DE3139231A1

DE3139231A1 - Verfahren zur ermittlung des abstandes zwischen der temperatur einer in einem geschlossenen system stroemenden, erhitzten und unter druck stehenden fluessigkeit und deren saettigungstemperatur

Info

Publication number: DE3139231A1
Application number: DE19813139231
Authority: DE
Inventors: Bobby L. 6909 Walldorf Day
Original assignee: Brown Boveri Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1983-04-28
Also published as: KR840001714A; CA1188808A; ES516117A0; EP0076613A2; EP0076613B1; ES8306875A1; EP0076613A3; JPS58135431A

Description

BROWiT BOVERI REAKTOR GmbH Mannheim, den 30.9-1981

Heppenheimer Str. 27-29 SG 151.20 - 117/81

6800 Mannheim 31

Verfahren zur Ermittlung des Abstandes zwischen der Temperatur einer in einem geschlossenen System strömenden, erhitzten und unter Druck stehenden Flüssigkeit und deren Sättigungstemperatur.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Abstandes zwischen der Temperatur einer in einem geschlossenen System strömenden, erhitzten und unter Druck stehenden Flüssigkeit und deren Sättigungstemperatur, insbesondere bei einer wassergekühlten Kernreaktoranlage mit Temperatur- und Differenzdruckmessungen, die mit einer Sättigungskurve in Beziehung gesetzt werden.

Die Sättigung in derartigen Flüssigkeiten stellt sich bei bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen ein. Es gibt viele Anwendungsbeispiele, wo es erforderlich ist, über die Sättigungstemperatur bzw. den. Abstand zur Sättigungstemperatur genau Bescheid zu wissen. Ein solches Anwendungsbeispiel ist das Primärkühlsystem einer Druckwasserreaktoranlage, und zwar insbesondere beim Auftreten von Störungen, das einen Druck von ca. 160 bar und eine Temperatur von ca. 300 C aufweist.

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Müssen wie bei diesem Beispiel Temperaturmeßgeräte für einen Bereich von 150 ⁰C - 360 ⁰C und Druckraeßgeräte für einen Bereich von 10 - 175 "bar eingesetzt werden, so ist es aufgrund dieser großen Bandbreiten schwierig, die erforderlichen, präzisen Druck- und Temperaturwerte zu bestimmen.

Es ist allgemein bekannt, den Abstand zur Sättigungstemperatur auf folgende Weise zu vermitteln. Der Druck der Flüssigkeit wird gemessen und auf der Basis einer Sättigungskurve elektronisch oder digital in die zugehörige Sättigungstemperatur umgewandelt. Darauf wird die Temperatur der Flüssigkeit gemessen und der Differenzwert zwischen der Sättigungstemperatur und der Temperatur der Flüssigkeit gebildet.

Aufgrund der großen Bandbreiten der Meßeinrichtungen und der Kombination der Meßarten, Druck und Temperatur untereinander, addieren sich die Fehlergrößen, so daß eine zuverlässige Aussage über den Temperaturabstand zur Sättigungstemperatur nicht möglich ist.

Die Erfindung macht sich daher zur Aufgabe ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das präzisere Meßwerte liefert.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Temperatur der Flüssigkeit gemessen und von diesem Temperaturwert unter Verwendung einer Sättigungskurve der zugehörige Sättigungsdruck abgeleitet wird* daß diesem Sättigungsdruckwert der Druckabstandswert zwischen dem Flüssigkeitsdruck und dem zugehörigen Sättigungsdruck zuaddiert xfird, daß unter Verwendung der Sättigungskurve die der Summe dieser Druckwerte entsprechende Sättigungstemperatur gebildet wird, und daß die Differenz zwischen dieser Sättigungstemperatur und der Flüssigkeitstemperatur in bekannter ¥eise den Abstand zur Sättigungstempe- ratur darstellt.

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Mit der vorgeschlagenen Kombination der Meßschritte findet keine direkte Addition der einzelnen Fehlergrößen statt, da aufgrund des konstanten Druckabstandswertes eine Ungenauigkeit bei der Temperaturmessung ohne Einfluß bleibt. Die Ungenauigkeit aus der Druckabstandsmessung ist wesentlich geringer, da sie^kleinere Bandbreite aufweist als eine Druckmessung der Flüssigkeit.

Anhand von Schaubildern der Fig. 1 - 3 und einem Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 das Verfahren nach dem Stand der Technik und die Pig. 2 bis 4 das neue Verfahren.

Mit dem Schaubild nach der Fig. 1 wird das Verfahren nach dem Stand der Technik und die dabei auftretende Fehlergrößenaddierung erläutert. Eine Druckmessung bei der zu überwachenden Flüssigkeit ergibt den Druckwert 1. Von diesem Druckwert wird, durch die Linie 2 und Pfeil 3 verdeutlicht, die zugshörige Sättigungstemperatur 4 abgebildet. Dazu wird die für die Flüssigkeit bekannte Sättigungskurve 5 verwendet, von derem Schnittpunkt mit der Linie 2 die Linie 6 in Pfleilrichtung 7 wegführt. Tritt bei der Druckmessung eine Ungenauigkeit auf, die zu einem Druckwert 8 führt, so bringt dies eine durch die Linien 2a, 6a verdeutlichte und durch das Maß "a" dargestellte Ungenauigkeit bei der Sättigungstemperatur 4· Die Temperaturmessung der Flüssigkeit ergibt einmal den Temperaturwert 9 und einmal den Temperaturwert 10. Die Ungenauigkeiten aus Druckund Temperaturmessung addieren sich und führen zu einem Sättigungstemperaturabstandswert, der sowohl die Größenordnung 11 als auch 12 haben kann. In der Praxis bedeutet dies bei den eingangs genannten Bandbreiten der Temperatur- und Druckmeßgeräte in ungünstigen Fällen Ungenauigkeiten der Größenordnung von 25 ⁰C bei der Sättigungstemperatur.

