RU2542356C1 - Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2542356C1
RU2542356C1 RU2013155996/07A RU2013155996A RU2542356C1 RU 2542356 C1 RU2542356 C1 RU 2542356C1 RU 2013155996/07 A RU2013155996/07 A RU 2013155996/07A RU 2013155996 A RU2013155996 A RU 2013155996A RU 2542356 C1 RU2542356 C1 RU 2542356C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
pulses
power
error
temperature sensor
Prior art date
Application number
RU2013155996/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Павел Александрович Зайцев
Геннадий Николаевич Мельников
Степан Владимирович Приймак
Владимир Борисович Усачев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт Научно-производственное объединение "ЛУЧ" (ФГУП "НИИ НПО "ЛУЧ")
Priority to RU2013155996/07A priority Critical patent/RU2542356C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2542356C1 publication Critical patent/RU2542356C1/ru

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к атомной энергетике, а именно - к внутриреакторному контролю параметров ВВЭР, и может быть использовано при измерениях температуры теплоносителя в реакторах. Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры заключается в нагреве чувствительного элемента термодатчика пропусканием импульсов тока на двух различных уровнях мощности реактора. Импульсы подают последовательно, по меньшей мере, по два импульса с отличающимися длительностями и/или величинами тока. При этом длительность каждого импульса превышает значение постоянной инерции. Регистрируют мощность импульсов, температуру термодатчика до подачи импульсов и значения амплитуды температуры непосредственно после выключения импульсов. Погрешность измерений температуры вычисляют по формуле. Технический результат - возможность определять поправки в измеряемую температуру на работающем реакторе на любом этапе кампании с различными топливными загрузками и тем самым повысить точность внутриреакторного контроля температуры теплоносителя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Группа изобретений относится к области атомной энергетики, а именно - к внутриреакторному контролю параметров ВВЭР, и может быть использована при измерениях температуры теплоносителя в реакторах.
Известны способы определения статических и динамических погрешностей измерения температуры термодатчиками, основанные на решении стационарных и нестационарных уравнений теплообмена [Ярышев Н.А., Теоретические основы измерения нестационарной температуры. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1990]. Уравнения выводятся при неизбежной идеализации процесса теплообмена между чувствительным элементом термодатчика и теплоносителем, содержат коэффициенты (теплоемкости, теплопроводности, теплоотдачи), значения которых, как правило, задаются с относительно высокой погрешностью (5-20% и более), и расчетные поправки на экспериментально полученные значения температуры могут существенно отличаться от истинных.
Погрешность измерения температуры теплоносителя в реакторе складывается из динамических и статических погрешностей. Первые связаны с нестационарными процессами - изменением мощности, расхода теплоносителя, пульсациями расхода, вторые вызваны тепловыделением в чувствительном элементе датчика, например вследствие радиационного нагрева или подвода (отвода) тепла от сопряженных с датчиком элементов (термоэлектродов и чехла термопары). Статические и динамические погрешности зависят от величины термического сопротивления промежутка «чувствительный элемент - теплоноситель».
Известен способ экспериментального определения динамической погрешности термодатчика, установленного в защитном канале термоконтроля, заключающийся в нагреве чувствительного элемента пропусканием через него импульса электрического тока, регистрации кривой температуры остывания чувствительного элемента, вычислении по кривой постоянной инерции термодатчика и учете запаздывания показаний термодатчика, пропорционального постоянной инерции [In-sity responce time testing of thermocouples. Hashemean H.M. et al. - Inst.Soc. of Am. Transck., 1990, vol.29, №4, pp.94-104]. Способ позволяет контролировать качество установки термодатчиков в каналах, например, подтвердить размещение рабочего конца термоэлектрического преобразователя (термопары) в посадочном гнезде канала, так как постоянные инерции для случаев правильной и неправильной установки различаются в несколько раз. Однако и при правильной установке термопары наличие термического сопротивления, определяющего эффективность передачи тепла от теплоносителя к чувствительному элементу (спаю термопары), приводит к отклонению показаний термодатчика от истинных значений температуры теплоносителя. Термическое сопротивление для каждого случая установки термодатчика индивидуально и величина отклонения измеренной температуры от истинной также индивидуальна.
