FR2563904A1 - Procede pour une compensation de temperature d'un dispositif d'indication de position de barre, notamment pour un reacteur nucleaire - Google Patents

Procede pour une compensation de temperature d'un dispositif d'indication de position de barre, notamment pour un reacteur nucleaire Download PDF

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Abstract

DANS LE PROCEDE SELON L'INVENTION, ON CONTROLE EN 50 LA TEMPERATURE DE LA BARRE, ON OBTIENT EN 54 UNE REPRESENTATION ELECTRIQUE (VC) D'UNE CORRECTION DE DECALAGE PAR RAPPORT A UNE TEMPERATURE DE REFERENCE AINSI QU'UNE REPRESENTATION ELECTRIQUE D'UN FACTEURR DE CORRECTION DE VITESSE PAR RAPPORT A UNE TEMPERATURE DE REFERENCE ET ON CORRIGE LE SIGNAL DE SORTIE VS DU CAPTEUR 24 DE DETECTION DE POSITION DE BARRES EN FORMANT UNE REPRESENTATION ELECTRIQUE DU PRODUIT DU SIGNAL DE SORTIE DU CAPTEUR ET DU FACTEUR DE CORRECTION DE VITESSE PUIS EN AJOUTANT A CE PRODUIT LA CORRECTION DE DECALAGE PRECITEE. ON OBTIENT EN 62 UN SIGNAL DE SORTIE COMPENSE EN TEMPERATURE ET REPRESENTANT LA POSITION REELLE PRECISE DE LA BARRE.

Description

Procédé pour une compensation de température d'un dis-
positif d'indication de position de barre, notamment
pour un réacteur nucléaire.
L'invention est relative à un dispositif d'indica-
tion de-position pour un élément, tel qu'une barre, mobile dans une direction le long de son axe, et plus particulièrement à un procédé pour une compensation de
température, d'un dispositif d'indication de posi-
tion qui détermine la position relative d'une barre de
commande dans le coeur d'un réacteur nucléaire.
Le contrôle à distance de la position d'un élément allongé métallique mobile ayant un degré de liberté sur
son axe longitudinale est souvent nécessaire. Par exem-
ple, dans l'industrie nucléaire, des barres de commande sont relevées et descendues dans le coeur du réacteur
pour régler l'énergie produite par le réacteur nuclé-
aire. L'expression "barre de commande" couvre ici tout
organe situé dans le réacteur pour modifier la réacti-
vité du réacteur.
Pour les réacteurs à eau sous pression, il est de la plus haute importance de connaître la position
exacte de chacune des barres de commande. Des différen-
ces supérieures à 45 cm entre des barres voisines ont des effets négatifs sur la gestion du combustible. En outre, la connaissance de la position des barres par rapport à la puissance thermique donne une indication sur l'état du réacteur, donc sur le degré de combustion du combustible. Ainsi, des dispositifs extrêmement fiables de commande et de contrôle de position des barres de commande doivent être employés pour préserver
unétat de fonctionnement sûr et fiable du réacteur.
Un dispositif actuellement utilisé pour relever et descendre des barres de commande comporte un mécanisme électromécanique du type vérin qui utilise une série de bobines électriques pour introduire ou sortir chaque barre de commande pas-à-pas dans le réacteur. Un tel dispositif est décrit plus complètement dans le brevet
des E.U.A. n 3 158 766.
Dans un réacteur à eau sous pression, trois méca-
nismes sont généralement présents pour fournir une indi-
cation de la position des barres; un compteur de pas, un système mobile de cartographie de flux dans le coeur
et un dispositif de détection de position des barres.
Le compteur de pas fournit une mesure indirecte en comptant électriquement le nombre de pas mécaniques ordonnés par le dispositif de commande des barres. En tant que dispositif de mesure indirecte, il ne peut détecter des défauts mécaniques empêchant le mouvement
de barres lorsqu'il est commandé.
Le système mobile de cartographie de flux dans le coeur, lui, fournit une mesure directe de la position des barres de commande lorsqu'il est déplacé dans un fourreau proche de la barre concernée. Cependant, il
n'est utilisé dans ce sens que comme dispositif d'ap-
point à cause des problèmes d'usure mécanique et de
gêne pour l'opérateur liés à son utilisation continue.
Le dispositif d'indication de position de barres est le moyen principal de mesure directe de la position des barres bien qu'il mesure généralement la position 25639f04
des tiges de commande, puisque toute pénétration méca-
nique est interdite pour détecter la position relative
des barres de commande dans le coeur du réacteur.
