核電站一回路穩(wěn)壓器水位測量與計(jì)算

發(fā)布：2018-12-18 | 點(diǎn)擊：人次

摘要：核電站一回路穩(wěn)壓器水位測量與計(jì)算資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量儀生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。一、穩(wěn)壓器水位控制和保護(hù) 核電站穩(wěn)壓器是核反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）中的重要設(shè)備，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)其保持正常的RCP壓力，在瞬態(tài)時(shí)其將RCP壓力限制在允許值內(nèi)。此外，穩(wěn)壓器還作為。更多的流量計(jì)廠家選型號價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢，下面是核電站一回路穩(wěn)壓器水位測量與計(jì)算文章詳情。

一、穩(wěn)壓器水位控制和保護(hù)

核電站穩(wěn)壓器是核反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)（RCP）中的重要設(shè)備，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)其保持正常的RCP壓力，在瞬態(tài)時(shí)其將RCP壓力限制在允許值內(nèi)。此外，穩(wěn)壓器還作為反應(yīng)堆冷卻劑的緩沖水箱，保證一回路處于滿水狀態(tài)。在額定功率下，穩(wěn)壓器內(nèi)約60環(huán)是飽和水，40%為飽和蒸汽，穩(wěn)壓器底部（液體區(qū)）通過波動管與RCP一條環(huán)路的熱管段相連。RCP是一個(gè)充滿水的系統(tǒng)，穩(wěn)壓器中的壓力將傳至整個(gè)RCP。穩(wěn)壓器水位不能太高或太低，否則會導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)失效或者電加熱器裸露燒毀。導(dǎo)致穩(wěn)壓器水位變化的主要因素有:（1）負(fù)荷改變使反應(yīng)堆冷卻劑平均溫度改變引起冷卻劑體積變化；（2）穩(wěn)壓器上充流量與下泄流量不平衡（如打開下泄孔板、冷卻劑泄漏和起動第2臺上充泵等）。穩(wěn)壓器水位控制保護(hù)系統(tǒng)的功能是將穩(wěn)壓器水位調(diào)節(jié)在整定值附近，確保穩(wěn)壓器運(yùn)行工況能夠滿足壓力控制的需要，并且保護(hù)設(shè)備安全。穩(wěn)壓器水位變送器不但起測量與監(jiān)視水位的作用，而且用于穩(wěn)壓器水位控制和保護(hù)。穩(wěn)壓器水位控制保護(hù)模擬簡圖見圖1。

從圖1可見，穩(wěn)壓器的水位由3個(gè)獨(dú)立的6000系列核級差壓水位變送器（0llMN、008MN、007MN）同時(shí)測量，其測量信號被分別送至電氣間3個(gè)獨(dú)立的SIP保護(hù)柜（SIPl組、SIP2組、SIP3組）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，（4~20）mA電流信號經(jīng)轉(zhuǎn)換器（RS）轉(zhuǎn)換為（1~5）VDC電壓信號，3路電壓信號又各分兩路，其中一路去閥值繼電器（XU），在邏輯處理單元進(jìn)行三取二邏輯運(yùn)算后產(chǎn)生穩(wěn)壓器水位高核反應(yīng)堆跳閘信號。另外一路去選擇開關(guān)（444CC），經(jīng)調(diào)節(jié)器（404RG）控制上充給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行穩(wěn)壓器水位調(diào)節(jié)。由此可見，3個(gè)水位測量信號既參與穩(wěn)壓器水位調(diào)節(jié)，又參與核反應(yīng)堆跳閘邏輯保護(hù)，因此3個(gè)水位變送器的準(zhǔn)確測量，對穩(wěn)壓器水位調(diào)節(jié)和水位保護(hù)都起著至關(guān)重要的作用。

二、穩(wěn)壓器水位的測量及計(jì)算

圖2為穩(wěn)壓器水位測量安裝圖。差壓變送器一側(cè)與穩(wěn)壓器下部管嘴相連，反映水位產(chǎn)生的壓力，另一側(cè)與一個(gè)參考液毛細(xì)管相連，參考液毛細(xì)管上端通過冷凝罐與穩(wěn)壓器氣空間相連，它們中間有一個(gè)隔膜把參考液毛細(xì)管的水與冷凝罐隔開，以防止穩(wěn)壓器水中分離出來的氫氣形成氣泡帶入?yún)⒖家好?xì)管中，影響其測量精度。