Недостаток известного способа - ограничение определения погрешности измерения температуры только одной составляющей - динамической. Способ не предусматривает определение статической погрешности, возникающей при работе реактора вследствие радиационного разогрева термодатчика.
Известен способ определения температуры оболочки тепловыделяющего элемента ядерного реактора, заключающийся в нагреве чувствительного элемента термодатчика пропусканием через него импульсов тока до и после установки в активную зону, определении интегралов импульсной функции преобразованием регистрируемых кривых температуры остывания чувствительного элемента и вычислении температуры оболочки по формуле, содержащей интегралы импульсных функций, величину удельного тепловыделения в чувствительном элементе вследствие радиационного разогрева, значения площади контакта и объема чувствительного элемента, и измеренной термодатчиком температуры [Приймак С.В. и др., Способ определения температуры оболочки тепловыделяющего элемента, А.с. SU 1818944, МПК G01K 7/00, опубл. 27.05.96].
Для определения статической погрешности (разности между вычисленной с помощью выражения из формулы изобретения истинной температуры и измеренной термодатчиком) необходимо знать величину внутреннего тепловыделения в объеме термодатчика, вызванного радиационным разогревом. Расчетное определение тепловыделения из-за сложности учета вклада составляющих спектра нейтронного и гамма-излучения не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к точности вычисления истинной температуры. В известном способе предполагается измерять тепловыделение калориметрическими датчиками, установленными в различных точках активной зоны реактора, с последующим вычислением локального тепловыделения в точке размещения термодатчика. При эксплуатации реакторов измерение распределения энерговыделения по объему активной зоны (внутриреакторный контроль) осуществляют установкой каналов для активационных измерений, обеспечивающих периодическое получение данных по энерговыделению (например, в начале, середине и конце кампании для различных топливных загрузок) [Митин В.И. и др. Развитие системы внутриреакторного контроля ВВЭР. Атомная энергия, т.106, вып.5, 2009]. Ограниченное количество датчиков активационных измерений, необходимость извлечения их из реактора для получения данных по энерговыделению существенно усложняют определение погрешности измерения температуры теплоносителя. Точность определения энерговыделения в месте размещения термодатчика снижается из-за относительно больших расстояний от мест размещения активационных датчиков и их ограниченного количества. Те же недостатки присущи и калориметрическим датчикам. Конструкция активной зоны реактора ВВЭР не позволяет устанавливать в одних и тех же каналах термопары и калориметрические датчики. Например, в активной зоне реактора ВВЭР-440 из 224 измерительных каналов только 12 «сухие», то есть предназначены для установки активационных или калориметричесих датчиков.
Недостаток известного способа - неудовлетворительная точность определения статической погрешности измерения температуры.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и принятым в качестве прототипа является способ определения систематической погрешности внутриреакторных термодатчиков, заключающийся в нагреве чувствительного элемента пропусканием через него импульса электрического тока малой длительности (меньшей постоянной инерции датчика) для уточнения значения постоянной инерции и затем пропусканием импульса продолжительностью большей, чем постоянная инерции, вычислении термического сопротивления между чувствительным элементом термодатчика и термометрируемой средой, определении амплитуды показаний термодатчика и вычислении статической погрешности радиационного тепловыделения и динамической погрешности по определенным термическому сопротивлению, постоянной инерции датчика и измеренной температуре (амплитуде показаний термодатчика) [Тимонин А.С. Способ определения систематической погрешности внутриреакторных термодатчиков. Патент RU 2137226, МПК G21C 17/00, опубл. 10.09.99].
