CN109489776B - 一种核电站ptr水池液位计校验试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法，所述试验装置包括:联通器,连接除盐水系统用于提供水源，所述联通器上设置有多根连接管，每一连接管上设置有主针型阀；多个转接头，分别可拆卸密封安装在液位计底部，每一所述转接头通过注水管连接所述连接管，所述注水管上还设置有支管针型阀和分接头，所述分接头设置在所述主针型阀和支管针型阀之间，且每一所述分接头至少留有一个分水口对空，用于实现对每一所述液位计的单独液位调节。所述试验方法使用上述试验装置。本发明提供的核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法不受现场试验条件制约，试验成本更低，试验过程更加灵活高效，具有较强的推广应用价值。

Description

一种核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及核电站调试技术领域，尤其涉及一种核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法。

背景技术

PTR(Fuel pool cooling and purification system，燃料水池冷却和净化系统)水池液位计是监视水池液位产生自动补给信号、发出保护命令的重要设备。按照压水堆核电站的设计要求，PTR所有液位计需要在调试期间进行相互交叉比对，保证所有液位计的读数偏差在允许误差范围内。目前采用的试验方法是通过向水池内注入除盐水，水池内所有液位计同步测量不同的液位，通过交叉比对各液位计的测量值确认各液位计的测量偏差是否在允许范围内。如果发现液位计安装偏差过大或液位计存在质量问题，则需要将水池的水排掉，然后对液位计进行处理，处理之后需要重新对整个水池进行充排水。

然而，由于PTR水池液位计采用了大量冗余和“防共因失效”设计，需要交叉比对的液位计数量多达四十多个,且由于需要全水池充水，导致试验时间长，试验成本高。如果液位计存在问题，则需要多次执行充排水操作,不方便进行快速处理，重复试验代价高，严重影响试验进度；另一方面,该试验方案不仅占据施工主线，而且对现场环境要求高，在水池进水之前需要完成PTR所有水池的核清洁，并对水池壁上的孔洞进行临时封堵,进水期间还需保证水池周围不能有产生异物的作业。然而在调试阶段，PTR水池内有大量的安装工作，水池没有清洁，内部灰尘杂物众多，并不具备试验条件。因此，该试验方案仅适用于机组商运后的定期试验，并不适用于商运之前的现场调试阶段。

发明内容

本发明针对上述现有技术中的问题，提供了一种灵活高效、不受现场条件制约，试验成本更低的核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法。

本发明用于解决以上技术问题的技术方案为：提供一种核电站PTR水池液位计校验试验装置，包括:

联通器,连接除盐水系统用于提供水源，所述联通器上设置有多根连接管，每一所述连接管上设置有主针型阀；

多个转接头，分别可拆卸密封安装在液位计底部，每一所述转接头通过注水管连接所述连接管，所述注水管上还设置有支管针型阀和分接头，所述分接头设置在所述主针型阀和支管针型阀之间，且每一所述分接头至少留有一个分水口对空，用于实现对每一所述液位计的单独液位调节。

本发明上述的试验装置中，还包括:

