專利名稱：一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器及其水位測量方法
一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器及其水位測量方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于核電廠堆芯水位檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器及其水位測量方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的差壓法測量反應(yīng)堆堆芯水位是利用變送器測量堆內(nèi)水位差壓來實現(xiàn)，其測量受主泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、冷卻劑密度和反應(yīng)堆廠房環(huán)境變化的影響較大，故其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要的外部信號多，信號處理流程復(fù)雜，且測量不確定度較大；此外，這種測量方法需要在反應(yīng)堆底部開孔取壓，不滿足先進(jìn)輕水堆設(shè)計要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可避免反應(yīng)堆底部開孔，以及滿足反應(yīng)堆正常運(yùn)行、 事故時及事故后的堆芯水位測量需求的反應(yīng)堆堆芯水位探測器及其水位測量方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器，包括內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)的兩支敏感元件Ml和M2 ;所述Ml的內(nèi)部設(shè)置有兩支K型熱電偶HTl和UHTl，以及用于對HTl加熱的電加熱器HEl ;所述M2的內(nèi)部設(shè)置有兩支K型熱電偶HT2和UHT2，以及用于對HT2加熱的電加熱器HE2 ;所述HTl和HT2均為主動端，UHT2為HTl的參考端， UHTl為HT2的參考端。
實際運(yùn)行過程中，對主動端進(jìn)行加熱，而參考端不加熱用以反映環(huán)境溫度，通過比較相對應(yīng)的主動端和參考端的溫差來判斷水位點是否被冷卻劑淹沒。
由于在事故環(huán)境條件下，壓力容器內(nèi)的流場比較復(fù)雜，會產(chǎn)生諸如偏離泡核沸騰和汽液兩相流的工況，對辨別壓力容器內(nèi)真實水位產(chǎn)生影響，所以在探測器外側(cè)設(shè)置流場穩(wěn)定裝置，用以穩(wěn)定探測器外圍流場，避免冷卻劑液位波動造成測量的不確定性。
為了提高測量的準(zhǔn)確性，避免同一敏感元件中的兩支K型熱電偶相互之間進(jìn)行熱傳遞而影響測量結(jié)果，本發(fā)明在所述敏感元件Ml和M2的內(nèi)部均填充有絕緣層，所述絕緣層的材質(zhì)優(yōu)先采用氧化鎂，但不局限于氧化鎂，也可根據(jù)具體情況另行選擇其它絕緣材料。
本發(fā)明基于上述反應(yīng)堆堆芯水位探測器，公開了一種反應(yīng)堆堆芯水位測量方法， 該方法的原理為在實際運(yùn)行過程中，對主動端進(jìn)行加熱，而參考端不加熱用以反映環(huán)境溫度，通過比較主動端和參考端的溫差來判斷水位點是否被冷卻劑淹沒；其包括以下步驟(a)首先，采集水位探測器的參考端溫度T，經(jīng)過信號處理后送入控制模塊，繼而輸出與該參考端相對應(yīng)的主動端的加熱電流Iheat，加熱電流Iheat由測量的參考端溫度T確定Iheat與T的關(guān)系通過試驗確定，其步驟為將水位探測器置于試驗裝置中，分別由控制模塊為探測器輸出可變的加熱電流，記錄下探測器表面介質(zhì)為水和蒸汽時的主動端溫度變化曲線，在一定的時間后，當(dāng)水中和蒸汽中的主動端溫度的差值為TC時，記錄下此時的主動端的加熱電流Iheat和參考端溫度T，即可確定對應(yīng)于該T值的Iheat值；改變參考端溫度 T，重復(fù)上述步驟，即可確定不同T值對應(yīng)的Iheat值，根據(jù)測得的數(shù)值制成表格，在進(jìn)行堆芯水位測量過程時，只需查表即可。
(b)然后，采集水位探測器主動端溫度Tra和與之相對應(yīng)的參考端溫度T，經(jīng)過信號處理后送入處理模塊，且處理模塊同時接收過冷裕度信號,通過以下3個判據(jù)來判斷關(guān)鍵點是否被水淹沒，如其中任何一個條件滿足即表明水位已低于關(guān)鍵點；
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器，其特征在于包括內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)的兩支敏感元件Ml和M2 ;所述Ml的內(nèi)部設(shè)置有兩支K型熱電偶HTl和UHTl，以及用于對HTl加熱的電加熱器HEl ;所述M2的內(nèi)部設(shè)置有兩支K型熱電偶HT2和UHT2，以及用于對HT2加熱的電加熱器HE2 ;所述HTl和HT2均為主動端，UHT2為HTl的參考端，UHTl為HT2的參考端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器，其特征在于所述敏感元件Ml和M2的內(nèi)部均填充有絕緣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器，其特征在于所述絕緣層的材質(zhì)為氧化鎂。
4.一種基于權(quán)利要求1、2或3所述的水位探測器的反應(yīng)堆堆芯水位測量方法，其特征在于包括以下步驟 (a)首先，采集水位探測器的參考端溫度T，經(jīng)過信號處理后送入控制模塊，繼而輸出與該參考端相對應(yīng)的主動端的加熱電流Iheat，加熱電流Iheat由測量的參考端溫度T確定； (b)然后，采集水位探測器主動端溫度Tra和與之相對應(yīng)的參考端溫度T，經(jīng)過信號處理后送入處理模塊，且處理模塊同時接收過冷裕度信號ATkr ,通過以下3個判據(jù)來判斷關(guān)鍵點是否被水淹沒，如其中任何一個條件滿足即表明水位已低于關(guān)鍵點；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種反應(yīng)堆堆芯水位測量方法，其特征在于所述步驟(a)中，信號處理過程為首先經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將轉(zhuǎn)換的數(shù)字型號通過信號放大模塊進(jìn)行放大，最后將放大的信號通過信號調(diào)理模塊轉(zhuǎn)換成控制模塊能夠識別的標(biāo)準(zhǔn)信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種反應(yīng)堆堆芯水位測量方法，其特征在于所述步驟(b)中，信號處理過程為首先經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊將采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后將轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號通過信號放大模塊進(jìn)行放大，最后將放大的信號通過信號調(diào)理模塊轉(zhuǎn)換成處理模塊能夠識別的標(biāo)準(zhǔn)信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反應(yīng)堆堆芯水位探測器，包括內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)的兩支敏感元件M1和M2；所述M1的內(nèi)部設(shè)置有兩支K型熱電偶HT1和UHT1，以及用于對HT1加熱的電加熱器HE1；所述M2的內(nèi)部設(shè)置有兩支K型熱電偶HT2和UHT2，以及用于對HT2加熱的電加熱器HE2；所述HT1和HT2均為主動端，UHT2為HT1的參考端，UHT1為HT2的參考端。本發(fā)明還公開了一種基于上述水位探測器的反應(yīng)堆堆芯水位測量方法。本發(fā)明信號流程較為獨(dú)立，受制約因素少，可滿足關(guān)鍵點水位測量裝置的需求，可以應(yīng)用在反應(yīng)堆壓力容器水位測量、堆坑水位測量、乏燃料水池水位測量等多種場合。
文檔編號G01F23/22GK102982853SQ201210507588
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者何鵬, 何正熙, 余俊輝, 李小芬, 茍拓, 李文平, 楊戴博, 王華金 申請人:中國核動力研究設(shè)計院