Принимается, что термическое сопротивление промежутка «чувствительный элемент - теплоноситель» включает две составляющие: внешнее термическое сопротивление (передача тепла от теплоносителя к внешней поверхности защитного чехла) и внутреннее (передача тепла от внутренней поверхности чехла к чувствительному элементу). Для повышения точности определения систематической погрешности предлагается снизить вклад в общее термическое сопротивление промежутка внешней составляющей до пренебрежимо малой величины за счет интенсификации теплоотдачи от теплоносителя к чехлу, например, принудительной циркуляцией теплоносителя в области размещения термодатчика.
Недостаток известного способа заключается в том, что изменение (повышение) теплоотдачи на поверхности чехла для определения систематической погрешности с необходимой точностью возможно лишь существенным изменением расхода теплоносителя, что не допускается регламентом эксплуатации реактора. Кроме того, по мере выгорания топлива изменяются профили тепловыделения по объему активной зоны [Митин В.И. и др., Развитие системы внутриреакторного контроля ВВЭР. Атомная энергия, т.106, вып.5, 2009] и, соответственно, отклонения измеренной температуры от истинной (статическая погрешность). Отсюда следует, что данные по погрешностям, полученные при монтаже термодатчиков в каналах реактора, могут существенно отличаться от погрешностей при работе реактора на номинальной мощности и в различные моменты кампании. Значения мощности радиационного тепловыделения, необходимые для определения погрешностей температуры на всех этапах работы реактора, рассчитываются на основании периодически получаемых экспериментальных данных по тепловыделению в ограниченном количестве точек по активной зоне и удаленных от мест размещения термодатчиков. Непрерывное изменение полей энерговыделения в объеме активной зоны, неизбежные отклонения расчетных значений мощности от истинных вследствие ограниченного количества корректирующих расчеты экспериментальных данных снижают точность определяемых поправок в измеряемые температуры. Неопределенность значений площади контакта чувствительного элемента, используемых при расчетах термического сопротивления, также снижает точность поправок.
В представленной в известном способе формуле для вычисления погрешности радиационного разогрева помимо мощности тепловыделения входит значение удельной объемной теплоемкости конструкции термодатчика. Принимается допущение о равенстве удельных теплоемкостей материала защитного чехла и термодатчика. Вычисление теплоемкости системы, состоящей из элементов термодатчика (термоэлектродов, спая, оболочки, засыпки из керамического материала) и участка защитного чехла из стали требует сведений по количествам материала составляющих систему элементов и удельной теплоемкости каждого материала. Неопределенность в соотношениях количеств материалов с разной теплоемкостью, составляющих систему, для которой берется среднее по объему значение удельной теплоемкости, не позволяет получить это значение с удовлетворительной точностью.
Недостатком рассмотренного способа является неудовлетворительная точность определения погрешности внутриреакторных измерений температуры вследствие отсутствия измерения статической составляющей погрешности измерения.
Из уровня техники известно устройство для контроля качества установки термодатчиков в каналах активной зоны [Приборы и системы. Управление. Контроль. Диагностика., №3, 2000 г., стр. 64-65], позволяющее определять погрешность внутриреакторных измерений температуры. Устройство представляет собой автоматизированный комплекс, включающий следующие основные функциональные части: вычислительно-управляющий блок на базе ПЭВМ, блок формирования зондирующих импульсов тока, блок измерения температуры (сигналов термопары), аналого-цифровой преобразователь, электронный коммутатор блоков формирования импульсов и измерения температуры. Специализированная программа обеспечивает подачу импульса тока заданной величины и продолжительности через анализируемый термодатчик блоком формирования импульсов, переключение коммутатором термодатчика из положения «нагрев импульсом тока» в положение «измерение температуры», регистрацию в цифровом и графическом виде изменяющейся во времени температуры, обработку результатов измерения с выводом на экран дисплея окончательного результата - величины постоянной инерции.
