恰希玛c2核电站硼浓度监测仪标定和测量误差研究

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1、恰希玛C2核电站硼浓度监测仪标定和测量误差研究　　摘要：本文简单介绍了硼浓度监测仪的工作原理，详细说明了恰希玛C2核电站硼浓度监测仪的标定方法，并对C2核电站装料期间硼浓度监测仪产生的测量误差进行分析，排除了系统本身、外界环境以及运行工况所产生误差的可能性，最终判断测量误差的产生为系统标定时带入。关键词：C2核电站硼浓度标定测量误差中图分类号：TM623文献标识码：A文章编号：1概述压水堆核电站核功率的调节是通过控制棒和硼酸浓度的调节来实现的，一回路中对于硼酸浓度的监测是一项非常重要的工作。硼酸中的10B对

2、于热中子有很大的吸收截面，硼浓度监测仪利用一个中子源，使其照射下泄流管道中的含硼水，中子穿过硼水到达探测器，通过测量中子的计数率来推算硼浓度。中子计数率n与硼浓度P有如下关系：（1）其中n0是无硼时的计数率，P为硼浓度，k是与系统和硼的反应截面有关的常数。对该公式进行泰勒级数展开并省略三阶以上的高阶项，得到二阶公式如下：8（2）令A=，B=,C=,公式（2）转换为：(3)对于硼浓度监测仪的标定，就是确定公式中A,B,C三个参数的值。恰希玛核电站2号机组（以下简称C2项目）硼浓度监测仪采用在线式测量方法，通过

3、监测化容系统下泄流管道硼浓度的方式来测量反应堆中的硼浓度。系统主要由探测装置、测量装置和标定装置组成，系统组成如图一。图一硼浓度监测仪系统流程图2硼浓度监测仪的标定对仪器标定前需要对仪器的最佳工作高压和甄别阈值进行选择。仪器的工作点确立后，可配置不同浓度的硼酸溶液读出系统的相对应中子计数率的方法确立上述公式（3）中的A、B、C的值。2.1系统高压值选择管道回路中充满零硼除盐水，投入系统运行，设定系统甄别阈值为0.6V，改变高压值，并记录探测器的计数率。现场测量数据如下：根据以上数据绘制高压坪曲线：8分析高压

4、坪曲线，可得高压坪范围为1630–1779V。高压工作点的选择一般在坪的1/3处，这样使得高压尽量小一点，同时又可使高压远离放电区，保证系统稳定性。对于该系统，选择高压工作点为1679.5V。2.2系统甄别阈选择回路管道中充满零硼除盐水，投入硼浓度监测仪运行，设定系统高压值为1679.5V，改变仪表甄别阈，并记录探测器的计数率。现场测量数据如下：对数据进行处理，绘制甄别阈曲线从曲线可以看出，甄别阈在0.4V以上就可以消除系统噪声，为系统测量稳定考虑，选择甄别阈工作点在0.6V。2.3系统标定设定系统高压16

5、79.5V，甄别阈0.6V，将管道与探测装置安装到位后，改变管道中硼酸的浓度并读出相应中子计数率的方法对系统进行标定，此时对硼酸的测量采用滴定法得出数据。绘制曲线图如下为了减小系统测量的误差，对上图的曲线分两段进行分析，以1000mg/L为分界点，10008mg/L以下的曲线参数定义为A1、B1、C1;1000mg/L以上的曲线参数定义为A2、B2、C2。通过最小二乘法拟合曲线后，得到参数如下：A1=-4.9962027E-12;B1=2.1118923E-8;C1=7.8696365E-5A2=-2.10

6、04405E-12;B2=1.5992697E-8;C2=8.0998354E-5.3误差分析C2项目装料允许的一项前提条件是一回路硼酸浓度需达到2000mg/L，当硼浓度监测仪测量数据为2000mg/L时，通过实验室仪表测得一回路水中的硼酸浓度却小于2000mg/L，达不到装料的要求。通过数据比较，硼浓度监测仪的误差超过+3%，达不到仪表±2%的测量精度要求。3.1硼浓度监测仪测量误差产生的可能性原因分析从现场环境、仪器本身特点、反应堆实际运行工况和秦山一期核电站硼浓度监测仪运行经验来看，会引起硼浓度监测

7、仪测量误差的因素有以下几点：*仪器本身工作点的漂移；*硼酸溶液温度的影响；*中子探测器周围γ射线的影响；*11B的影响；*环境湿度影响；*中子源强度衰变的影响8*标定误差影响。3.2误差因素的排除以上因素对于误差的影响不一样，哪个因素是影响当时工况下测量精度的主导原因，可以通过进一步分析得出结果。3.2.1仪器工作点漂移因素的排除仪器的高压值与甄别阈值是影响探测器计数率的关键因素，如果两者出现定值漂移，则对实际的硼浓度的监测将会产生较大的影响。通过现场仪器运行参数的检查，发现仪器的高压值和甄别阈值与之前设定

8、的值无变化，仪器的工作点没有漂移。该因素可排除。3.2.2硼酸溶液温度因素的排除温度对硼浓度测量影响很大。当温度升高时，硼水密度减小，单位体积内的硼的核子数相应减小，导致吸收中子的数量减少，对硼浓度的最终测量结果造成影响。硼浓度监测仪标定时是在常温下进行，装料前的工况为一回路还未升温升压，硼水处于常温状态，这与标定时的水温相同。因此，对于温度因素的影响，在此也可排除。3.2.3γ射线因素的排除硼浓度监测仪探测器周