核電廠溫度儀表的設(shè)計和采購主要是按照溫度儀表測量原理的分類進行的。下文將根據(jù)測量原理的分類逐一對各種溫度儀表的在核電廠中的使用特點以及使用場合進行說明。

總體來說，核電廠中溫度檢測元件一般選用PT100鉑電阻溫度計或熱電偶；對于就地指示儀表，根據(jù)現(xiàn)場的可接近情況分別選用雙金屬溫度計或壓力式溫度計；對于僅要求發(fā)控制信號的測量選用了溫度控制器；通風(fēng)系統(tǒng)中部分測量環(huán)境溫度以及風(fēng)道溫度的儀表選用熱敏電阻；對于有高精度要求的試驗儀表系統(tǒng)選用了溫度變送器。

1 鉑電阻溫度計

核電站選用的熱電阻溫度計為PT100的鉑電阻溫度計。鉑電阻溫度計是核電站中各種溫度儀表中數(shù)量最多，應(yīng)用最廣的溫度計。以典型三環(huán)路壓水堆核電站為例，統(tǒng)一供貨的鉑電阻溫度計共有530支。鉑電阻溫度計廣泛應(yīng)用于核級，非核級功能。

鉑電阻溫度計具有高精度，高穩(wěn)定性及重復(fù)性，互換性，測量范圍內(nèi)很高的線性，較高的靈敏度，測量系統(tǒng)簡單；相對熱電偶，鉑電阻溫度計響應(yīng)時間長，體積大，易損壞[2],成本高的特點。

PT100鉑電阻溫度計還具有較寬的量程范圍，A級PT100鉑電阻的量程范圍可達–100 to +450℃[3]。這個溫度范圍已經(jīng)覆蓋了核電廠中除堆芯溫度以外，核島內(nèi)所有場合所要求的溫度范圍。核電站一回路最高設(shè)計溫度為360℃。

核級鉑電阻溫度計需能實現(xiàn)事故工況中及事故后的安全功能。核級鉑電阻溫度計需通過相應(yīng)的環(huán)境及抗震鑒定，以證明這種能力。鉑電阻溫度計具有良好的耐事故環(huán)境條件的能力，在1979年三里島事故中，主回路鉑電阻溫度計在事故后經(jīng)檢查，在精度，動態(tài)響應(yīng)以及完整性方面保持了原有性能[4]。目前給核電站供貨的核級溫度計必須提供相關(guān)的鑒定證明同時接受核安全局的監(jiān)管。

2 熱電偶

熱電偶依據(jù)熱電原理進行溫度測量，熱電偶體積小，易于安裝，感溫元件費用低，適用于寬量程范圍的測量，由于為點測量，所以，響應(yīng)速度快；但熱電偶具有熱電勢低，不靈敏，需冷端補償，需要專門的補償電纜，線性沒有鉑電阻高等缺點。

典型三環(huán)路壓水堆核電站統(tǒng)一采購的熱電偶共有148支,國內(nèi)核島內(nèi)使用的熱電偶為鎳鉻鎳鋁的K型熱電偶而非鎳鉻鎳硅型熱電偶, 常規(guī)島使用的是E型熱電偶。核島內(nèi)的熱電偶主要集中在堆芯測量系統(tǒng)，硼伴熱系統(tǒng)。

由于熱電偶具有很寬的溫度測量范圍[5]，堆芯燃料組件出口水溫測量采用鎳鉻-鎳鋁的K型熱電偶進行測量，測量范圍0~1200℃。由于熱電偶為點測量，適用于表面溫度測量，所以，在核電站中用于安全殼內(nèi)混凝土溫度的測量，管道表面溫度以及一些泵軸承溫度的測量。

不同分度號的熱電偶對應(yīng)不同的補償電纜，不能混用。對于使用熱電偶測量較低溫度，可以要求在100℃下增加標定點。

3 雙金屬以及壓力式溫度計

雙金屬以及壓力式溫度計在核電站中均用于就地溫度測量，均為非核級儀表。

為了便于讀數(shù)，壓力式溫度計及雙金屬溫度計的表頭均要求萬向型。溫度計的外殼以及表盤的涂裝應(yīng)能滿足核電站涂裝相關(guān)要求。對于使用毛細管的壓力式溫度計，毛細管可以使操作人員遠離強輻照源，可以將表頭安裝在適于觀察的位置，同時也可以將與某一設(shè)備相關(guān)的就地指示儀集中安裝。毛細管的長度不應(yīng)當(dāng)過長，應(yīng)考慮毛細管對響應(yīng)時間和精度的影響。為了避免毛細管受到機械損壞，毛細管要求帶護套保護。應(yīng)當(dāng)明確表頭的安裝方式，如帶后邊，徑向安裝等內(nèi)容。

4 溫度控制器

考慮到核電站的環(huán)境特點，同時減少供電電源，核電站使用的溫度控制器主要是機械式的溫度開關(guān)，溫度開關(guān)提供無源觸點信號用于控制及報警。溫度開關(guān)的使用本身也是核電站多樣化控制的一種體現(xiàn)。典型三環(huán)路壓水堆核電站統(tǒng)一采購的溫度開關(guān)大致有281塊。

部分溫度開關(guān)利用回差進行控制，回差值應(yīng)當(dāng)在技術(shù)規(guī)格書中明確。目前使用的溫度開關(guān)一般要求設(shè)定值和死區(qū)可調(diào)。死區(qū)可調(diào)的溫度開關(guān)一般最小死區(qū)較大，有可能出現(xiàn)無法消除報警的情況，在開關(guān)選型和驗收過程中需對死區(qū)值格外關(guān)注。溫度開關(guān)安裝，長期運行后，還有可能出現(xiàn)設(shè)定值漂移情況，應(yīng)根據(jù)實際情況合理調(diào)整預(yù)防性維修周期。

溫度開關(guān)還需考慮廠房內(nèi)的防爆要求。核電站內(nèi)的可燃氣體主要是氫氣，部分溫度開關(guān)要求為隔爆型防爆儀表。

5 熱敏電阻

熱敏電阻在核電廠現(xiàn)場應(yīng)用不多，主要是在通風(fēng)系統(tǒng)以及機柜自帶的一些測溫儀表中有所應(yīng)用。核電站內(nèi)的房間溫度一般控制在5~55℃以內(nèi)[6]，熱敏電阻測量范圍也就集中該溫度范圍內(nèi)。

6 智能溫度變送器

智能溫度變送器在就地將熱電偶或熱電阻信號轉(zhuǎn)變?yōu)?span style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !im<em></em>portant; word-wrap: break-word !im<em></em>portant; line-height: 1.6;">4-20mA的標準信號進行輸出。智能溫度變送器具有很高的測量精度，如選用的羅斯蒙特3144型號的變送器，精度可達±0.1 ℃；智能溫度變送器采用4-20mA信號輸出，可以減少信號干擾，同時DCS機柜可以使用標準的輸入卡件。

由于智能變送器目前無法滿足核電廠的輻照環(huán)境，溫度變送器在核電廠應(yīng)用不是很多，主要應(yīng)用于無輻照要求且要求高精度測量的場合。