Недостаток известного устройства - низкая точность определения погрешности измерения температуры теплоносителя вследствие отсутствия у него возможности получения данных по мощности зондирующих импульсов.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройства для его осуществления, которые бы обеспечивали достижение технического результата - повышение точности внутриреакторного контроля одного из основных параметров - температуры теплоносителя.
Решение поставленной задачи с достижением указанного технического результата заключается в том, что в способе определения погрешности внутриреакторных измерений температуры, заключающемся в нагреве чувствительного элемента термодатчика пропусканием импульсов тока, регистрации температуры остывания термодатчика, вычислении постоянной тепловой инерции и погрешности измерений температуры, согласно изобретению нагрев чувствительного элемента термодатчика осуществляют пропусканием импульсов тока на двух различных уровнях мощности реактора, которые подают последовательно, по меньшей мере, по два импульса с отличающимися длительностями и/или величинами тока, причем длительность каждого импульса превышает значение постоянной инерции, регистрируют мощность импульсов, температуру термодатчика до подачи импульсов и значения амплитуды температуры непосредственно после выключения импульсов, а погрешность измерений температуры вычисляют по формуле
Δ Т=Tb-[(RbTa-nRaTb)/n(Rb-Ra)], (1)
где n - отношение уровней мощностей реактора,
Та, Тb - соответственно температура, регистрируемая термодатчиком до подачи импульсов на первом и втором уровне мощности,
Ra и Rb - термические сопротивления промежутка «чувствительный элемент - теплоноситель», определяемые выражениями
Ra=(Т2-Т1)/(Q2-Q1) и Rb=(Т4-Т3)/(Q4-Q3),
где Т1, Т2 соответственно температуры, регистрируемые непосредственно после выключения первого и второго импульсов на одном уровне мощности, Т3, Т4 - на другом,
a Q1, Q2, Q3, Q4 - мощности соответствующих импульсов.
В выражения для Ra и Rb входят значения полной мощности зондирующих импульсов. Тепловыделение при подаче импульсов происходит по всей длине термоэлектродов. Доля тепловыделения, приходящаяся на термодатчик, определяется выражением q=Q(l/L), где L - полная длина термоэлектродов, l - длина участка термоэлектродов в термодатчике. Погрешность, связанная с неопределенностью выбора l, исключается, так как при подстановке в выражение (1) необходимых значений q=Q(l/L), величина l/L входит в числитель и знаменатель выражения и сокращается. При вычислении погрешности определения температуры теплоносителя по приведенному в формуле изобретения выражению используются измеренные при тестировании термодатчиков величины мощностей импульсов.
Условие превышения длительностей зондирующих импульсов тока значения постоянной инерции следует из необходимости обеспечения квазистационарного процесса передачи тепла от датчика к теплоносителю. В этом случае амплитуда сигнала термодатчика может быть выражена зависимостью
ΔT=q(r1+r2+……+rn)=qR, (2)
Здесь r1…rn - термические сопротивления участков конструкции термодатчика и защитного чехла в промежутке «чувствительный элемент - теплоноситель». Например, r1=1/(a1 F1), rn=1/(а2 F2), rk=1/(λ/δ), где a1, a2 - коэффициенты теплоотдачи от участка поверхности спая термопары, контактирующего с засыпкой керамического порошка, и от внешней поверхности защитного чехла к теплоносителю, λ и δ - коэффициенты теплопроводности и толщины слоев порошка, зазоров между оболочкой термопары и внутренней поверхностью чехла и так далее. Расчет термического сопротивления промежутка между чувствительным элементом и теплоносителем по составляющим r на практике невозможен (прежде всего из-за отсутствия данных о величинах контактирующих площадей F и зазоров) и нецелесообразен. Для вычисления погрешностей радиационного разогрева в предлагаемом изобретении используется интегральное значение термического сопротивления R, которое определяется из решения системы уравнений:
Т-Т0=qR, T1-T0=q1R+qR и Т2-Т=q2R+qR, (3)
где qR - перепад температуры между теплоносителем и чувствительным элементом термодатчика (искомая статическая погрешность),
Т0 - температура теплоносителя,
Т - температура термодатчика до подачи импульсов,
Т1, Т2 - температуры, зарегистрированные непосредственно после отключения первого и второго зондирующего импульса,
q1, q2 - удельные мощности тепловыделения в первом и втором импульсе.