透明软管，通过任一所述分接头连通所述联通器，所述透明软管固定在就地标尺上，用于测量液位高度。

本发明上述的试验装置中，所述转接头包括：

注水接头，其包括底座和呈环状凸起设置在所述底座上的连接部，所述底座的侧壁上连接有所述注水管，所述连接部的开口呈倒圆台形设置；

圆台形密封环，套设在所述连接部和液位计之间，用于密封连接所述注水接头和液位计；

紧固螺母，套设在所述连接部外并与其螺纹连接，用于将所述注水接头紧固在液位计底部。

本发明上述的试验装置中，所述联通器的顶部连接有连通除盐水系统的进水管道，所述进水管道上设置有用于调节进水量的进水总阀。

本发明上述的试验装置中，所述联通器的底部连接有延伸至地坑的排水管道，所述排水管道上设置有用于控制排水的排水总阀。

另一方面，提供一种核电站PTR水池液位计校验试验方法，使用上述的试验装置，包括步骤：

S1、完成所述试验装置的安装，并将液位计按量程划分为多个测量点；

S2、将所述液位计从下到上依次充水至每一测量点，并在充水至每一测量点后，按照验收准则判定各液位计读数是否异常；

若判定液位计读数合格，则将液位计继续充水至下一测量点，直至液位计在每一测量点的读数符合验收准则后转入步骤S3；

若判定液位计读数异常,则停止充水，关闭主针型阀和除异常液位计所连接的支管针型阀外的其他支管针型阀，打开异常液位计所连接的分接头的预留分水口将异常液位计单独排空，处理液位计问题；而后重新连通所述试验装置，继续充水，并重新比对液位计在当前测量点的读数，直至所述液位计在当前测量点的读数合格后，将液位计继续充水至下一测量点；

S3、拆除所述试验装置，恢复现场。

本发明上述的试验方法中，所述验收准则的判定方法为：

判定每一所述液位计与就地标尺的读数偏差是否大于所述液位计与就地标尺之间的不确定度；当读数偏差大于所述不确定度时，所述液位计读数异常，否则，判定所述液位计读数正常。

本发明上述的试验方法中，步骤S1在进入步骤S2之前还包括：

S20、在所述液位计进水之前，比对各液位计在零水位的读数，判定液位计读数是否异常；若判定液位计读数合格，则进入步骤S2；若判定液位计读数异常，则对异常液位计进行处理，而后重新进入步骤S20，直至所有液位计在零水位的读数合格。

本发明上述的试验方法中，步骤S2在进入步骤S3之前还包括：

S30、打开联通器底部的排水总阀，将所述液位计同步缓慢排水，在所述液位计的液位下降至液位开关触发位置时，再次校验液位开关的下行触发值，并记录试验结果。

本发明上述的试验方法中，所述多个测量点包括与所述液位计25％量程位置对应的第一测量点、与所述液位计50％量程位置对应的第二测量点、与所述液位计75％量程位置对应的第三测量点、与所述液位计的液位开关触发位置对应的第四测量点，以及与所述液位计满量程位置对应的第五测量点。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明基于联通器原理，提出了一种适用于PTR水池的液位计校验试验装置及其试验方法，所述试验装置设计的专用的转接头解决了由于空间狭小，无法向液位计注水的难题；同时，所述试验装置能够实现单独调节液位计液位的功能，如果发现液位计存在问题，只需排空异常液位计中的少量的水，在液位计问题处理完后，即可重新充水，不仅实现了快速充排水，还减少了用水量，节约了试验成本；另一方面，本发明的提供的技术方案不受现场条件制约，无需等待水池具备进水条件，可以大幅缩短PTR系统的调试工期，取得了巨大的经济效益，具备较强的推广应用价值。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例提供的液位计校验试验装置的装配结构示意图；

图2是本发明实施例提供的转接头的转配剖面示意图；

图3是本发明实施例提供的注水接头的装配结构示意图；

图4是本发明实施例提供的试验装置的试验方法流程图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更加清楚地理解本发明，下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

为了解决现有技术中PTR水池液位计校验试验需要对所有液位计进行反复充水比对，试验风险大、耗时长、成本高、操作困难，调试初期，现场很难具备试验条件的问题，且为了满足对水池液位计进行快速比对的要求，节省试验时间和进度成本，本发明旨在提供一种核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法，其核心思想是：基于连通器原理，设计一套试验装置，使水池内的所有液位计互相连通，通过向试验装置中注水，使液位计的浮子浮起，从而实现不同液位的交叉比对。如果发现液位计存在问题，只需排空异常液位计中的少量的水，在液位计问题处理完后，即可重新充水，直至完成校验工作。通过这种方法对液位计进行校验，可以不受水池安装状态的限制，避免水池充水带来的跑水风险，同时也节约了用水量，减少试验成本。