Un certain nombre de détecteurs ont été utilisés dans le passé pour déterminer la position des tiges de commande. Dans un tel détecteur, un aimant permanent
se trouve en haut de la tige de commande pour l'accom-
pagner dans son mouvement dans la gaine de la tige de commande. Une série ou interrupteurs à lames souples et de résistances de précision associées sont disposés à l'extérieur de la gaine de tige de commande sur toute
sa longueur, les résistances étant reliées électrique-
ment entre elles en série. Le mouvement de la tige de commande, et donc de l'aimant, excite les contacts à lames lorsque le flux magnétique arrive à portée des contacts respectifs. L'actionnementd'un contact à lames court-circuite la résistance de précision associée. Une mesure de l'impédance des résistances en série donne
donc une indication de la position des barres. Un incon-
vénient de ce détecteur est qu'une quantité importante de flux magnétique est produite par le mécanisme qui soulève la barre, ce qui désorganise complètement les contacts à lames, donnant lieu à une valeur erronnée de l'indication de position. Par ailleurs, le champ
d'action du flux magnétique de l'aimant n'est pas par-
ticulièrement bien confiné, ce qui risque d'actionner accidentellement plusieurs contacts contigus en même temps, avec à nouveau pour conséquence une valeur erronnée. Dans un autre détecteur connu, un aimant permanent
est utilisé en haut de la tige de commande comme évo-
qué plus haut, mais les contacts à lames et les résis-
tances de précision sont remplacés par un fil conduc-
teur qui est appliqué étroitement le long du cÈté de la gaine. On fait passer dans le fil une forte impulsion de courant qui fait se tordre le fil sous l'action d'un force magnétomotrice dans la zone o le flux de
l'aimant traverse le fil. L'action de torsion se pro-
page en montant par le fil et induit une impulsion de tension dans un transducteur situé au bout du fil. Le délai entre le déclenchement de l'impulsion de courant dans le fil et l'apparition d'une impulsion de tension dans le transducteur correspond à la position de 1'aimant et donc de la barre de commande. Ce détecteur présente
plusieurs inconvénients. Des moyens mécaniques compli-
qués sont nécessaires pour amortir l'action de torsion
du fil afin d'éviter une oscillation continue de celle-
ci vers le haut et le bas du fil. De plus, comme l'im-
pulsion de tension produite par le transducteur est re-
lativement faible, elle doit être amplifiée par un en-
semble intermédiaire de composants électroniques placé nécessairement dans un milieu hostile de températures
extrêmement élevées et de champs de rayonnement, abou-
tissant à ume mise hors service rapide des composants
électroniques du détecteur.
Dans un autre détecteur connu, un long enroulement unique s'étend le long de la gaine de tige de commande et la position de la barre est mesurée en fonction des variations d'impédance dans l'enroulement lorsque la position de la tige de commande change à l'intérieur de la gaine de la tige. Cependant, la part relative à l'impédance dans la résistance de l'enroulement n'est pas totalement prévisible, ce qui réduit la fiabilité
de ce type de détecteur.
On connaît un détecteur analogiqe qui évite nombre des inconvénients précités. Ce détecteur comporte une
série de bobinages enroulés, en couches, disposés con-
centriquement en pile et supportés par un bâti tubu-
laire en acier inoxydable amagnétique glissé par-
dessus la gaine amagnétique de tige de commande. Les bobinages sont disposés alternativement en bobines primaires et secondaires, toutes les bobines primaires
étant reliées en série et toutes les bobines secon-
daires étant reliées en série. Les bobinages forment en effet un long transformateur de tension linéaire réparti sur la hauteur de la gaine de tige de telle manière que le couplage du primaire au secondaire est affecté par la mesure dans laquelle la tige de commande
magnétique pénètre dans la pile de bobinages. La posi-
tion de la barre est déterminée en appliquant un courant d'excitation sinusoïdal constant au primaire et en
mesurant la tension induite dans le secondaire. L'am-
plitude de la tension secondaire induite correspond à la
position de la barre.
Les principaux avantages que présente le détecteur
du type à transformateur par rapport aux autres détec-
teurs sont que: 1) aucun aimant permanent n'est néces-
saire en haut de la tige de commande et dans le réfri-
gérant primaire; 2) aucun circuit actif n'est nécessaire
dans les environnements hostiles de l'enceinte de con-
finement ou du secteur de la calotte du réacteur; et 3) lorsque le primaire est excité par une source de
courant de précision et la tension secondaire est détec-
tée avec une forte impédance d'entrée de telle sorte que peu de courant passe réellement dans le secondaire, les contributions moins prévisibles de la résistance et de l'inductance de fuite de l'enroulement peuvent être négligées. Le détecteur à transformateur présente cependant un problème de précision en ce sens que la tension secondaire varie en fonction des modifications
des conditions de fonctionnement du réacteur. On a at-
tribué comme cause principale de cette variation les modifications de la perméabilité et de la résistivité de la tige de commande en fonction des variations de température de la tige de commande. Ce problème implique de fréquents réétalonnages qui sont fastidieux et longs et occasionnent souvent un retard dans l'exploitation
du réacteur.