Значение R получено при следующих допущениях: процесс теплопередачи в начальный момент регистрации температуры квазистационарен, температура теплоносителя Т0 не изменяется при подаче зондирующих импульсов, изменение R при подаче импульсов на тестируемом уровне мощности пренебрежимо мало.
Время перехода теплообмена в системе измерения температуры от нестационарного состояния к стационарному может оцениваться величиной постоянной инерции.
Уровни тепловыделения в материале термодатчика при зондировании импульсами тока слишком малы, чтобы повлиять на состояние омывающего поверхность защитного чехла теплоносителя (воды) с массовыми расходами, исчисляемыми килограммами в секунду при массе термодатчика, не превышающей нескольких десятков грамм. Температура теплоносителя Т0 для каждого уровня мощности реактора при тестировании датчика по предлагаемому способу не изменяется.
Изменения регистрируемой температуры, вызываемые подачей зондирующих импульсов, не превышают 5-10 К от температуры материала термодатчика и защитного чехла. Изменения теплофизических свойств, определяющих термическое сопротивление промежутка "чувствительный элемент - теплоноситель", для таких отклонений температуры незначительны и допущение постоянства R справедливо.
Результат решения системы уравнений (3): Ra=(Т2-T1)/(q2-q1) для первого уровня мощности и Rb=(Т4-Т3)/(q4-q3) для второго.
При выводе формулы для определения статической погрешности принималось условие равенства отношений тепловых мощностей реактора и радиационных выделений тепла в термодатчиках. Такое допущение справедливо при изменении мощности таким образом, чтобы в активной зоне соблюдалось подобие полей тепловыделения. Тепловая мощность реакторов определяется по измеренному расходу и разности теплосодержания теплоносителя в пределах активной зоны. При неизменном расходе в процессе маневрирования мощностью связь между температурами теплоносителя на выходе (в зоне ее измерения) описывается выражением Т0=nТ0. Для двух уровней мощности реактора можно записать (для случая Qa<Qb, n<1):
(Qa/Qb)=(qa/qb)=n=(Ta-nT0) Rb/(Tb-T0)Ra, (3)
Из решения (3) относительно T0 следует:
Т0=(RbTa-nRaTb)/n(Rb-Ra),
а статическая погрешность Т=Tb-[(RbTa-nRaTb)/n(Rb-Ra)], или после подстановки значений Ra,b:
ΔТ=Тb-{[(Т4-Т3)/(q4-q3)]Та-n[(T2-T1)/(q2-q1)]Тb}/n[(Т4-Т3)/(q4-q3)-(T2-T1)/(q2-q1)], (4)
После представления удельных значений мощности импульсов в виде q=Q(l/L) выражение (4) запишется:
ΔТ=Tb-{[(T4-T3)/(Q4(l/L)-Q3(l/L)]Ta-n[(T2-T1)/(Q2(l/L)-Q1(l/L)]Tb}/n{[(T4-T3)/(Q4(l/L)-Q3(l/L)]-[(T2-T1)/(Q2(l/L)-Q1(l/L)]=Tb-[(l/L)/(l/L)]{[(T4-T3)/(Q4-Q3)]Ta-n[(T2-T1)/(Q2-Q1)]Tb}/n[(T4-T3)/(Q4-Q3)-(T2-T1)/(Q2-Q1)], (5)
Уравнение (4) не имеет решения при Ra=Rb, однако вероятность равенства термических сопротивлений при значительно отличающихся мощностях реактора мала, так как уровни температуры (и теплофизические свойства) существенно изменяются.
