CN103869846B

CN103869846B - 一种主回路冷热段平均温度信号处理方法

Info

Publication number: CN103869846B
Application number: CN201210540969.9A
Authority: CN
Inventors: 霍雨佳; 李红霞; 李小芬; 苟拓; 王华金; 朱加良; 余俊辉; 何正熙; 刘艳阳; 李文平; 王远兵
Original assignee: Nuclear Power Institute of China
Current assignee: Nuclear Power Institute of China
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2032-12-14
Also published as: CN103869846A

Abstract

本发明涉及核电厂反应堆冷却剂系统过程测量技术，具体公开了一种主回路冷热段平均温度信号处理方法。基于采集的校准前的主回路冷热段平均温度信号，得出校准前的主回路平均温度，然后通过设计平均温度校准模块函数，确定平均温度校准模块函数的增益系数和偏置系数，校准后的主回路冷热段平均温度，利于操作员直观的比较校准前与校准后的主回路冷热段平均温度值，保证了通道校准的准确性，从而确保超温超功率停堆保护功能的有效性，提高了核电厂的安全性和经济性。

Description

一种主回路冷热段平均温度信号处理方法

技术领域

本发明属于核电厂反应堆冷却剂系统过程测量技术，具体涉及一种信号处理方法。

背景技术

在核电厂中，反应堆保护系统设置超温ΔT和超功率ΔT保护通道用来保护堆芯安全，防止在I类工况（正常运行和运行瞬变工况下预计不发生燃料损伤）和II类工况（事故后反应堆可以转入安全状态，只有一小部分燃料元件受损，事故中释出的放射性应当对公众不构成威胁）下堆芯发生偏离泡核沸腾（DNB）和燃料棒中心熔化。超温ΔT保护用以保护堆芯以防止出现DNB；超功率ΔT保护则用以保护堆芯以防止出现超线功率密度引起燃料棒中心熔化。超温ΔT和超功率ΔT紧急停堆保护通道是由多个测量信号所组成的保护定值通道，其中，由反应堆冷却剂系统主回路冷热段温度计算得出的平均温度信号与冷却剂压力、轴向功率偏差等信号共同计算超温超功率设定值，通过与超温超功率实测值进行比较从而产生超温超功率停堆保护信号。主回路冷热段平均温度作为超温超功率保护通道的重要参数，核电厂在调试期间需要在功率升至满功率100%FP时对该测量通道进行校准试验，以保证反应堆功率与各环路主回路温度的对应一致性。

在调试校准试验前，各环路的主回路平均温度T_avgi为：

T_avgi＝(T_冷i+T_热i)/2，其中T_冷i为该环路的冷段温度，T_热i为该环路的热段温度，i＝1，2，……n，n为环路个数。

在调试校准试验后，需根据校准公式重新对该环路的平均温度进行系数设置,校准后的平均温度T_avgi’为

T_avgi’=K*（T_冷i+T_热i）+Δ，其中，K为平均温度的增益，Δ为平均温度的偏置。

在实际操作时，操作员需要对比该环路平均温度校准前与校准后的值。并且在计算该环路校准后的平均温度增益与偏置时还需使用其他环路的未经校准的平均温度值。

在采用模拟技术的核电厂中，信号通过硬件进行处理，进行反应堆冷却剂温度测量通道校准调试试验校准后直接将新的偏置与增益系数设置到平均温度计算组件中，但设置后操作员就无法直观获得校准前的平均温度值。如果为操作员提供便利，在平均温度组件后再增加组件设置新的校准系数，又由于新增加硬件会影响通道的精度与响应时间，对于超温超功率保护是不利的。因此模拟技术核电厂中，在校准试验后，操作员就无法直接获取校准前的平均温度数据。

随着数字化技术的广泛应用，目前国内绝大多数在建的核电厂均采用了全数字化的DCS（DistributedControlSystem数字化仪表控制系统集散控制系统）仪控平台。信号采集后全部通过软件进行处理，因此就使得在平均温度的计算模块后增加软件处理模块设置调试试验平均温度校准系数的方案变得可行，而不会影响通道的精度与响应时间并便于操作员记录与分析。