Les brevets des E.U.A. n 3 846 771 et 3 893 090 décrivent chacun un détecteur utilisant des techniques numériques. Ils sont plus précis qu'aucun des détecteurs
précédents et évitent nombre d'inconvénients précités.
Cependant, un détecteur numérique est cher, ce qui est
un facteur particulièrement important lorsqu'on envi-
sage de réparer ou d'améliorer un détecteur existant plutôt que de le remplacer. Par exemple, dans un cas o un détecteur à transformateur a été installé, il serait préférable qu'un moyen relativement peu coûteux puisse être trouvé pour compenser les variations plut8t
que de remplacer le détecteur et les composants électro-
niques associés par le détecteur numérique plus cher
et ses composants électroniques associés. De cette ma-
nière, les avantages précités du détecteur à transfor-
mateur pourraient être préservés et il serait fait l'é-
conomie d'un échange complet.
La présente invention vise donc principalement à améliorer la précision d'un dispositif d'indication position de barres par compensation des variations de la sortie d'un indicateur de position de barre dues
aux variations de température dans la tige de commande.
En vue de cet objectif, la présente invention réside dans un procédé de correction, d'après la température, d'un indicateur de position qui comporte un capteur pour produire un signal de sortie dont l'amplitude correspond à la position d'un élément mobile de manière linéaire entre une première et une seconde positions et sujet
à des changements de température dans une gamme de tem-
pératures donnée, dans lequel le signal de sortie du capteur contient une composante de décalage variable de température et la vitesse d'accroissement du signal
de sortie, tandis que l'élément se déplace de la pre-
mière à la seconde position, fluctue en fonction des modifications de température, caractérisé en ce que la
température de l'élément est contrôlée, une représenta-
tion électrique d'une correction de décalage par rapport
à une température de référence nécessaire pour la com-
posante de décalage du signal de sortie du capteur à
la température de l'élément, et une représentation élec-
trique d'un facteur de correction de vitesse par rap-
port à une température de référence nécessaire pour la vitesse d'accroissement du signal de sortie du capteur à la température de l'élément sont produites, le capteur est amené à produire un signal de sortie correspondant à la position de l'élément, et le signal de sortie du
capteur est corrigé en formant une représentation élec-
trique du produit du signal de sortie de capteur et du facteur de correction de vitesse nécessaire à la température de l'élément, et en ajoutant à ce produit la correction de décalage nécessaire à la température
de l'élément.
L'invention sera décrite plus en détail en regard
des dessins annexés à titre d'exemple nullement limita-
tif et sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un
réacteur nucléaire équipé de son dispositif d'action-
nement de barres de commande et d'un dispositif d'in-
dication de position-de barres avec lequel peut être utilisé le procédé selon l'invention; la figure 2 est une représentation schématique d'un indicateur de position de barres avec lequel peut être utilisé le procédé selon l'invention; la figure 3 est une courbe montrant la relation entre la tension secondaire à la sortie de l'indicateur de position de la figure 2 et la position réelle d'une
barre à deux températures différentes.
la figure 4 représente une série de sept courbes
de tension secondaire de sortie de l'indicateur de posi-
tion de la figure 2 en fonction de la position réelle d'une barre à sept températures respectives; la figure 5 est une courbe montrant la correction
nécessaire de la tension de décalage du signal de sor-
tie de tension secondaire du détecteur de position de la figure 2 aux températures de barre respectives; la figure 6 est une courbe montrant la correction nécessaire de la vitesse d'accroissement du signal de sortie de tension secondaire du détecteur - de position de la figure 2 lorsque la barre est déplacée entre les première et seconde positions aux températures de barre respectives; la figure 7 est un schéma de principe d'un circuit pour réaliser le procédé selon l'invention; la figure 8 est un schéma de principe d'une autre forme de réalisation d'un circuit pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention; la figure 9 est un schéma de principe pour réaliser
un autre aspect du procédé selon l'invention.
Les barres de commande 12 et les tiges de commande 14, reliées structuralement à leurs barres de commande 12 respectives sont entourées d'eau 16 qui remplit complètement la cuve sous pression 10. Dans des conditions de fonctionnement normales, l'eau est à une température élevée et sous pression afin qu'il ne se
produise pas d'ébullition.
