1引言
在核电厂中，温度测量仪器的应用非常重要，对提高核电厂的安全运行起着重要的作用。随着核电厂工作压力和安全要求的不断提高，温度测量仪器也应用于核电厂的各个方面。为了保证温度测量过程的稳定性和准确性，往往需要在特定环境下使用，在实际选择中还应注意仪器的结构、安装方法、测量范围等因素。由于不同类型的温度检测仪器在使用中存在一定的差异，因此必须根据实际情况进行合理的选择，以下将探讨核电厂温度测量仪器的选择方法。
2.温度测量仪器的类型
温度测量仪器种类繁多，根据传感元件的测量方法，主要分为两类：
2.1接触式温度测量仪表
接触式温度测量仪器主要包括金属管式温度测量元件、热电偶或热敏电阻、传感器等。金属管式温度测量元件利用传感器元件与被测物体之间的电阻变化来实现温度测量。传感器的材料通常是石英、陶瓷和玻璃，其工作原理是在一定温度下测量温度值与被测物体的导热系数成正比。例如，当传感器接触被测物体时，介质中会发生电阻变化，当被测温值通过传导传输到传感器时，传感器会向计算机系统输出数字信号。热电偶或热敏电阻是利用热电效应原理，当电流流过其电阻时，温度会发生变化。
2.2非接触式温度测量仪表
非接触式温度测量仪表是指使用热敏电阻、压敏电阻或热电偶进行温度测量的仪表。其特点是：采用热敏电阻进行温度测量，避免接触引起的不稳定现象，同时获得热传导、热辐射、热负荷等参数。此外，其温度测量元件与被测介质没有直接接触，也没有金属液体等介质造成的物理机械损伤。在核电厂中，非接触式温度测量仪器主要用于核岛和电厂的压力容器。
由于压水堆核电厂需要测温的介质温度相对较低，一般采用接触式温度测量仪。在接触式温度计中，热电偶和热电阻是目前应用最广泛的一种。本文讨论了热电偶和热电阻两种温度计的选择。
3温度测量仪器的选型过程和方法
3.1温度测量仪器的选型过程
选择热电偶或热电阻等温度测量仪器时，选择过程一般为：安全分级、一型号、一分度、防爆等级、一精度等级、一安装固定形式、一保护管材料、一长度或插入深度。
3.2温度测量仪表的选型方法
3.2.1确定安全分级
对于非接触式温度测量仪器，其安全分类主要包括以下两个方面：
①对被测对象和环境造成危害的危险程度；
②对测量仪器本身和使用者造成伤害危险的程度。
确定安全分类的依据是：核电厂的运行环境条件、测量仪器的设计技术水平等。同时，还应考虑温度计安装地点的安全条件。例如，对于非接触式温度测量仪器，安装地点的安全要求如下：①核电厂的运行环境符合《核安全条例》的规定，②被测对象和环境受到核辐射危害或与被测对象和环境有关。
3.2.2确定分度号
为了满足不同工况下的温度测量要求，温度测量仪器必须有一定的分度号，一般指最高精度值。一般来说，为了保证仪器测量的数据准确可靠，仪器制造商会在出厂前对其进行精确校准，并要求用户校准校准值。分度号是一个非常重要的参数，它直接影响到最终仪器可以实现的测量范围的上限。在选择多个不同参数的仪器时，往往需要选择最佳参数方案来最大限度地减少测量误差。因此，在选择分度号时必须小心，以免温度传感器故障或测量不准确，影响系统的稳定运行。
3.2.3防爆等级
防爆等级（InfectionPublicLevel）根据具体技术要求对设备的电气特性进行分类。温度测量仪器应符合国家标准GB3836.1-2008《爆炸性气体环境电气设备安全要求》。在满足上述防爆标准的前提下，应尽可能选择测量精度高、稳定性高、抗干扰性好的仪器。一般情况下，根据核安全法规，核电厂需要安装温度传感器和温度变送器，以测量反应堆不同位置的温度值。现场温度大于100℃（通常为0℃）的，应安装不低于IEC60079或IEC61508的防爆仪器；现场温度小于100℃（通常为0℃）或现场环境非常恶劣（如潮湿、腐蚀、水蒸气等）的，可选择非防爆仪器或相应等级的防爆仪器。
3.2.4安装方式
在实际使用中，热电偶和热电阻通过金属导体或半导体材料来测量物体的温度，两种材料之间的电阻率会发生变化。在低温下，金属或半导体的导电性较差，通常通过热电偶来测量。在高温下，通常使用热电阻。热电偶的材料可分为铜、铅、银、铂和陶瓷材料。热电偶在使用中应避免碰撞，特别是在低温环境下。
根据测温元件固定装置结构的不同，一般采用以下安装形式：
(1)固定装置为热电偶或固定螺钉，其抗压强度为2.5MPa。(2)固定装置采用可移动紧定装置，结构适用于工作压力为常压时(3)采用法兰热电偶或热电阻，耐压性可达6.4MPa。（4）保护套的安装方法为：用于测量高温和高压蒸汽温度的铠装热电偶。（5）夹套固定装置：用于装甲的热电偶和电阻通常用夹套固定。
3.2.5耐久性和热响应性的选择
耐高温和耐腐蚀是保证仪表正常运行的前提，因此在选择仪表时应尽量考虑温度仪表本身的耐高温性。在热中子照射下，在高温高压环境下，热敏元件容易变形甚至断裂，因此一般仪表需要具有良好的热稳定性。热敏元件在长期高温下会发生蠕变和老化。为了满足长期稳定性的要求，必须具有良好的热稳定性。由于仪表在高温高压环境下长期工作造成的结构损坏或变形不是人为因素造成的，可根据热响应时间和仪表使用寿命进行选择。
3.2.6保护管材质
当使用热电偶和热电阻时，温度传感器应安装在保护套内。根据温度传感器的应用（测量介质及其压力、温度等），使用不同材料的保护套可以形成不同类型的热电偶和热电阻。在设计中，根据传热元件的介质压力和温度选择合适的型号。一般腐蚀介质为3161、哈尔滨合金和四氟乙烯衬里保护套管。如果测量介质参数的压力超过保护套管的允许工作压力，则必须根据介质的特性配置相应的保护套管。保护套的螺纹应为M27X2公共螺纹。热电偶和热电阻接口的螺纹管连接材料必须与加工管道或装置材料相同。
3.2.7长度或插入深度
介质中热电偶和热电阻管插管的有效深度（从管内壁计算）通常为：当介质为高温高压时，当额定直径大于或等于250mm时，有效深度为70mm；当管道额定直径超过250mm时，其有效深度为100mm。当管道外径大于或等于500mm时，蒸汽、气体和液体介质的有效深度约为管道外径的1/2；当外径超过500mm时，其有效深度为300mm。对于烟、风、风粉等混合介质，其有效深度约为管外直径的1/3~1/2。