此外，基于模拟技术的核电厂在调试期间功率升至满功率平台对平均温度通道进行校准时，由于测量通道中传输信号均为电量，对于平均温度的校准公式如下：

S=g*（E₁+E₂）+V_p

其中，S为平均温度输出电压信号，E₁与E₂分别为冷热段电阻温度计输出电压信号，g与V_p分别为平均温度加法组件的增益与偏置。当测得平均温度为热停堆温度时，输出电压为0V。当平均温度为额定平均温度时,输出为在满功率（100%FP）下的额定电压值，据此可解出g与V_p。

对于使用数字化技术的核电厂，由于测量通道中传输信号均为实际值，而非电量，因此适用于模拟技术核电厂调试试验时的平均温度校准算法就不再适用于数字化核电厂。因此需开发一种新的校准算法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于采用数字化技术核电厂的主回路冷热段平均温度信号处理方法，从而实现保证超温超功率停堆保护功能有效性的目的。

实现本发明的技术方案如下：

一种主回路冷热段平均温度信号处理方法，它包括如下步骤：

1）利用下式，确定未经校准的主回路冷热段平均温度值T_avg(avg)

T_{avg} (avg) = \frac{T_{1} + \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot T_{i - 1} + T_{i} + \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot T_{n}}{n}

其中，T_i为校准前的主回路冷热段平均温度，i＝1，2，…n，n为主回路冷热段平均温度信号数量；

2）利用下式，确定主回路冷热段平均温度校准模块函数的增益系数A；

其中，T_零功率为零功率时的主回路冷热段额定平均温度值；

3）利用下式确定主回路冷热段平均温度校准模块函数的偏置系数B；

4）利用下式，对校准前的主回路平均温度T_i进行校准处理，得到校准后的主回路冷热段平均温度T_m；

T_m＝A*T_i+B。

本发明所取得的有益效果如下：基于采集的校准前的主回路冷热段平均温度信号，得出校准前的主回路平均温度，然后通过设计平均温度校准模块函数，确定平均温度校准模块函数的增益系数和偏置系数，校准后的主回路冷热段平均温度，利于操作员直观的比较校准前与校准后的主回路冷热段平均温度值，保证了通道校准的准确性，从而确保超温超功率停堆保护功能的有效性，提高了核电厂的安全性和经济性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述。

在核电厂调试期间，在功率升至100％FP核功率时需校准主回路平均温度信号，校准时需考虑每一环路的平均温度值（包括冗余信号）以及零功率时的额定平均温度值。将校准前的主回路冷热段平均温度设为T_i，i＝1，2，……，n。校准后的平均温度设为T_i’，其中，n为核电厂的环路数量，一般为2或者3。

T_{avg} (avg) = \frac{T_{1} + \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot T_{i - 1} + T_{i} + \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot T_{n}}{n}

2）确定主回路冷热段平均温度校准模块函数的增益系数A

主回路冷热段温度经DCS仪控平台采集后通过软件进行后续如滤波、校准、等信号处理后，经平均值模块计算得出校准前的主回路冷热段平均温度Ti。

当电厂热功率为零功率时，主回路冷热段额定平均温度值T_零功率在校准前后是一致的，因此不需要校准。即当T_i=T_零功率时，T_i’=T_零功率。

当电厂热功率为满功率时，主回路冷热段额定平均温度值T_满功率在校准前后也是一致的，即当T_i=T_满功率时，T_i’=T_满功率。

满功率时的主回路冷热段额定平均温度由所有未经校准的其余平均温度信号平均值T_avg(avg)表征。根据上述两个基准点（零功率和满功率），利用下式得出主回路冷热段平均温度校准模块函数的增益系数A为：

3）利用下式确定主回路冷热段平均温度校准模块函数的偏置系数B

4）得到校准后的主回路冷热段平均温度T_m

利用下式，对校准前的主回路平均温度T_i进行校准处理。

T_m=A*T_i+B

其中，T_i为校准前的主回路冷热段平均温度，T_m为校准后的主回路冷热段平均温度，A与B为校准函数的增益系数与偏置系数。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种主回路冷热段平均温度信号处理方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)利用下式，确定未经校准的主回路冷热段平均温度值

其中，T_i为校准前的主回路冷热段平均温度，i＝1，2，…n，n为核电厂的环路数量；

2)利用下式，确定主回路冷热段平均温度校准模块函数的增益系数A；

3)利用下式确定主回路冷热段平均温度校准模块函数的偏置系数B；

4)利用下式，对校准前的主回路平均温度T_i进行校准处理，得到校准后的主回路冷热段平均温度T_m；

T_m＝A*T_i+B。