如图1所示，本发明实施例提供的液位计校验试验装置包括联通器10、转接头20、注水管40和分接头50。

其中，联通器10连接除盐水系统用于提供水源，联通器10上还设置有多根朝向各个方向延伸的连接管11，每一连接管11上设置有主针型阀12，连接管11的公称直径优选为DN12；

多个转接头20分别可拆卸密封安装在液位计30的底部，每一转接头20均通过注水管40连接连接管11，注水管40上还设置有支管针型阀41和分接头50，分接头50设置在主针型阀12和支管针型阀41之间，且每一分接头50至少留有一个分水口42对空，用于实现对任何一个液位计30的单独液位调节。优选的，每一连接管11通过分接头50至少连接有一根注水管40。

所述试验装置还包括通过任一分接头50连通联通器10的透明软管(未示出)，透明软管固定到就地标尺上，通过就地标尺可测量液位高度。可以理解的是，所述试验装置只需留一个分接头用于连接透明软管即可。

需要说明的是，本实施例中，每个分接头50可连接1-3个注水管40，在试验过程中，根据需要交叉比对的液位计数量确定注水管40和分接头50的数量，并在每条注水管40上安装独立的支管针型阀41，在每条连接管11上安装独立的主针型阀12，通过分接头50上留有的分水口42，即可实现对任何一个液位计的单独液位调节。

进一步地，结合图2所示，转接头20包括注水接头21、圆台形密封环22和紧固螺母23；

结合图3所示，注水接头21包括底座211和呈环状凸起设置在底座211上的连接部212，底座211的侧壁上连接有注水管40，连接部212的内壁呈倒圆台设置；

圆台形密封环22的外形轮廓与连接部212的内壁相匹配，其套设在连接部212的内壁和液位计30之间，用于密封连接注水接头21和液位计30；

紧固螺母23套设在连接部212外并与其螺纹连接，通过旋紧紧固螺母23，将注水接头21与圆台形密封环22压紧，实现转接头20与液位计30的密封连接，巧妙地解决了液位计表面光滑，不易于形变带来的密封问题和承压问题。另外，通过紧固螺母23的可拆卸螺纹连接，方便转接头的安装和拆卸，操作简单。

在实际应用中，由于液位计旁边有感应器的阻挡，液位计可以紧固的位置只有32mm，紧固螺母23的厚度优选为32mm，可以刚好套在液位计上，不与感应管碰撞；由于液位计靠近墙角，且液位计底部离地面只有45mm高的空间，注水接头21的整体高度优选为44mm，可以放好放进液位计底部，结合注水接头的结构设计，巧妙地解决了液位计底部安装空间受限的问题。

进一步地，联通器10呈圆柱体状，联通器10的周向侧壁朝向各个方向延伸设置有连接管11，且联通器10的顶部还连接有进水管道13，用于连接除盐水储存和分配系统的水源，进水管道13上设置有用于调节进水流量的进水总阀14；联通器10的底部还连接有排水管道15，排水管道15可以连接排水管，以将水排至周围的地坑，排水管道15上设置有用于控制排水的排水总阀16。优选地，进水总阀14和排水总阀16均为球阀，进水管道13和排水管道15的公称直径均选用DN25，实现试验装置的快速充排水功能。

本实施例中，联通器10、连接管11、主针型阀12、转接头20、分接头50和支管针型阀41均采用不锈钢材质，而注水管40采用PVC塑料管，具有重量轻，便于大量携带的优点；且各个部件的连接均采用卡套式连接，使用方便，同时具备良好的承压能力和密封性，能够满足试验需求。

