[发明专利]一种基于数字化技术的稳压器水位测量方法

说明书

技术领域

本发明属于一种核电厂反应堆冷却剂系统过程测量方法，具体涉及一种基于数字化技术的稳压器水位测量方法。

背景技术

在压水堆核电站中，稳压器的水位代表反应堆冷却剂系统的水装量，是重要的保护参数，当稳压器水位过高时会直接触发停堆保护。此外，稳压器水位控制系统也是反应堆五大控制系统之一，因此，尽可能精确地测量稳压器水位对电厂的安全经济运行是十分必要的。

稳压器的水位测量通常采用差压法，即通过差压变送器测量上下取压口之间的差压，然后信号处理系统根据差压计算得到稳压器内的实际水位。测量系统示意图如图1所示：

由于稳压器需要工作在水的饱和态才能有效地应对压力变化瞬态，因此，稳压器内的水和蒸汽都是相同的温度，即饱和温度。

图1中：稳压器内的水和蒸汽温度均为Tp；稳压器内蒸气的密度为ρ_v；稳压器内水的密度为ρ_L；稳压器水位测量下部取压口标高L1；稳压器水位测量上部取压口标高L2；稳压器水位测量上、下部取压口标高差dp；稳压器水位相对于下部取压口高度差Lp；冷凝容器标高L3；冷凝容器距离下部取压口之间高度差为dr；参考管内介质为水，温度为Tr，密度为ρ_r。

因此，变送器测量到的差压值（即高压侧HP与低压侧LP之间的差压）ΔP的计算方法如下：

ΔP=[ρ_L·Lp+ρ_V·(dr-Lp)-ρ_r·dr]·g

从该公式求解即可得到水位Lp的计算公式：

Lp=ΔPg+(ρr-ρV)dr(ρL-ρV)]]>

由于除功率运行外，稳压器需要运行的工况还包括启停堆、瞬态调整以及事故工况等，因此，稳压器内的温度和压力都是变量，也就是说水和蒸汽的密度ρ_L和ρ_v是变量。同时，还需要考虑不同温度下稳压器的膨胀量不同，dp和dr都是变化的，特别是事故工况下，参考管内的水温Tr也会随着环境温度的变化而变化，引起ρ_r变化。

由于传统的核电厂采用模拟技术设计，很难完成如此复杂的密度和热膨胀量计算，因此只能选择一种标准工况设计，比如稳压器水位测量选择满功率运行工况，即仪表按满功率运行工况条件标定，将差压变送器测量差压转化为标准工况下的水位，然后再根据其他工况与标准工况之间的差异，离线计算出对应关系，运行人员在使用时根据这些离线计算的对应关系曲线手动计算实际水位。但是实际工况很复杂，不可能将所有工况都进行离线计算，只能对一些典型工况进行计算，使用起来十分不方便。

随着数字化技术的广泛应用，比如国内的岭澳二期核电厂就采用了全数字化的仪控平台，复杂的信号处理方法实现起来变得可行，而且越来越容易，因此，不论是从提高电厂安全性角度还是提升人因工程水平角度，对传统核电厂中所采用的稳压器水位计算方法进行改进都十分必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数字化技术的稳压器水位测量方法，通过通过采用数字方法，对不同工况进行补偿，提升各种工况下稳压器水位测量的准确性，从而提高核电厂的安全性和经济性，优化人机接口，减轻运行人员负担。

本发明是这样实现的，一种基于数字化技术的稳压器水位测量方法，它包括如下步骤，

（1）仪表系统设置；

（2）获得基本参数；

（3））获得基本测量数据；

（4）密度计算；

（5）水位计算。