Предлагаемый способ осуществляется с помощью устройства для определения погрешности внутриреакторных измерений температуры, выполненное в виде автоматизированного комплекса, включающего вычислительно-управляющий блок на базе ПЭВМ с подключенными к нему через коммутатор блоком формирования зондирующих импульсов тока и блоком измерения температуры, соединенным с аналого-цифровым преобразователем, которое согласно изобретению дополнительно содержит блок измерения и регистрации мощности зондирующих импульсов, подключенный к выходу блока формирования зондирующих импульсов и соединенный через дополнительный аналого-цифровой преобразователь с вычислительно-управляющим блоком.
Блок измерения и регистрации мощности зондирующих импульсов включает датчики Холла для измерения тока и напряжения и снабжен программой численного интегрирования мгновенных значений тока, напряжения, мощности и формирования компьютерного файла с записью и выводом на ПЭВМ комплекса.
Устройство позволяет определять качество установки термодатчика (рабочего конца термопары) в посадочном гнезде канала термоконтроля реактора и получать статическую и динамическую составляющие методической погрешности измерения температуры теплоносителя.
На чертеже представлена функциональная схема устройства для определения динамической и статической составляющих погрешности внутриреакторного измерения температуры.
Устройство содержит вычислительно-управляющий блок (1) на базе ПЭВМ (2), блок формирования зондирующих импульсов (3), снабженный источником питания (4), блок измерения температуры (5) с аналого-цифровым преобразователем (6), электронный коммутатор (7) и блок измерения и регистрации мощности зондирующих импульсов (8) с датчиками (9) и (10) для измерения соответственно тока и напряжения в импульсах и дополнительным аналого-цифровым преобразователем (11).
Тестируемый термодатчик (12) соединен с блоками формирования импульсов (3) и измерения температуры (5), которые подключены к вычислительно-управляющему блоку (1) через коммутатор (7). По команде вычислительно-управляющего блока (1) после подачи импульса на термодатчик (12) коммутатор (7) переключает термодатчик (12) на блок измерения температуры (5). Блок измерения и регистрации мощности импульсов (8) подключен к блоку формирования импульсов (3). Датчики тока (9) и напряжения (10) соединены через аналого-цифровой преобразователь (11) с вычислительно-управляющим блоком (1). В функции программного обеспечения и ПЭВМ входят регистрация (в цифровом и графическом видах) температуры и мощностей импульсов, хранение и обработка результатов измерения.
Работа устройства осуществляется следующим образом. На вычислительно-управляющем блоке (1) ПЭВМ (2) устанавливается программа проведения тестирования термодатчика (12), определяющая продолжительность импульсов, величину тока в импульсах, продолжительность интервалов между импульсами. Электронный коммутатор (7) по команде вычислительно-управляющего блока (1) поочередно подключает к термоэлектродам датчика блок формирования импульсов (3) и блок измерения температуры (5). Измеренные датчиками Холла (9) и (10) во время подключения блока формирования импульсов ток и напряжение подаются на аналого-цифровой преобразователь (11) и далее в виде цифрового кода в ПЭВМ. Во время подключения блока измерения температуры (5) через аналого-цифровой преобразователь (6) в ПЭВМ подается в цифровом коде сигнал термодатчика - кривая возврата температуры к исходному (до подачи импульса) состоянию. Вычислительно-управляющий блок ПЭВМ обрабатывает и хранит полученную информацию. Зависимость мощности в импульсе от времени, получаемая перемножением мгновенных значений тока и напряжения, зависимости температуры от времени представляются в графическом и цифровом виде. На экран монитора выводятся также значения постоянной инерции и погрешности радиационного разогрева.