进一步地，本实施例还提供上述试验装置的试验方法，包括以下步骤：

S1、完成所述试验装置的安装，并将液位计按量程划分为多个测量点；

具体的，步骤S1包括：

S11、确认液位计30安装完成，现场具备试验条件；

S12、确认除盐水储存和分配系统的水源可用；

S13、确认液位计30顶部排气孔已打开；

S14、在液位计30底部安装转接头20，并通过注水管40将每一转接头20连接到联通器10上；

S15、确认试验装置上的阀门在线正确，包括进水总阀14和排水总阀16关闭，其他阀门打开；

S16、选择一分接头50连接一根透明管，并将透明管固定到就地标尺上，通过标尺测量液位高度；

S17、将进水管道13连接至除盐水储存和分配系统。

S18、将液位计量程划分为多个测量点；本实施例中，所述多个测量点包括与液位计25％量程位置对应的第一测量点、与液位计50％量程位置对应的第二测量点、与液位计75％量程位置对应的第三测量点、与液位计的液位开关触发位置对应的第四测量点，以及与液位计满量程位置对应的第五测量点，该测量点的选取使得与液位计相关的控制逻辑和保护逻辑可以提前得到验证，提高了校验试验的一次成功率。

进一步地，所述试验方法在进入步骤S2之前还包括：

S20、在液位计30进水之前，比对各液位计在零水位的读数，记录试验结构，并判定液位计读数是否异常；若判定液位计读数合格，则进入步骤S2；若判定液位计读数异常，则对异常液位计进行问题处理或者对液位计安装高度进行调整，而后重新进入步骤S20，直至所有液位计在零水位的读数合格。

步骤S20完成之后进入步骤S2：

S2、将液位计从下到上依次充水至每一测量点，并在充水至每一测量点后，按照验收准则判定各液位计读数是否异常；

若判定液位计读数合格，则将液位计继续充水至下一测量点，直至液位计在每一测量点的读数符合验收准则后转入步骤S3；

若判定液位计读数异常,则关闭除异常液位计对应连接的针型阀外的其他针型阀，通过与异常液位计对应连接的分接头预留的分水口将异常液位计单独排空，处理异常液位计问题；而后将异常液位计与其他液位计连通，并重新充水至当前测量点，直至液位计在当前测量点的读数合格后，将液位计继续充水至下一测量点；

具体的，步骤S2包括：

S201、打开进水总阀14，缓慢调节进水速度；

S202、确认各转接头20有无漏水现象，液位计30是否注水正常；若发现有漏水现象，则关闭进水总阀14、主针型阀12和支管针型阀41，以停止注水，并通过漏水的转接头对应连接的支管针型阀41和分接头50上预留的分水口，将漏水位置排空，处理漏水问题；

S203、重新连通试验装置，继续充水至液位计的25％量程位置，关闭进水总阀14，待各液位计30的读数稳定后，按照验收准则判定各液位计读数是否异常，记录试验结果；

若判定液位计读数合格，则进入下一步骤；

若判定液位计读数异常，则关闭进水总阀14停止充水，并关闭主针型阀12和除异常液位计外其他注水管40上的支管针型阀41，通过打开与异常液位计对应连接的分接头50的预留分水口将异常液位计单独排空，处理液位计问题；异常液位计的问题处理后，关闭分水口，重新连通试验装置，继续充水，并重新比对各液位计25％量程位置的读数，直至各液位计在25％量程位置的读数合格后，进入下一步骤；

S204、继续充水至液位计50％量程位置，关闭进水总阀14，待各液位计30的读数稳定后，按照验收准则判定各液位计读数是否异常，记录试验结果；

若判定液位计读数合格，则进入下一步骤；

若判定液位计读数异常，则按照步骤S203将异常液位计单独排空，处理液位计问题；异常液位计的问题处理后，重新充水比对各液位计50％量程位置的读数，直至各液位计在50％量程位置的读数合格后，进入下一步骤；

S205、继续充水至液位计75％量程位置，关闭进水总阀14，待各液位计30的读数稳定后，按照验收准则判定各液位计读数是否异常，记录试验结果；

若判定液位计读数合格，则进入下一步骤；

若判定液位计读数异常，则按照步骤S203将异常液位计单独排空，处理液位计问题；问题处理后，重新充水比对各液位计75％量程位置的读数，直至各液位计在50％量程位置的读数合格后，进入下一步骤；

