DD289333A5 - METHOD AND ARRANGEMENT FOR MONITORING LEVELS OF HYDROSTATIC HEIGHT LEVEL MEASUREMENT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur UEberwachung von Pegelgefaeszen der hydrostatischen Hoehenstandsmessung nach dem Differenzdruckmeszverfahren. Mit Hilfe von einer bzw. mehreren Leitfaehigkeitsmeszsonden und einer Temperaturmeszstelle wird die Vergleichssaeule der Hoehenstandsmeszeinrichtung staendig ueberwacht, um dadurch eine Korrektur des Hoehenstandsmeszwertes zu realisieren. Der bzw. den Leitfaehigkeitsmeszsonde(n) kommt hierbei die Aufgabe zu, Abweichungen vom definierten Hoehenstand der Vergleichssaeule festzustellen bzw., bei Einsatz mehrerer Sonden, den Fehler aufgrund dieser Abweichungen und den Dampfgehalt in der Vergleichssaeule zu bestimmen. Die Temperaturmeszstelle in der Vergleichssaeule zeigt Abweichungen von der Kalibrierungstemperatur und damit von der Kalibrierungsdichte in der Vergleichssaeule an.{Kernkraftwerk; Druckbehaelter; Hoehenstandsmessung; Pegelgefaesze; Differenzdruckmessung; Rechnerkopplung}The invention relates to a method and an arrangement for monitoring level vessels of the hydrostatic height measurement according to the Differenzdruckmeszverfahren. With the help of one or more conductivity probes and a temperature measuring point, the comparative column of the height measuring device is constantly monitored, thereby realizing a correction of the height value mesz value. The Leitmöglichigkeitsmeszsonde (s) comes here the task to determine deviations from the defined height of the comparative column or, when using multiple probes, to determine the error due to these deviations and the vapor content in the comparative column. The temperature measurement point in the comparative column shows deviations from the calibration temperature and thus from the calibration density in the comparative column. {Nuclear power plant; Pressure vessel; Height level measurement; Pegelgefaesze; Differential pressure measurement; Computer link}
Description
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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung von Pegelgefäßen, wie sie bei der hydrostatischen Höhenstandsmessung nach dem Differenzdruckverfahren zum Einsatz kommen. Insbesondere für Druckbehälter mit Zweiphasengemischen (Wasser/Dampf), in denen es während des Betriebes zu starken Parameterschwankungen kommen kann und das Einhalten eines vorgegebenen Füllstandes im Behälter mit hoher Genauigkeit sicherheits- und verfügbarkeitsrelevante Bedeutung für den Betrieb der gesamten Anlage hat.The invention relates to a method and an arrangement for monitoring level vessels, as used in hydrostatic level measurement according to the differential pressure method. In particular, for pressure vessels with two-phase mixtures (water / steam), in which it can come during operation to strong parameter fluctuations and compliance with a predetermined level in the container with high accuracy safety and availability relevant importance for the operation of the entire system has.
Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art
Die im folgenden beschriebenen Pegelgefäße kommen bei der Höhenstandsmessung nach dem hydrostatischen Prinzip zur Anwendung. Das Prinzip beruht auf der Differenzdruckmessung zwischen dem hydrostatischen Druck zweier Flüssigkeitssäulen, wobei eine Säule als Vergleichssäule dient und die andere durch den zu messenden Höhenstand im Behälter gebildet wird. Breite Anwendung findet dieses Verfahren bei Dampferzeugern in Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktoren. Der vorschriftsmäßige Betrieb der Dampferzeuger in Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktoren ist für die ökonomische und arlagenschonende Fahrweise der Kernkraftwerksblöcke sowie zur Verhinderung und Beherrschung von Störfällen von großer Bedeu'ung. Eine sicherheits- und verfügbarkeitsrelevante Meßgröße am Dampferzeuger ist der Höhenstand. Voraussetzung für die hydrostatische Höhenstandsmessung in Behältern mit Wasser-Dampfgemischen ist eine ständige Kondensatbildung im Pegelgefäß, daß heißt, ein Sieden des Wassers im Behälter. Dabei wird im Pegelgefäß durch den kondensieienden Dampf ein annähernd konstantes Höhenstandsniveau der Vergleichssäule gehalten. Die Gestaltung ist in zwei Formen, als Ein- und Zweikammerpegelgefäß, möglich.The level vessels described below are used for level measurement according to the hydrostatic principle. The principle is based on the differential pressure measurement between the hydrostatic pressure of two liquid columns, one column serves as a reference column and the other is formed by the measured height in the container. This process is widely used in steam generators in nuclear power plants with pressurized water reactors. The proper operation of the steam generators in nuclear power plants with pressurized water reactors is of great importance for the economic and species-preserving operation of the nuclear power plant blocks as well as for the prevention and control of incidents. A safety and availability relevant measure on the steam generator is the ride height. Prerequisite for the hydrostatic level measurement in containers with water-vapor mixtures is a constant condensation in the level vessel, that is, boiling of the water in the container. In this case, an approximately constant height level of the reference column is held in the level vessel by the condensing vapor. The design is possible in two forms, as a one- and two-chamber level vessel.