Как пример конкретного осуществления способа рассматривается определение составляющих погрешности термодатчика на основе термоэлектрического преобразователя типа ТХА-2076, используемого для измерения температуры теплоносителя в ВВЭР-440. Постоянная инерции при правильной посадке таких термопар в наконечниках термоконтроля составляет 10-30 секунд. При определении погрешности предлагаемым способом продолжительность зондирующих импульсов принимается равной 20-60 секундам (не менее чем в два раза превышающих величину постоянной инерции). Точная величина динамической составляющей определяется из среднего значения постоянной инерции, полученного обработкой температурных кривых остывания чувствительного элемента после каждого из четырех импульсов. Уровни токов в импульсах 0,5-2,5 А. Вызываемые подачей импульсов максимальные отклонения температуры от рабочих, регистрируемых термопарой, (амплитудные значения температуры на кривых остывания) не превышают 20 К. Показания термопары до подачи импульсов при мощности реактора 100% - 327°C, при мощности 90% - 295°C. Показания термопары непосредственно после отключения зондирующих импульсов 341 и 332°C (мощность реактора 100%, мощности импульсов 320 и 240 Вт) и 306 и 302°C (мощность реактора 90%, мощности импульсов 294 и 220 Вт). Рассчитанная по формуле (5) погрешность измерения температуры теплоносителя по приведенным измерениям составляет - 1,5 К.
Работы по определению погрешностей измерения температуры теплоносителя выполняются во время плановых маневрирований мощностью реактора. Регламент эксплуатации реакторов предусматривает цикл маневрирования мощностью, например 100-80-100% для ВВЭР-1000 и 100-20-100% для ВВЭР-1200.
Предложенные способ и устройство позволяют определять поправки в измеряемую температуру на работающем реакторе на любом этапе кампании с различными топливными загрузками и тем самым повысить точность внутриреакторного контроля одного из основных параметров - температуры теплоносителя.

Claims (3)

1. Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры, заключающийся в нагреве чувствительного элемента термодатчика пропусканием импульсов тока, регистрации температуры остывания термодатчика, вычислении постоянной тепловой инерции и погрешности измерений температуры, отличающийся тем, что нагрев чувствительного элемента термодатчика осуществляют пропусканием импульсов тока на двух различных уровнях мощности реактора, которые подают последовательно, по меньшей мере, по два импульса с отличающимися длительностями и/или величинами тока, причем длительность каждого импульса превышает значение постоянной инерции, регистрируют мощность импульсов, температуру термодатчика до подачи импульсов и значения амплитуды температуры непосредственно после выключения импульсов, а погрешность измерений температуры вычисляют по формуле
ΔТ=Tb-[(RbTa-nRaTb)/n(Rb-Ra)], где
n - отношение уровней мощностей реактора,
Та, Тb - соответственно температура, регистрируемая термодатчиком до подачи импульсов на первом и втором уровне мощности,
Ra и Rb - термические сопротивления промежутка «чувствительный элемент - теплоноситель», определяемые выражениями
Ra=(Т2-Т1)/(Q2-Q1) и Rb=(Т4-Т3)/(Q4-Q3), где
Т1, Т2 - соответственно температуры, регистрируемые непосредственно после выключения первого и второго импульсов на одном уровне мощности, Т3, Т4 - на другом, а
Q1, Q2, Q3, Q4 - мощности соответствующих импульсов.
2. Устройство для определения погрешности внутриреакторных измерений температуры, выполненное в виде автоматизированного комплекса, включающего вычислительно-управляющий блок на базе ПЭВМ с подключенными к нему через коммутатор блоком формирования зондирующих импульсов тока и блоком измерения температуры, соединенным с аналого-цифровым преобразователем, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок измерения и регистрации мощности зондирующих импульсов, подключенный к выходу блока формирования зондирующих импульсов и соединенный через дополнительный аналого-цифровой преобразователь с вычислительно-управляющим блоком.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок измерения и регистрации мощности зондирующих импульсов содержит датчики Холла для измерения тока и напряжения и снабжен программой численного интегрирования мгновенных значений тока, напряжения, мощности и формирования компьютерного файла с записью и выводом на ПЭВМ комплекса.