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Die Fig. 2 zeigt das neue Verfahren zur präziseren Bestimmung des Temperaturabstandes zur Sättigungstemperatur. Das Yerfahren läuft dabei in folgenden Schritten ab.

A. Die Temperatur der Flüssigkeit wird gemessen und von diesem Temperaturwert 13 aus unter Verwendung der Sättigungskurve 5 der zugehörige Sättigungsdruck 14 abgeleitet. Symbolisiert wird dieser Schritt durch die Linie 18 mit dem Pfeil 19 und durch die Linie 20 mit dem Pfeil 21.

B. Diesem Sättigungsdruckwert wird der Druckabstandswert 15 zwischen dem Flüssigkeitsdruck und dem zugehörigen Sättigungsdruck zuaddiert.

C. Unter Verwendung der Sättigungskurve 5 wird die der Summe dieser Druckwerte 14 und 15 entsprechende Sättigungstemperatur 16 gebildet:. Die Linie 22 und 24 mit den Pfeilen 23 und 25 verdeutlichen diesen Schritt.

Do Die Differenz zwischen dieser Sättigungsteraperatur 16 und dem Temperaturwert 13 der Flüssigkeit stellt in bekannter Weise den Temperaturabstand 17 zur Sättigungsteraperatur 16 dar.

Anhand der Fig. 3 wird erläutert, warum bei den vorgeschlagenen Verfahrensschritten der Einfluß aus Ungenau igkeiten bei der Temperaturmessung weitgehend ausgeschaltet wird. Wird der Temperaturmeßwert 13 aufgrund einer ungenauen Meßeinrichtung als Temperaturmeßwert 13a zu niedrig angegeben, so wird der daraus abgeleitete zugehörige Sättigungsdruck 14a zwar ebenfalls niedriger ausfallen. Da aber der Druckabstandswert 15 ein konstanter Wert ist, bringt die Herleitung der Sättigungstemperatur 16 aus der Summe von Sättigungsdruck 14a und Druckabstandswert 15 nur eine vernachlässigbar kleine Änderung im Temperaturabstand 17, die sich aus dem nicht linearen Verlauf der Sättigungskurve ergibt. Der von den Linien 18a und 24a eingeschlossene Temperaturabstand 17a ist also gleich dem von den Linien 18 und 24 eingeschlossenen Temperaturabstand 17.

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Als einzige erwähnenswerte Ungenauigkeit verbleibt der aus der Pig. 4 zu ersehende Einfluß aus dem Druckabstandswert 15· Der Druckabstandswert erstreckt sich über einen wesentlich geringeren Bereich als der Flüssigkeitsdruck. Demzufolge ist die Bandbreite der hierfür erforderlichen Meßeinrichtungen an den jeweiligen Bereich angepaßt. Die ITngenauigkeit ist daher für den Druckabstandswert 15 wesentlich geringer als diejenige für den Flüssigkeitsdruck nach Fig. 1.

Der in der Fig. 4 dargestellte Abstand zwischen den Linien 24 und 24b symbolisiert diese kleinere Ungenauigkeit gegenüber dem ebenfalls aus der Druckmessung resultierenden Abstand "a" gem. der Fig. 1. In der Praxis ist die Ungenauigkeit nach der Fig. 4 ca. zwanzig mal geringer als diejenige aus der Fig. 1.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es also gelungen, den Temperaturabstandswert zur Sättigungstemperatur wesentlich präziser darzustellen. Die Ungenauigkeit aus der Temperaturmessung wurde ausgeschaltet und die Ungenauigkeit aus der Druckmessung um den Faktor zwanzig reduziert. Der Temperaturabstandswert 17 kann damit als zuverlässiges Parameter zur Überwachung einer Anlage eingesetzt werden, bei der Flüssigkeiten mit hoher Temperatur und hohen Drücken zirkulieren.

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Claims

oio6 3133231

30.9.1981 - iT - SG 151.20 - 117/81

Patentanspruch

Verfahren zur Ermittlung des Abstandes zwischen der Temperatur einer in einem geschlossenen System strömenden, erhitzten und unter Druck stehenden Flüssigkeit und deren Sättigungstemperatur insbesondere bei einer wassergekühlten Kernreaktoranlage mit Temperatur- und Differenzdruckmessungen, die mit einer Sättigungskurve in Beziehung gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Flüssigkeit gemessen und von diesem Temperaturwert unter Verwendung einer Sättigungskurve der zugehörige Sättigungsdruck abgeleitet wird, daß diesem Sättigungsdruckwert der Druckabstandswert zwischen dem Flüssigkeitsdruck und dem zugehörigen Sättigungsdruck zuaddiert wird, daß unter Verwendung der Sättigungskurve die der Summe dieser Druckwerte entsprechende Sättigungstemperatur gebildet wird und daß die Differenz zwischen dieser Sättigungstemperatur und der Flüssigkeitstemperatur in bekannter Weise den Abstand zur Sättigungstemperatur darstellt.