Zur Bestimmung des Massenhöhenstandes im Druckbehälter werden in der Praxis die Anzeigegeräte auf Nennbetriebsparameter kalibriert. Treten während des Prozesses Abweichungen bzw. Änderungen von Nennbetriebsparametern auf, sind Fehlanzeigen des Meßsystems die Folge. Es sind folgende Einflußgrößen bei der Fehlerbetrachtung zu beachten:To determine the mass level in the pressure vessel in practice, the display devices are calibrated to nominal operating parameters. If deviations or changes in rated operating parameters occur during the process, this will result in faulty displays of the measuring system. The following factors are to be considered when considering the error:
- Fehler infolge von Dichteänderungen in den Impulsleitungen, speziell in der Vergleichssäule durch Dampfbildung.- Error due to density changes in the impulse lines, especially in the reference column due to vapor formation.
- Fehler infolge der Änderung dss Bezugsniveaus im Pegelgefäß.- Error due to the change in the reference level in the level vessel.
- Fehler infolge Parameteränderung gegenüber den Nennbetriebsparametern.- Error due to parameter change compared to rated operating parameters.
- Fehler infolge des Dampfgehaltes im Druckbehälter.- Error due to the vapor content in the pressure vessel.
Es ist kein technisches Verfahren bekannt, das es ermöglicht, die beschriebenen Fehlerursachen zu erfassen und on-line den Meßfehler der Höhenstandsmessung zu korrigieren.There is no known technical method that makes it possible to detect the causes of faults described and to correct on-line the measurement error of the height measurement.
In DE 3541613 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem zusätzlich zu der Differenzdruckmessung über eine Temperaturmessung und eine Durchsatzmengenmessung auf den Höhenstand geschlossen werden soll. Aussagen über die Änderung der Dichte in der Vergleichssäule aufgrund auftretender Dampfbildung oder Aussagen über den Meßfehler aufgrund einer Verringerung des Bezugshöhenstandes sind nicht möglich.In DE 3541613 a method is described in which, in addition to the differential pressure measurement via a temperature measurement and a flow rate measurement, the ride height is to be concluded. Statements about the change in density in the reference column due to the formation of vapor or statements about the measurement error due to a reduction of the reference level are not possible.
Es existieren in der Praxis Bestrebungen, durch aufwendige konstruktive Änderungen den aufgezeigten Mängeln der hydrostatischen Höhenstandsmessung zu begegnen, bisher ohne durchgreifenden Erfolg.There are in practice efforts to address by elaborate structural changes to the identified shortcomings of the hydrostatic ride height measurement, so far without radical success.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, die Bedingungen für einen ökonomischen und anlagenschonenden Betrieb der Kernkraftwerksblöcke zu verbessern.The aim of the invention is to improve the conditions for economical and plant-friendly operation of the nuclear power plant blocks.