RU2013155996/07A 2013-12-18 2013-12-18 Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройство для его осуществления RU2542356C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155996/07A RU2542356C1 (ru) 2013-12-18 2013-12-18 Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройство для его осуществления

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013155996/07A RU2542356C1 (ru) 2013-12-18 2013-12-18 Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2542356C1 true RU2542356C1 (ru) 2015-02-20

Family

ID=53288984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013155996/07A RU2542356C1 (ru) 2013-12-18 2013-12-18 Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройство для его осуществления

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2542356C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010191C1 (ru) * 1991-07-08 1994-03-30 Киевский технологический институт легкой промышленности Способ определения погрешностей термоэлектрических термометров
RU2137226C1 (ru) * 1997-08-25 1999-09-10 Тимонин Александр Сергеевич Способ определения систематической погрешности внутриреакторных термодатчиков
US20080107225A1 (en) * 2004-02-25 2008-05-08 Analysis And Measurement Services Corporation On-line calibration system for redundant temperature sensors

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010191C1 (ru) * 1991-07-08 1994-03-30 Киевский технологический институт легкой промышленности Способ определения погрешностей термоэлектрических термометров
RU2137226C1 (ru) * 1997-08-25 1999-09-10 Тимонин Александр Сергеевич Способ определения систематической погрешности внутриреакторных термодатчиков
US20080107225A1 (en) * 2004-02-25 2008-05-08 Analysis And Measurement Services Corporation On-line calibration system for redundant temperature sensors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4901631B2 (ja) ドップラー反応度係数の測定方法
Chen et al. Metrological software test for simulating the method of determining the thermocouple error in situ during operation
CN101672699B (zh) 电缆导体暂态温度确定方法及确定装置
Shu et al. Method of thermocouples self verification on operation place
CN104036837B (zh) 通量图时刻及连续时刻堆芯监测功率不确定分析方法
CN105987774A (zh) 热电偶线测试电路
CN105895175B (zh) 一种标定核反应堆堆芯出口热电偶的方法
CN110178002B (zh) 液面计、具备该液面计的气化器以及液面检测方法
RU2542356C1 (ru) Способ определения погрешности внутриреакторных измерений температуры и устройство для его осуществления
JPH0282196A (ja) 棒位置決定方法及び装置
JP2009254104A (ja) 受配電設備用導体監視装置
Brun et al. Responses of single-cell and differential calorimeters: From Out-of-Pile calibration to irradiation campaigns
CN103134617A (zh) 一种智能热工检定系统
Recktenwald Conversion of thermocouple voltage to temperature
KR102436013B1 (ko) 원자력발전소용 측정 불확도 정량화를 이용한 검출기 검증 방법과 모니터링 시스템
CN105865658B (zh) 一种微型铠装热电偶的地面标定方法
RU2732341C1 (ru) Способ бездемонтажной проверки термопары и значения ее термоэлектрической способности
RU2752803C1 (ru) Способ поверки термопреобразователя без его демонтажа с измеряемого объекта
JP3556409B2 (ja) 原子炉出力測定装置
Han et al. A methodology for benefit assessment of using in-core neutron detector signals in core protection calculator system (CPCS) for Korea standard nuclear power plants (KSNPP)
Chen et al. Decreasing of Thermocouple Inhomogeneity Impact on Temperature Measurement Error
RU2137226C1 (ru) Способ определения систематической погрешности внутриреакторных термодатчиков
CN213874735U (zh) 测温传感器精度自检测和自校准装置
JPH1068792A (ja) 原子力蒸気供給系の温度測定システム及び温度測定方法
Sridhar et al. Performance of core thermocouples of FBTR–A technique for predicting accurate temperature for known transients in the presence of measurement delays