫度表一個7分析步驟7.1裝置的安裝和設(shè)置7.1.1根據(jù)附件2、附件3示意圖，正確安裝設(shè)備7.1.2熱導(dǎo)電極結(jié)構(gòu)3T/XXXXXXX—XXXX圖1電極探頭結(jié)構(gòu)示意圖熱導(dǎo)式溶氫分析儀采用雙循環(huán)序列工作，在測量狀態(tài)下該循環(huán)周期為20s，即每次測量循環(huán)由一個4s的吹掃周期和一個16s的采樣周期組成，見圖2。吹掃周期中吹掃氣吹出先前的樣品，干燥儀表電極探頭，并為下一次測量確立一個背景信號參考點；采樣周期中樣品中溶解的氫氣透過擴散膜，引起芯片上熱導(dǎo)的改變進(jìn)而引起芯片的輸出電壓變化，結(jié)合溫度探頭的信號，儀表就可以計算出氫氣的濃度。圖2測量循環(huán)周期7.2標(biāo)定7.2.1用水沖洗便攜溶氫表2min左右。7.2.2在流通池入口連接上氫氣，通過氣瓶出口的調(diào)節(jié)閥調(diào)整氣體的流速，流通池出口管浸入水中時使得出口的氣泡達(dá)到每秒鐘5個左右即可；7.2.3觀察電極芯片的電壓變化，并記錄每個采樣周期的最大電壓值；7.2.4測量當(dāng)前測量環(huán)境的壓力和溫度，在附件1表格中找到當(dāng)前壓力和溫度條件下飽和溶液中的溶氫含量。7.2.5在流通池入口連接上氮氣，通過氣瓶出口的調(diào)節(jié)閥調(diào)整氣體的流速，流通池出口管浸入水中時使得出口的氣泡達(dá)到每秒鐘5個左右即可，記錄此時的最大電壓值。7.2.6以溶氫含量為橫坐標(biāo)、電壓值作為縱坐標(biāo)，分別以7.2.5和7.2.3的兩個坐標(biāo)點作為A、B端點繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。7.3測量7.3.1使用管線將樣水連接到流通池，打開樣水閥門并調(diào)整流量,調(diào)節(jié)樣品流量為（100-200）mL/min，過程中觀察是否存在滲漏現(xiàn)象，如發(fā)生滲漏，需重新連接流通池。4T/XXXXXXX—XXXX7.3.2打開溶解氫測量儀電源，待最大電壓值基本不變時，記錄最大電壓值。7.3.3測量當(dāng)前環(huán)境的溫度和壓力。7.3.4在附件1中找到當(dāng)前溫度和壓力條件下，飽和溶液的溶氫值，并將標(biāo)準(zhǔn)曲線上的B點沿水平方向左右平移，重新生成符合當(dāng)前環(huán)境條件的標(biāo)準(zhǔn)曲線。1.1.1根據(jù)樣品的最大電壓值，找到新標(biāo)準(zhǔn)曲線中對應(yīng)的溶氫值。8結(jié)果計算在新標(biāo)準(zhǔn)曲線中找到最大電壓值對應(yīng)的溶氫值9質(zhì)量保證和質(zhì)量控制測量標(biāo)準(zhǔn)樣品的相對誤差在±1%范圍內(nèi)。10試驗報告試驗報告應(yīng)固定格式，且至少包含下列信息。10.1注明引用本標(biāo)準(zhǔn)。10.2水樣中溶解氫含量，ppm。10.3試驗人員和試驗日期。5T/XXXXXXX—XXXX附件1：不同溫度和壓力下的飽和溶液中的氫氣濃度（ppm）T122.533.544.55T02.9133.8844.8555.8266.7977.7688.7399.71032.012.8773.8364.7955.7556.7147.6738.6329.59133.822.8433.7914.7385.6866.6347.5828.5309.47735.632.8103.7474.6845.6206.5577.4948.4319.36837.442.7793.7054.6315.5576.4847.4108.3369.26239.252.7483.6644.5805.4966.4137.3298.2459.16141.062.7193.6254.5325.4386.3447.2518.1579.06442.872.6913.5884.4855.3826.2797.1768.0738.97044.682.6643.5524.4405.3286.2167.1047.9928.88046.492.6383.5174.3975.2766.1557.0357.9148.79448.22.6133.4844.3555.2266.0976.9687.8398.71150.02.5893.4524.3155.1786.0416.9057.7688.63151.82.5663.4224.2775.1325.9886.8437.6998.55453.62.5443.3924.2405.0885.9366.7847.6328.48155.42.5233.3644.2055.0465.8876.7287.5698.41057.22.5033.3374.1715.0055.8396.6747.5088.34259.02.4833.3114.1384.9665.7946.6227.4498.27760.82.4643.2864.1074.9295.7506.5727.3938.21562.62.4463.2624.0774.8935.7086.5247.3398.15564.42.4293.2394.0494.8595.6686.4787.2888.09866.22.4133.2174.0214.8265.6306.4347.2398.04368.02.3973.1963.9954.7945.5936.3927.1917.99069.82.3823.1763.9704.7645.5586.3527.1467.94071.62.3683.1573.9464.7355.5256.3147.1037.89273.42.3543.1393.9234.7085.4936.2777.0627.84775.22.3413.1213.9014.6825.4626.2427.0237.80377.02.3283.1043.8814.6575.4336.2096.9857.76178.82.3163.0893.8614.6335.4056.1776.9497.72280.62.3053.0733.8424.6105.3796.1476.9157.68482.42.2943.0593.8244.5895.3546.1186.8837.64884.22.2843.0463.8074.5685.3306.0916.8537.61486.02.2743.0333.7914.5495.3076.0656.8247.58287.82.2653.0203.7764.5315.2866.0416.7967.55189.62.2573.0093.7614.5135.2666.0186.7707.52391.42.2492.9983.7484.4975.2475.9966.7467.49693.22.2412.9883.7354.4825.2295.9766.7237.47095.02.2342.9783.7234.4685.2125.9576.7017.44696.82.2272.9693.7124.4545.1975.9396.6817.42498.62.2212.9613.7014.4425.1825.9226.6637.4032.2152.9533.6924.4305.1685.9076.6457.384402.2102.9463.6834.4195.1565.8926.6297.366412.2052.9403.6744.4095.1445.8796.6147.349422.2002.9333.6674.4005.1345.8676.6017.334432.1962.9283.6604.3925.1245.8566.5887.320442.1922.9233.6544.3855.1155.8466.5777.308452.1892.9193.6484.3785.1085