La position de chaque barre de commande 12 est dé-
terminée d'après des mesures obtenues depuis un méca-
nisme de détection 18 situé à l'extérieur de la cuve sous pression 10, car aucune pénétration mécanique dans la cuve sous pression 10 en vue de détecter la position des barres de commande n'est admise. Le seul secteur o le mécanisme de détection 18 puisse être installé est le long de la gaine 20 de tige de commande. Les tiges
de commande 14 se déplacent à l'intérieur de leurs gai-
nes 20 de tiges respectives qui sont des tuyaux étanches solidaires de la calotte 22 du réacteur et s'étendant longitudinalement vers le haut depuis la calotte 22. Un mécanisme de détection 18 disposé le long de la gatne 20 de tige peut seulement détecter la position
de la tige de commande 14. Cependant, on suppose norma-
lement que la fixation de la barre de commande 12 à sa tige de commande 14 respective est fiable et, donc, que le déplacement de la tige de commande 14 et de la barre
de commande 12 est le même.
La figure 2 représente un indicateur 24 de position de barre du type à transformateur de tension linéaire
décrit précédemment avec lequel le procédé de la pré-
sente invention est particulièrement utile pour cor-
riger à la sortie de l'indicateur les variations dues aux changements de température de la tige. Il doit être entendu que le présent procédé ne se limite pas dans
ses applications à l'indicateur à transformateur de ten-
sion linéaire mais, au contraire, peut servir avec d'au-
tres types de détecteurs de position, dont celui décrit plus haut qui utilise un enroulement long unique et dont
l'impédance varie en fonction de la position de la barre.
Considérant la figure 2, l'indicateur 24 comporte une série de bobinages primaires P annulaires enroulés en couches et reliés électriquement en série pour
former un enroulement primaire, et une série de bobi-
nages secondaires S annulaires enroulés en couches
et reliés électriquement en série pour former un en-
roulement secondaire. Les bobinages sont empilés en tandem et sont montés sur une armature 26 de bobinage possédant des plaques d'extrémité 28 et 30. L'armature 26 de bobinage est constituée d'un bâti tubulaire mince en acier inoxydable amagnêtique glissé sur la gaine 20 de tige amagnétique qui renferme la tige de commande 14. Les bobinages secondaires S sont disposés de façon-alternée et inductivement couplés avec les bobinages primaires P, un bobinage secondaire S se trouvant en haut de l'enpilement de bobinages et un bdbinage primaire étant situé
au bas de l'empilement de bobinages.
Dans un exemple de configuration, l'armature 26 du bobinage est longue d'environ 393,7 cm avec une longueur combinée de bobinages actifs primaires et secondaires d'environ 384,81 cm. Le bobinage actif comporte 72 bobinages enroulés en couches, dont la moitié sont des bobinages secondaires S et l'autre moitié des bobinages primaires P disposés-de faDçon alternée comme indiqué plus haut. Chaque bobinage a un diamètre de 13,72 cm et une hauteur d'environ 5,08 cm. Les bobinages primaires P sont pratiquement identiques tandis que les bobinages secondaires S ont de préférence progressivement plus de spires près du bas du détecteur. Un espace d'environ 7,62 cm existe entre le bobinage primaire P le plus bas et la plaque d'extrémité inférieure 30 de l'armature
26 de bobinage.
L'armature 26 de bobinage est de préférence montée sur la gaine 20 de tige de manière à ce qu'au moins
la partie supérieure 32 de la tige de commande 14 pénè-
tre dans la partie inférieurede l'empilement de bobinages.
Une source de courant sinusoidal 34 est branchée pour induire une tension aux bornes 27 de l'enroulement secondaire. La tige de commande 14 est en métal à propriétés magnétiques. Comme on peut le noter, à mesure que la tige de commande monte dans sa gaine 20, le couplage entre les enroulements primaire et secondaire augmente, ce qui fait augmenter en proportion la valeur de la
tension induite dans l'enroulement secondaire. La ten-
sion secondaire correspond donc aussi à la position de 1 1 la barre de commande lorsqu'elle est sortie du coeur
du réacteur.
Alors qu'en théorie la relation entre la tension
secondaire et la position de la barre doit être li-
néaire, il existe en fait un certain nombre de varia- bles qui introduisent une erreur dans la sortie de l'enroulement secondaire. D'une part, il y a un certain couplage entre les enroulements primaire et secondaire même en cas de pénétration minimale de l'empilement de bobinages par la tige de commande. Ce couplage résiduel produit une tension décalée d'environ 9 volts. On a aussi constaté que la configuration du détecteur crée aussi une sortie de tension secondaire non linéaire qui est en partie surmontée par la répartition non uniforme
des enroulements secondaires comme indiqué plus haut.