-2- 289 333 Darlegung des Wesen« der Erfindung-2- 289 333 Explanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung Ist es, zu jedem Zeitpunkt die Parameter Dampfgehalt, Dichte und Temperatur sowie den Bezugshöhenstand In der Vergleichssäulezu erfassen, um nach eventuellen Parameterschwankungen im Druckbehälter, die auf das Meßsystem ebenfalls Einfluß haben könnten, den angezeigten Höhenstand entsprechend zu korrigieren bzw. die Funktionsfähigkeit des Meßsystems festzustellen.It is the object to detect at any time the parameters of vapor content, density and temperature as well as the reference level In the comparison column in order to correct the indicated level of height according to possible parameter fluctuations in the pressure vessel, which could also influence the measuring system of the measuring system.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß zur Erfassung des Vergleichshöhenstandes eine Leitfähigkeitsmeßsonde in der Weise eingebracht wird, daß es möglich ist, Abweichungen des Sollhöhenstandes in der Vergleichssäule in einem bestimmten Toleranzberoich mit dieser Sonde zu ermitteln und über eine Auswerteeinheit die Relevanz des angezeigten Höhenstandswertes zu ermitteln. Der Toleranzbereich ist durch die Fehlergrenze festgelegt. Es ist ebenfalls möglich, mit dieser Sonde eventuelle Siedeerscheinungen in der Vergleichssäule und die Wiederauffüllzeit festzustellen. Die Wiederauffüllzeit entspricht der Zeit, die das Meßsystem auf Grund des Höhenstandsverlustes in der Vergleichssäule nicht ainsatzbereit ist. Durch das Einbringen mehrerer Sonden wird es möglich, den Anzeigefehler aufgrund der Abweichung des Bezugshöhenstandes in der Vergleichssäule vom Sollhöhenstand, eindeutig zu bestimmen. Ebenfalls kann so der Dampfgehalt in der Vergleichssäule und damit die Änderung der Dichte infolge Dampfbildung ermittelt werden.According to the invention, this is achieved by introducing a conductivity measuring probe in such a way that it is possible to determine deviations of the nominal height level in the reference column in a specific tolerance range with this probe and to determine the relevance of the displayed level value value via an evaluation unit , The tolerance range is determined by the error limit. It is also possible with this probe to detect any boiling phenomena in the reference column and the refilling time. The refill time corresponds to the time that the measuring system is not ready for use due to the loss of height in the reference column. By introducing a plurality of probes, it becomes possible to unambiguously determine the display error due to the deviation of the reference level in the reference column from the target level. It is also possible to determine the vapor content in the reference column and thus the change in density due to vapor formation.
Zusätzlich zu dieser Meßstelle mit Leitfähigkeitssonde ermöglicht eine Temperaturmessung in der Vergleichssäule genaue Rückschlüsse auf die für diese Höhenstandsmessung wichtige Dichte der Flüssigkeit.In addition to this measuring point with conductivity probe, a temperature measurement in the comparison column allows accurate conclusions about the important for this level measurement density of the liquid.
Eine angeschlossene Recheneinheit erfaßt und verarbeitet die so gewonnenen Informationen on-line, so daß es möglich wird, zu jeder Zeit den angezeigten Höhenstand zu korrigieren bzw. die Einsatzbereitschaft des Systems nachzuweisen. Auf diese Weise können die oben beschriebenen und bei der hydrostatischen Höhenstandsmessung häufig auftretenden Fehler weitestgehend eliminiert werden.A connected arithmetic unit detects and processes the information thus obtained on-line, so that it is possible at any time to correct the displayed altitude or prove the operational readiness of the system. In this way, the errors described above and frequently occurring in the hydrostatic level measurement can be largely eliminated.
Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigtThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. It shows
Fig. 1: Die Meßanordnung zur Höhenstandsmessung auf der Grundlage einer Differenzdruckmessung unter Einsatz eines Zweikammerpegelgefäßes und die Lage der Meßstellen zur Überwachung der Vergleichssäule.Fig. 1: The measuring arrangement for height measurement on the basis of a differential pressure measurement using a two-chamber level vessel and the location of the measuring points for monitoring the reference column.