S206、继续充水，液位计的液位到达液位开关触发位置，确认各液位开关能否正常触发，送出相应的保护信号；

需要说明的是，液位开关是指液位计输出“0”或“1”两种信号，当液位达到设定的液位开关触发位置时，液位开关就会输出“1”信号至控制系统，触发相应的保护动作；当液位恢复正常值时，输出信号就会变为“0”。保护信号是指：触发水池自动补水，自动隔离泄露，水位过高时自动停止补水，以维持目标液位的联动信号，保护信号送往高安全级的控制系统；

若液位计的液位开关正常触发，则进入下一步骤；

若液位计的液位开关触发异常，则按照步骤S203将异常液位计单独排空，处理液位计问题；问题处理后，重新充水确认各液位计的液位开关能否正常触发，直至各液位计的液位计开关都能正常触发后，进入下一步骤；

S207、继续充水至液位计满量程位置，关闭进水总阀14，待各液位计30的读数稳定后，按照验收准则判定各液位计读数是否异常，记录试验结果；

若判定液位计读数合格，则进入步骤S3；

若判定液位计读数异常，则按照步骤S203将异常液位计单独排空，处理液位计问题；问题处理后，重新充水比对各液位计满量程位置的读数，直至各液位计在满量程位置的读数合格后，进入步骤S3。

进一步地，步骤S2在进入步骤S3之前还包括：

S30、关闭进水总阀14，打开联通器10底部的排水总阀16，将各液位计30同步缓慢排水，在各液位计的液位下降至液位开关触发位置时，再次校验液位开关的下行触发值，并记录试验结果。

步骤S30完成之后进入步骤S3：拆除所述试验装置，恢复现场；

具体的，步骤S3包括：

S31、关闭除盐水储存和分配系统的水源阀；

S32、打开联通器10底部的排水总阀16，将液位计30内部的水排出；

S33、打开联通器顶部的进水总阀14，拆开进水管道13和除盐水储存和分配系统水源接头，排出进水管道13内残水；

S34、断开各注水管40与联通器10的连接，排出液位计内部残水；

S35、拆除各液位计底部的转接头20，恢复现场。

进一步地，所述验收准则的判定方法为：判定每一所述液位计与就地标尺的读数偏差是否大于所述液位计与就地标尺之间的不确定度；当读数偏差大于所述不确定度时，所述液位计读数异常，否则，判定所述液位计读数正常。

具体的，当液位计与就地标尺比对时，液位计与就地标尺之间的不确定度U_{cross-calibration}按照公式(1)进行计算：

公式(1)中，U_reading为就地标尺引入的误差，其包括读数误差和标尺按照误差两部分，综合考虑，由就地标尺引入的最大误差为3cm；

液位计引入的误差U_{global_channel2}需综合考虑液位计本体误差、仪控系统中信号转换器、信号放大器、模拟量生成模块、以及二层控制系统产生的信号误差，其均可通过相关技术文件计算得出，本实施例不再赘述。

综上所述，本发明基于联通器原理，提出了一种PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法，其具有以下有益效果：

(1)PTR水池的液位计可以在开盖冷试之前调试完成，无需等待水池具备进水条件，也无需占用水池作业窗口和开盖冷试试验窗口，由于液位计提前可用，大部分试验可以搭车进行，可以大幅缩短PTR系统的调试工期；

(2)由于液位计要求可用的时间较早，此时水池内大部分设备还未正式安装完成，具有较高的跑水风险。而本发明提供的试验方法由于可以提前验证跳泵的保护信号，执行PTR水池补水、排水、传水试验时，可以减少“不能自动停泵”带来的设备损坏的风险和跑水风险，提高了PTR试验的一次成功率；

(3)本发明提供的试验装置及其试验方法，可以减少大量的除盐水消耗，节约清理水池和执行试验的人力成本，同时减少PTR试验的占用时间，具备较强的推广价值。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种核电站PTR水池液位计校验试验装置，其特征在于，包括:

联通器(10),连接除盐水系统用于提供水源，所述联通器(10)上设置有多根连接管(11)，每一所述连接管(11)上设置有主针型阀(12)；

多个转接头(20)，分别可拆卸密封安装在液位计(30)底部，每一所述转接头(20)通过注水管(40)连接所述连接管(11)，所述注水管(40)上还设置有支管针型阀(41)和分接头(50)，所述分接头(50)设置在所述主针型阀(12)和支管针型阀(41)之间，且每一所述分接头(50)至少留有一个分水口对空，用于实现对每一所述液位计(30)的单独液位调节，每一所述连接管(11)通过所述分接头(50)至少连接有一根所述注水管(40)；

透明软管，通过任一所述分接头(50)连通所述联通器(10)，所述透明软管固定在就地标尺上，用于测量液位高度。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述转接头(20)包括：

注水接头(21)，其包括底座(211)和呈环状凸起设置在所述底座(211)上的连接部(212)，所述底座(211)的侧壁上连接有所述注水管(40)，所述连接部(212)的开口呈倒圆台形设置；

圆台形密封环(22)，套设在所述连接部(212)和液位计(30)之间，用于密封连接所述注水接头(21)和液位计(30)；

紧固螺母(23)，套设在所述连接部(212)外并与其螺纹连接，用于将所述注水接头(21)紧固在液位计(30)底部。

3.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述联通器(10)的顶部连接有连通除盐水系统的进水管道(13)，所述进水管道(13)上设置有用于调节进水量的进水总阀(14)。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述联通器(10)的底部连接有延伸至地坑的排水管道(15)，所述排水管道(15)上设置有用于控制排水的排水总阀(16)。

5.一种核电站PTR水池液位计校验试验方法，使用如权利要求1-4任一项所述的试验装置，其特征在于，包括步骤：

S1、完成所述试验装置的安装，并将液位计按量程划分为多个测量点；

S2、将所述液位计从下到上依次充水至每一测量点，并在充水至每一测量点后，按照验收准则判定各液位计读数是否异常；

若判定液位计读数合格，则将液位计继续充水至下一测量点，直至液位计在每一测量点的读数符合验收准则后转入步骤S3；

若判定液位计读数异常,则停止充水，关闭主针型阀和除异常液位计所连接的支管针型阀外的其他支管针型阀，打开异常液位计所连接的分接头的预留分水口将异常液位计单独排空，处理液位计问题；而后重新连通所述试验装置，继续充水，并重新比对液位计在当前测量点的读数，直至所述液位计在当前测量点的读数合格后，将液位计继续充水至下一测量点；

S3、拆除所述试验装置，恢复现场。

6.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，所述验收准则的判定方法为：

判定每一所述液位计与就地标尺的读数偏差是否大于所述液位计与就地标尺之间的不确定度；当读数偏差大于所述不确定度时，所述液位计读数异常，否则，判定所述液位计读数正常。

7.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，步骤S1在进入步骤S2之前还包括：

S20、在所述液位计进水之前，比对各液位计在零水位的读数，判定液位计读数是否异常；若判定液位计读数合格，则进入步骤S2；若判定液位计读数异常，则对异常液位计进行处理，而后重新进入步骤S20，直至所有液位计在零水位的读数合格。

8.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，步骤S2在进入步骤S3之前还包括：

S30、打开联通器底部的排水总阀，将所述液位计同步缓慢排水，在所述液位计的液位下降至液位开关触发位置时，再次校验液位开关的下行触发值，并记录试验结果。

9.根据权利要求5所述的试验方法，其特征在于，所述多个测量点包括与所述液位计25％量程位置对应的第一测量点、与所述液位计50％量程位置对应的第二测量点、与所述液位计75％量程位置对应的第三测量点、与所述液位计的液位开关触发位置对应的第四测量点，以及与所述液位计满量程位置对应的第五测量点。

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