On a constaté par une évaluation étendue qu'une source importante d'erreur dans le dispositif est introduite par la variation de température de la tige
de commande causée par les modifications de la tempéra-
ture du caloporteur. En effet, la perméabilité et la
résistivité de la tige de commande dépendent de la tem-
pérature, si bien qu'à mesure que change la température
de la tige de commande, sa perméabilité et sa résisti-
vité changent aussi, ce qui influence bien sûr le cou-
plage entre les enroulements primaire et secondaire du détecteur. La course de la barre de commande dans un réacteur industriel se mesure en pas de 1,59 cm et une course
normale debarre est de 228 pas. La température du calo-
porteur peut varier entre une température froide de 32 C à l'arrêt et une température moyenne de 298+7 C en
conditions normales d'exploitation des centrales.
La figure 3 représente la réponse Vs en tension secondaire d'un détecteur du type représenté à la figure
2 sans correction de température à 298 C et à la tempé-
rature ambiante (24 C) avec la position réelle La de la barre passée de 0 à 228 pas. Le meilleur ajustement linéaire des données à 298 C est représentée par la ligne centrale 36 en pointillés. La précision nécessaire du dispositif d'indication de position de barre est de 5%, soit 11,5 pas et ceci est indiqué par les lignes en pointillé
38 et 40 de part et d'autre du meilleur ajustement li-
néaire 36. Dans ces conditions, l'erreur du détecteur due à la seule sensibilité à la température est de 20 à 40% de la tolérance d'erreur suivant la température
de la tige de commande au moment de l'étalonnage.
Si, par exemple, le détecteur était étalonné à la température de fonctionnement à chaud normale de 298 C, le fonctionnement à la température ambiante (24 C) présenterait des erreurs d'environ 73 pas avec la tige à 228 pas. Ceci est indiqué par l'axe vertical sur le côté droit de la figure 3 qui donne la position non corrigée Lu de la barre en pas si la tension secondaire Vs du détecteur était étalonnée par rapport à la position
réelle de la-barre à 298 C.
La figure 4 est semblable à la figure 3, mais repré-
sente la réponse en tension secondaire Vs du détecteur pour la position réelle La de barre sans correction
d'après la température à sept températures différentes.
L'axe vertical de droite sur la figure 4 est étalonné pour indiquer la position non corrigée Lu de la barre si la tension secondaire Vs a été étalonnée en vue du
meilleur ajustement à 315 C.
Ainsi, par exemple, à 315 C une tension secondaire Vs de 14,75 volts correspond à une position réelle La de barre de 150 pas. Cependant, à la température ambiante
(24 C), une position réelle La de barre de 150 pas cor-
respond à une tension secondaire Vs d'environ 12,6 volts.
Si la tension secondaire était étalonnée à la position réelle La de barre à 315 C, 12,6 volts sur le secondaire indiquerait une position Lu non corrigée (et erronée)
de barre seulement un peu inférieure à 100 pas.
Bien sûr, la tension secondaire du détecteur doit être réétalonnée chaque fois que la température du caloporteur (et donc de la tige de commande) change, ou bien une forme quelconque de correction ou conpensation pour les
erreurs causées par la température doit être réalisée.
La température intéressante est celle de la tige
de commande, car ce sont la perméabilité et la résisti-
vité de la tige de commande qui varient selon la tempé-
rature et amènent la tension secondaire à changer avec la température. La température moyenne du caloporteur pourrait servir pour corriger 41,5 % de l'erreur de la pente (vitesse d'accroissement) des courbes représentées aux figures 3 et 4 et 6 pas de décalage supplémentaires par rapport à la valeur indiquée lorsque la température
passe de 315 C à 24 C.
Selon l'invention, il est réalisé un procédé pour utiliser la température de la tige de commande, mais elle peut être déterminée, pour corriger l'indication d'un détecteur de position de barre dont les indications varient avec les changements de température. Ainsi, alors que la présente invention permet d'utiliser la température moyenne du caloporteur, si une mesure plus directe de la température de la tige de commande existe, une telle mesure pourra évidemment être utilisée avec
la présente invention avec des résultats encore meilleurs.
