交叉校准技术在核电厂反应堆冷却剂温度测量中的应用

《交叉校准技术在核电厂反应堆冷却剂温度测量中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、442化工自动化及仪表第4l卷交叉校准技术在核电厂反应堆冷却剂温度测量中的应用王胜光刘勇(上海核工程研究设计院，上海200233)摘要反应堆冷却荆温度是压水堆核电厂中用于反应堆保护的关键参数，由电阻温度计测量。电阻温度计的精度是通过定期校准或更换来保证的。针对压水堆核电厂冷却剂回路的特殊工况，采用在线交叉校准技术。进行电阻温度计精度的校准。关键词电阻温度计交叉校准漂移信号后期处理中圈分类号TH81l文献标识码B文章编号1000—3932(2014)04-0442-04压水堆(PressurizedWaterRea

2、ctor，PWR)核电厂用于测量反应堆冷却剂温度(ReactorCoolantTemperature，RCT)这一关键参数的电阻温度计(ResistancetemperatureDetector，RTD)，由于所处工作环境的影响(温度、辐照及振动等)，其精度会随着时间的推移而变差。测量精度作为RTD的关键参数之一，会直接影响核电厂安全系统的动作¨’21。通过定期校准或更换来保证RTD精度的传统方法存在很大的局限性∞j。目前，在线监测(OnlineMonitor，OLM)技术已经广泛应用于核电厂的各种仪表监测中”j

3、1。交叉校准作为一种在线校准技术，可以在核电厂的正常功率运行期间，通过信号的后期处理来完成仪表的校准。而且，从交叉校准的实现方式来反应堆蒸汽发反应堆看，PWR核电厂冷却剂系统中使用多个RTD测量同一参数的特殊性也给交叉校准提供了便利。1交叉校准技术的适用性分析交叉校准方法有一个大的使用前提，即同一工艺参数的测量可以通过多种方式(包括使用多个传感器)获取，不同方式所得结果并非完全一致，交叉校准通过对不同测量结果的分析处理，得出最接近真实结果的计算值，然后用这个计算值对测量仪表进行校准或标定怕1。此处讨论的交叉校准技

4、术主要是针对其在PWR核电厂RCT测量中的应用，目前建成和在建的各压水堆核电厂中，冷却剂回路的冷段和热段温度都分别由多个RTD测量川。PWR核电厂冷却剂系统的回路如图1所示(不代表实际数量)。图1PWR核电厂冷却剂系统回路示意图收稿日期：2013-09-II(修改稿)第4期王胜光等．交叉校准技术在核电厂反应堆冷却剂温度测量中的应用4432PWR核电厂工况对温度测量精度的影响PWR核电厂冷却剂回路RTD所处的恶劣环境(高温、高湿度、高辐射及振动等)会加速其老化，导致其测量精度随着工作时间的推移变得越来越差，即仪表产

5、生了“漂移”。另外，由于冷却剂回路工艺管道布置的特殊性，冷段温度测量的RTD分别布置在4个不同的冷段，布置位置的不同会导致实际工艺参数的差异，从源头上限制了RTD交叉校准方法的精度。2．1交叉校准方法对RTD漂移处理的有效性分析TR-1003099报告收集了8个美国PWR核电厂(5个西屋和3个CE)冷却剂回路的RTD测量数据(RTD出自不同厂家，保证了采样的多样性，但每个机组内使用的RTD由同一厂家生产)，并对其进行处理、分析和统计，最终得出的结论是：PWR核电厂反应堆冷却剂回路的环境工况对其RTD精度的影响是随

6、机的，有正向的也有反向的¨J。从该报告的结论可以分析得到以下结论：RTD的漂移是随机的，可以通过交叉校准中取平均值的方法来消除此随机误差；需要有尽可能多的RTD参与此平均值计算，以最大限度地消除随机误差。2．2交叉校准方法对RTD位置差异的适用性分析对于冷段来说，每个RTD测量的都是各自所在冷段的温度，由于所处的位置不同，各冷段管道之间也存在一定的温差，直接把4个冷段的RTD做交叉校准，会把管道位置导致的温差引入到校准中，因此需要通过一定的方法来确定或者量化不同冷段之间的管道位置温差，以提高用交叉校准方法在线标定

7、RTD的精度。3交叉校准方法的应用由于冷却剂回路上RTD老化导致的仪表漂移是随机的，可以通过多次测量求平均值的方法来消除，而且参与的RTD数量越多，平均值越接近于真实值。但实际应用中，考虑成本并减少故障点，核电厂中冷却剂温度测量用的RTD数量不可能很多，人工标定时的测量次数也是有限的，这就需要根据现场的实际情况进行取舍，尽量增加参与交叉校准的RTD数量，同时减少无关的和质量差的RTD数据点。3．1热段RTD的交叉校准如图1所示，每个热段的温度计有8个，一般情况下，8个温度计布置在间隔相同角度的一个或两个位置相近的

8、截面上，可以不考虑轴向位置偏差。由于冷却剂管道采用保温层来减少热损失，径向温度只有在靠近管壁很窄的区域内存在很小的温度分层，同时由于温度计的感温部分插入管道内部，不处于温度分层区，因而径向位置偏差也可以忽略。故针对冷却剂的热段温度，可以通过取平均值的方法来获得接近真实的温度值，再用这个值分别对每只温度计进行在线监测和校准。3．2冷段RTD的交叉校准如图1所示，每个冷段的温