Durch Vergleich des Hydrostatischen Druckes im Druckbehälter (1) mit dem durch die Lage des Zweikammerpegelgefäßes (2) festgelegten hydrostatischen Druck in der Vergleichssäule (3) wird ein Differenzdruck ermittelt. Der jeweilige Höhenstand läßt sich über die GleichungBy comparing the hydrostatic pressure in the pressure vessel (1) with the by the position of the two-chamber level vessel (2) fixed hydrostatic pressure in the reference column (3), a differential pressure is determined. The respective height level can be over the equation
. H (9, - 9") Δρ, H (9, - 9 ") Δρ
9i = (1 - <p) 9' + φ · 9"9i = (1 - <p) 9 '+ φ · 9 "
9, - Dichte in der Vergleichssäule 9, - Density in the reference column
hm - Massenhöhenstand im Behälterh m - mass level in the tank
H — Bezugshöhenstand in der VergleichssäuleH - reference level in the reference column
9' - Dichte Wasser bei Siedeparametern9 '- Density water at boiling parameters
9" - Dichte Dampf bei Siedeparametern9 "- Dense steam at boiling parameters
Δρ - gemessener DifferenzdruckΔρ - measured differential pressure
φ - Dampfgehalt in der Vergleichssäuleφ - vapor content in the reference column
g - Erdbeschleunigungg - gravitational acceleration
ermitteln. Eine genaue Ermittlung des Höhenstandes ist nur gewährleistet, wenn H den vorgegebenen Wert einhält und 9, bekanrt ist.determine. A precise determination of the height is only guaranteed if H complies with the specified value and 9, is bekanrt.
Diese Überwachung des Höhenstandes H in der Vergleichssäule wird durch eine Leitfähigkeitsmeßsonde (4) übernommen. Dazu wurde eine solche Sonde in der Weise in das Pegelgefäß eingebracht, daß die Spitze der Sonde bei gefüllter Vergleichssäule genau die Grenzfläche Wasser/Dampferfaßt bzw. geringfügig eintaucht. Die Eintauchtiefe der Sonde ist abhängig von der zulässigen Abweichung des Höhenstandes H zum Normhöhenstand in der Vergleichssäule. Sinkt der Höhenstand in der Vergleichssäule unter den vorgegebenen Wert, so wird das mit Hilfe dieser Sonde eindeutig erkannt. Mit Hilfe des Temperatursensors (5) kann on-line ständig die Dichte bestimmt und in der Berechnung des Höhenstandes berücksichtigt werden. Über einen Verstärker (7) werden alle Informationen einem Rechner (8) zugeführt und mit der entsprechenden Software kann die Höhenstandsanzeige bei jedem Betriebszustand korrigiert werden.This monitoring of the height H in the reference column is taken over by a conductivity measuring probe (4). For this purpose, such a probe was introduced into the level vessel in such a way that the tip of the probe with filled comparison column exactly the interface water / Dampferfaßt or slightly immersed. The immersion depth of the probe depends on the permissible deviation of the height H to the standard height in the reference column. If the level in the reference column falls below the specified value, this is clearly detected with the aid of this probe. With the help of the temperature sensor (5), the density can be determined on-line constantly and taken into account in the calculation of the ride height. Via an amplifier (7), all information is fed to a computer (8) and with the appropriate software, the level indicator can be corrected for each operating condition.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD33490589A DD289333A5 (en) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | METHOD AND ARRANGEMENT FOR MONITORING LEVELS OF HYDROSTATIC HEIGHT LEVEL MEASUREMENT |
Applications Claiming Priority (1)
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DD33490589A DD289333A5 (en) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | METHOD AND ARRANGEMENT FOR MONITORING LEVELS OF HYDROSTATIC HEIGHT LEVEL MEASUREMENT |
Publications (1)
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DD289333A5 true DD289333A5 (en) | 1991-04-25 |
Family
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Family Applications (1)
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DD33490589A DD289333A5 (en) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | METHOD AND ARRANGEMENT FOR MONITORING LEVELS OF HYDROSTATIC HEIGHT LEVEL MEASUREMENT |
Country Status (1)
Country | Link |
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DD (1) | DD289333A5 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10015764A1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-11 | Brita Gmbh | Device for measuring the volume of an electrically conductive liquid |
-
1989
- 1989-11-28 DD DD33490589A patent/DD289333A5/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10015764A1 (en) * | 2000-03-30 | 2001-10-11 | Brita Gmbh | Device for measuring the volume of an electrically conductive liquid |
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