Comme indiqué précédemment à propos de l'indication de position de barre de la figure 2, il y a un couplage résiduel entre les enroulements primaire et secondaire même en cas de pénétration minimale de l'empilement de bobinages par la tige de commande. La tension induite
sur l'enroulement secondaire comporte donc une compo-
sante de décalage qui est toujours présente. Ceci s'ob-
serve aux figures 3 et 4 o chacune des courbes croise l'axe Vs à une tension positive de l'ordre de 8,5 à 9 volts. Comme représenté aux figures 2 et 3, cette tensionde décalage varie avec la température. Si la tension secondaire Vs était étalonnée en fonction de la position réelle La de barre à une température chaude de 315 C, on s'aperçoit d'après la figure 2 qu'il serait nécessaire d'ajuster en hausse la tensionde décalage des données obtenues aux autres températures inférieures
respectives. De plus, si la tension secondaire est éta-
lonnée à chaud à 315 C, pour que la tension secondaire
reflète la position réelle La de la barre à une tempé-
rature inférieure, il est nécessaire d'augmenter la
pente des courbes formées par les données aux tempé-
raturesinférieures. La figure 5 est une courbe montrant les changements dans la tension décalée secondaire nécessaires à chaque température dans la gamme de températures d'une tige de commande choisie. Ces données ont été obtenues en appliquant un signal de 200 mA (valeur efficace), 60 hertz sur l'enroulement primaire de l'indicateur de
position de barre de la figure 2 et en mesurant les mo-
difications de la tension secondaire en prenant 315 C comme température de référence. Comme on le voit, le changement nécessaire dans le décalage de la tension secondaire est essentiellement une relation linéaire avec la température. Ainsi, il n'est en fait nécessaire
que d'effectuer des mesures à deux températures diffé-
rentes pour établir la relation entre le changement
dans le décalage de la tension secondaire et la tempé-
rature sur toute la plage de températures de la tige
de commande. Comme cette relation est linéaire, le chan-
gement nécessaire dans la tension décalée Vc peut s'ex-
primer sous la forme d'une équation du premier degré,
soit Vc = A - B X (Temp C). Pour les données de la fi-
gure 5 qui ne sont que des exemples, A = 0,2434 et
B = 0,00072.
De même, la figure 6 est une courbe montrant le fac-
teur R de correction de vitesse (pente) (également connu sous le nom de facteur de correction de gain) nécessaire dans le taux d'accroissement de la tension secondaire
de sortie à chaque température de la plage de tempera-
tures d'une tige de commande choisie afin que les indi-
cations de l'indicateur position de barres reflètent avec précision la position des barres. Les données représentées à la figure 6 ont été obtenues de la même manière que les données de la figures 5 en prenant 315 C comme température de référence. On le voit, le meilleur ajustement aboutit aussi à une relation linéaire entre le facteur R de correction de vitesse et la température de la tige de commande qui peut s'exprimer ainsi: R = C-D X (Tem. C). Pour les données de la figure 6 qui, elles aussi, ne sont qu'un exemple, C = 1,432536 et D = 0,001478. Comme à la figure 5, pour établir la relation entre le facteur de correction de taux et la température de tige de commande, seules deux mesures à des températures respectivement différentes-doivent être effectuées. De préférence, les deux températures auxquelles sont effectuées les mesurespour réaliser les courbes des figures 5 et 6 doivent être égales à ou proches des températures extrêmes de la gamme de
températures connue des tiges de commande.
La figure 7 représente un circuit analogique pour corriger la tension secondaire Vs de l'indicateur 24 de position de barres en fonction de la température des tiges de commande au moyen des relations des figures et 6. Un capteur de température 50 fournit une ten-
sion représentant la température de la tige de com-
mande qui est appliquée à un premier amplificateur
inverseur 52 à gain D. La tension de sortie de l'ampli-
ficateur inverseur 52 est appliquée à un totalisateur 54 o elle est additionnée à une tension C obtenue
depuis un diviseur de tension 56. La sortie du tota-
lisateur 54 est le- facteur R de correction de vitesse servant à régler le gain de l'amplificateur 58 afin de corriger la vitesse de la tension secondaire Vs. La sortie du capteur de température 50 est également appliquée à un amplificateur 60 à gain B. La sortie de l'amplificateur 60 est appliquée à un totalisateur 62 o elle est additionnée à une tension A obtenue depuis le diviseur de tension 63. La sortie du totalisateur 62 constitue la correction de décalage Vc qui est ajouté via le totalisateur 64 à la sortie de l'amplificateur 58 pour produire un signal de sortie corrigé d'après la température qui représente la position réelle de
la barre. Ainsi, selon l'invention, la mesure de tempé-
rature obtenue par le capteur de température 50 sert
à régler la vitesse et le décalage de la tension secon-
daire de sortie de l'indicateur24 de position de barres pour produire un signal corrigé d'après la température qui représente la position de la barre avec une plus
grande précision.
La figure 8 représente un autre circuit pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. A la figure 8, la sortie du capteur de température 50 est convertie
en signal numérique dans un convertisseur analogique-
numérique 66 dont la sortie sert à accéder à une mémoire morte programmable 68 de correction de vitesse dans laquelle sont chargées des données correspondant à la
* courbe de la figure 6. La sortie du convertisseur ana-
logique-numérique 66 sert aussi à accéder à la mémoire morte programmable 70 de correction de décalage qui contient les données correspondant h la courbe de la figure 5. Les données contenues dans la mémoire morte programmable 68 de correction de vitesse et la mémoire morte programmable 70 de correction de décalage sont obtenues lors d'un processus d'étalonnage semblable à celui décrit plus haut à propos des figures 5 et 6. La sortie de la mémoire 68 de correction de vitesse est
appliquée par l'intermédiaire du convertisseur numérique-
analogique 72 à l'entrée de commande de gain de l'ampli- ficateur 58 et la sortie de la mémoire 70 de correction
de décalage est appliquée par l'intermédiaire du con-
vertisseur numérique-analogique 74 au totalisateur 64
et est additionnée au signal de sortie de l'amplifica-
teur 58. Comme à la figure 7, la sortie du totalisateur 64 est un signal corrigé d'après la température, qui représente avec une plus grande précision la position
de la barre.