在穩(wěn)壓器中，汽、水兩相共存，處于飽和狀態(tài)。以穩(wěn)壓器水位測量變送器為例，計(jì)算滿功率穩(wěn)定運(yùn)行工況下007MN在O和100%水位時(shí)所受到的差壓值和停堆換料維修時(shí)校驗(yàn)007MN所需加給變送器的差壓值。假設(shè)校驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度為25℃，根據(jù)圖2中標(biāo)示的數(shù)據(jù)及給定的已知數(shù)據(jù)可以計(jì)算007MN在O和100%水位時(shí)的壓力值。在滿功率穩(wěn)定運(yùn)行工況下，穩(wěn)壓器絕對壓力為15.5MPa，其對應(yīng)的飽和溫度344℃。穩(wěn)壓器在該壓力、溫度下的飽和水密度ρ3=0.59395×lO3kg/m3，飽和蒸汽密度ρ3=0.10l9×1O3kg/m3。此外，取壓管正、負(fù)壓側(cè)遠(yuǎn)離穩(wěn)壓器本體，其取壓管實(shí)際溫度接近環(huán)境溫度30℃，所以穩(wěn)壓器在絕對壓力15.5MPa下，該正、負(fù)壓側(cè)取壓管處末飽和水密度應(yīng)為ρ1=ρ2=ρ5=1.002×l03。一個(gè)大氣壓滿功率工況下007MN在O和100%水位時(shí)所受到的差壓計(jì)算。

在0水位（4mA）時(shí):

△P0=P+-P_=[ρ3g（L3+L4）+ρ5gL5]-（ρ1gL1+ρ2gL2）

式中，P+為007MN正壓側(cè)壓力，Pa;P_為007MN負(fù)壓側(cè)壓力，Pa;△P0為0水位差壓，Pa;g為重力加速度。

△P0=0.10l9×lO3×9.8×（O.013+9.765）十1.0O2×1O3×9.8×1.938-1.0O2×lO3×9.8×0.341

-1.002×1O3×9.8×11.375=-86251.54

在100%水位（2OmA）時(shí):

△P100%=P+-P_=（ρ3gL3十ρ4gL4十ρ5gL5）-（ρ1gL1十ρ2gL2）=0.10l9×lO3×9.8×0.013十0.59395×103×9.8×9.765+1.002×103×9.8×1.938一1.002×1O3×9.8×0，341-1.002×1O3×9.8×11.375=-39163.83

式中△P100%為100%水位差壓，Pa。

停堆換料維修時(shí)校驗(yàn)007MN在O和100姊水位時(shí)加給變送器的差壓計(jì)算。

因?yàn)?07MN的負(fù)壓側(cè)是毛細(xì)管，校驗(yàn)時(shí)不可拆，所以校驗(yàn)007MN時(shí)必須連同負(fù)壓側(cè)的毛細(xì)管一同校驗(yàn)，此時(shí)007MN負(fù)壓側(cè)毛細(xì)管產(chǎn)生的靜壓為:

P_=ρ×g×（L1十L2）而ρ=l000.54-0.0252×t-O.0045×t2

p=1000.54-0.0252×25-0.0045×252=997.0975kg/m3

p_=997.0975×9.8×11.716=114483.554

在0水位（4mA）時(shí):

△Po=P+o-P-

P+o=28232

在100%水位（2OmA）時(shí):

△Pl00%=P+l00%—P—

P+l00%=75315.9

式中，P+0為0水位時(shí)007MN正壓側(cè)壓力；P+100%為100%水位時(shí)007MN正壓側(cè)壓力。

所以，在0和100始007MN正壓側(cè)加壓值分別為28232Pa、75315.9Pa。

密度是校驗(yàn)壓力值計(jì)算的關(guān)鍵。滿功率時(shí)，007MN正、負(fù)壓側(cè)取壓管內(nèi)介質(zhì)屬于未飽和水（壓力高而溫度低），密度與穩(wěn)壓器內(nèi)飽和水密度不同。在換料大修期間，反應(yīng)堆廠房溫度不同，007MN負(fù)壓側(cè)毛細(xì)管內(nèi)及冷凝水罐中除鹽水的密度也會不同。一般情況下，在一個(gè)大氣壓下，2O℃水的密度近似為0.998×

1O3kg/m3，而對在其它溫度時(shí)水的密度，可以查表或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式p=l000.54-0.0252×t-O.0045×t2計(jì)算。

三、測量誤差帶來的風(fēng)險(xiǎn)

水位變送器的準(zhǔn)確測量是穩(wěn)壓器安全運(yùn)行的重要條件，而校驗(yàn)變送器所用的校驗(yàn)數(shù)據(jù)正確是水位變送

器準(zhǔn)確測量的前提。由圖1可見，如果444CC選擇008MN、007MN作為報(bào)警、調(diào)節(jié)控制水位，而007MN校驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確使測量偏低，則在穩(wěn)壓器水位定值不變的條件下，由007MN測量控制調(diào)節(jié)穩(wěn)壓器水位，穩(wěn)壓器實(shí)際水位就會偏高。當(dāng)另外2個(gè)水位變送器008MN和0llMN測得的水位達(dá)到高水位定值時(shí)，就會造成2/3反應(yīng)堆跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。

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