Il doit être entendu que l'indicateur de position de barre associé à chaque barre du réacteur doit être étalonné séparément pour obtenir pour chaque barre des courbes des facteurs de correction de décalage et de
correction de vitesse. Cependant, le processus d'étalon-
nage est grandement facilité selon l'invention dans laquelle, pour obtenir ces courbes d'étalonnage, des
points de données à seulement deux températures diffé-
rentes doivent être obtenus pour établir les relations
présentées aux figures 5 et 6.
Comme noté précédemment, l'indicateur de position de la figure 2 a un certain degré de non-linéarité,
indépendant du changement de perméabilité et de résis-
tivité de la tige de commande, qui est partiellement surmonté par la répartition non uniforme des enroulements secondaires. Selon un autre aspect de l'invention, la linéarité de l'indicateurestencore améliorée par la présence d'une série de tables à consulter qui sont réalisées pendant un processus d'étalonnage. Un seul ensemble de tables obtenues d'après l'étalonnage d'un
unique indicateur peut servir à cet effet, car les non-
linéarités abordées ici sont communes à chaque indica-
teur. La gamme de températures de l'indicateurest divisée en zones de température et une table à consulter est réalisée pour chaque zone pendant l'étalonnage pour
réaliser une correction de linéarité dans cette zone.
La figure 9 montre un circuit pour mettre en oeuvre cet aspect de l'invention. Le signal issu du capteur de température 50 est converti sous forme numérique par le convertisseur analogique-numérique 76 et appliqué
à un décodeur 78 qui fournit plusieurs sorties qui cor-
respondent à une seule des zones de température. Ainsi, le décodeur 78 choisit la mémoire morte programmable appropriée qui contient la table à consulter pour
la zone de température dans laquelle se situe la tem-
pérature de la tige de commande.
La sortie du totalisateur 64, corrigée d'après la température, est convertie en signal numérique par le convertisseur analogique-numérique 82 et appliquée à chacune des mémoires mortes programmables 80. La mémoire
choisie sort la correction de linéarité dans la po-
sition de barre, corrigée d'après la température, indi-
quée par le signal issu du totalisateur 64. La sortie
de la mémoire 80 choisie est ajoutée par le totalisa-
teur numérique 84 au signal de position de barre, cor-
rigée d'après la température, mis sous forme numérique
par le convertisseur analogique-numérique 82 pour four-
nir un signal d'indication de position de barre encore
plus précis à la sortie 86 du totalisateur numérique.

Claims (4)

REVENDICATIONS:
1. Procédé pour une canpensation de température, d'un indicateur de position qui comporte un capteur (50)
pour produire un signal de sortie dont l'amplitude corres-
pond à la position d'un élément mobile de manière liné- aire entre une première et une seconde positions et sujet à des changements de température dans une gamme de températures donnée, dans lequel le signal de sortie du capteur contient une composante de décalage variable de température et la vitesse d'accroissement du signal
de sortie,pendant que l'élément se déplace de la pre-
mière à la seconde position, fluctue en fonction des modifications de température, caractérisé en ce que l'on
contrôle la température de l'élément, on obtient, une représenta-
tion électrique d'une correction de décalage par rapport
à une température de référence nécessaire pour la com-
posante de décalage du signal de sortie du capteur à
la température de l'élément, et une représentation élec-
trique d'un facteur de correction de vitesse par rap-
port à une température de référence nécessaire pour la vitesse d'accroissement du signal de sortie du capteur à la température de l'élément sont produites, le capteur étantamené à produire un signal de sortie correspondant à la position de l'élément, et on corrige le signal de sortie
du capteur en formant une représentation élec-
trique du produit du signal de sortie de capteur et du facteur de correction de vitesse nécessaire à la température de l'élément et en ajoutant à ce produit la correction de décalage nécessaire à la température
de l'élément.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération de production d'une correction de décalage comporte la réalisation d'une représentation
de la correction de décalage nécessaire à deux tempéra-
tures différentes et l'obtention de la correction de décalage nécessaire à d'autres températures de la gamme
de température donnée par interpolation; et ladite opé-
ration de production d'un facteur de correction de vi-
tesse comporte la réalisation d'une représentation du facteur de correction de vitesse nécessaire à deux tem- pératures différentes et l'obtention des facteurs de
correction de vitesse nécessaires aux autres tempéra-
tures de la gamme de températures donnée par interpo-
lation.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux températures différentes de ladite opération de production de correction de décalage et
de ladite opération de production de facteur de correc-
tion de vitesse sont proches des températures extrêmes
haute et basse de la gamme de températures donnée.
4. Procdé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3,
caractérisé en ce quedesreprésentations électriques de corrections de linéarité nécessaires dans différentes zones de température de la gamme de températures donnée pour la position indiquée par le signal de sortie de
l'opération de correction sont produites et sélecti-
vement ajoutées au signal de sortie de l'opération de correction correspondant à la zone de température dans laquelle se trouve la température de l'élément et à la position indiquée par le signal de sortie de l'opération
de correction.
FR858506575A 1984-05-02 1985-04-30 Procede pour une compensation de temperature d'un dispositif d'indication de position de barre, notamment pour un reacteur nucleaire Expired - Lifetime FR2563904B1 (fr)

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IE59150B1 (en) * 1986-05-16 1994-01-12 Kollmorgen Ireland Limited Transducers for hostile environments
US4904997A (en) * 1987-12-17 1990-02-27 Daniel Chen Belted electronic display clinical thermometer with alarm
US5392321A (en) * 1994-01-24 1995-02-21 Westinghouse Electric Corporation Method and system for magnetic coupling compensating a rod position indication system
US5568528A (en) * 1994-11-21 1996-10-22 Westinghouse Electric Corporation Method and system for compensating a rod position indication system for non-linearity
US5563922A (en) * 1995-10-23 1996-10-08 Aep Energy Services, Inc. Method and system for indicating the position of control rods of a nuclear reactor
US6188071B1 (en) * 1998-08-11 2001-02-13 Nikon Corporation Feedback method for increasing stability of electron beams
US9620255B2 (en) 2010-12-20 2017-04-11 Westinghouse Electric Company Llc Nuclear control rod position indication system
US9250277B1 (en) * 2011-03-21 2016-02-02 Northrop Grumman Systems Corporation Magnetically coupled, high resolution linear position sensor for use in high temperature, high pressure environment
CN104332199B (zh) * 2013-07-22 2017-07-18 中国核动力研究设计院 一种用于反应堆控制棒棒位探测的温度补偿方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2772383A (en) * 1952-12-30 1956-11-27 Toledo Seale Company Temperature compensated servo coils
US3441834A (en) * 1964-02-03 1969-04-29 Schaevitz Eng Temperature compensation circuit for a differential transformer
US3846771A (en) * 1973-01-03 1974-11-05 Westinghouse Electric Corp Position indication system
GB1426211A (en) * 1972-08-31 1976-02-25 Siemens Ag Determining the degree of insertion of nuclear reactor control members

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2917445A (en) * 1956-08-07 1959-12-15 Lester C Oakes Neutronic reactor control rod drive apparatus
FR1462430A (fr) * 1965-11-04 1966-04-15 Commissariat Energie Atomique Indicateur de niveau à inductances couplées pour métaux liquides
DE2210297C2 (de) * 1972-03-03 1982-11-18 Interatom Internationale Atomreaktorbau Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach Kontinuierlicher Füllstandsmesser für elektrisch leitende Flüssigkeiten
US3893090A (en) * 1973-01-03 1975-07-01 Westinghouse Electric Corp Position indication system
GB1512289A (en) * 1976-08-12 1978-06-01 Urmenyi L Device for measuring the thickness of moving metal foils and sheets

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2772383A (en) * 1952-12-30 1956-11-27 Toledo Seale Company Temperature compensated servo coils
US3441834A (en) * 1964-02-03 1969-04-29 Schaevitz Eng Temperature compensation circuit for a differential transformer
GB1426211A (en) * 1972-08-31 1976-02-25 Siemens Ag Determining the degree of insertion of nuclear reactor control members
US3846771A (en) * 1973-01-03 1974-11-05 Westinghouse Electric Corp Position indication system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KERNTECHNIK, vol. 16, no. 10, 1974, pages 442-444; R. LAVERGNE: "An original system for measuring the control bar position in a pressurised water reactor" *

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Publication number Publication date
BE902339A (fr) 1985-11-04
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ES8702647A1 (es) 1987-01-01
JPS6175201A (ja) 1986-04-17
GB2160978A (en) 1986-01-02
KR850008428A (ko) 1985-12-16
GB2160978B (en) 1989-01-18
GB8510191D0 (en) 1985-05-30
ES542566A0 (es) 1987-01-01
US4631537A (en) 1986-12-23
SE8501952L (sv) 1985-11-03

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