TW202225643A - 肘管分接頭流動測量之基於二維及三維模型的校正 - Google Patents

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Abstract

一種用來確定核反應器主冷卻迴路中之冷卻劑流動速率的系統，其包括處理器及記憶體。該記憶體儲存構成該主冷卻迴路之機械組件的物理測量值。該記憶體亦儲存指令，該等指令導致該處理器：自冷卻迴路中之複數個壓力感測器接收壓力數據；基於該等機械組件測量值來計算通過該主冷卻迴路之流體流動模型；比較來自該等壓力感測器之數據與來自該流體流動模型的經估算數據；及基於來自該流體流動模型的經估算壓力數據計算來自該等壓力感測器之壓力數據的統計加權。在另一系統中，流動速率係由來自模型化流體流動之估算值與基於熱量熱交換計算之估算值的組合確定。

Description

肘管分接頭流動測量之基於二維及三維模型的校正
本發明係關於一種使用肘管分接頭流動測量作為測量核反應器冷卻劑流動之絕對、獨立方法的方法。
圖1描繪核電廠之典型壓水式反應器(PWR)的態樣。PWR可包括圍阻容器，其容納反應器以及熱交換器，該反應器於反應器核心中包含存於燃料棒中之可裂材料。液體冷卻劑，諸如水，流動通過可由多個管 110a 、 b 、 c或管道構成的主冷卻劑系統 100。冷卻劑可經由泵 120自可能被視為構成主冷卻劑系統 100之管 110b的冷柱(cold leg)處泵送至反應器核心中。液體冷卻劑可被用來自燃料棒吸收熱，藉此冷卻其中的可裂材料並加熱液體冷卻劑。燃料棒所釋放的熱將冷卻劑轉變為蒸汽，其經由管 110c的熱柱(hot leg)離開反應器。熱柱中之蒸汽經引導通過熱交換器 130，其中於管 110c之熱柱中來自液體冷卻劑之熱經轉移至流動通過管道 150且構成二次冷卻劑系統的二次冷卻劑材料。二次冷卻劑材料(其亦可包含水)在接收到來自主冷卻劑系統 100中之冷卻劑的熱能時可轉變為蒸汽。二次冷卻劑系統中之蒸汽可經引導至發電系統(諸如蒸汽動力渦輪機)以產生電力。來自渦輪機的蒸汽可通過冷凝器，其於冷凝器中經冷卻回至液相。
可知曉通過主冷卻劑系統 100之主冷卻劑流體的流動速率對於反應器的適當操作至關重要。主冷卻劑流動速率必需足以冷卻反應器核心以防止熔毀。主冷卻劑流動速率亦必需足以容許在熱交換器 130處的有效熱傳遞。有效熱傳遞既可冷卻主冷卻劑亦可最佳化二次冷卻劑之熱能的轉變為蒸汽，藉此操作蒸汽渦輪機。因此，主冷卻劑流動速率的準確測量對於反應器系統操作而言至關重要。
在一些態樣中，反應器主冷卻劑系統流體之流動速率可藉由使用一或多個離心流量計 160或差壓流量感測器 154來基於在插入流動路徑中之障礙上方的流體壓降計算流動來直接測定。圖1繪示使用安裝於主反應器冷卻劑系統 100中之差壓感測器 154。差壓感測器 154可安裝於在主冷卻系統管道 110之肘管區段 112中引入的分接頭 152處。該等肘管分接頭 152可環繞管道 110a之肘管區段 112以標稱15°間隔分隔開。該等分接頭 152及壓力感測器 154可歸因於其之精簡及準確監測流動之相對變化的能力來使用。通常，肘管分接頭壓力感測器 154可包括三對轉換器，其測量在多個位置處跨越形成於管道 110a中之肘管區段 112處之管件之內部及外部半徑的差壓。可使用測得的壓差來計算在壓力感測器 154之位置處的流體流量。
舉例來說，如圖1所繪示，可將差壓感測器 154裝設於反應器主冷卻劑系統 100之管件或管道 110a上，尤其在設置於熱交換器 130與反應器冷卻劑泵 120之間的位置處。可將分接頭 152置於管道 110a之90°管件彎曲或肘管區段 112的內部半徑及外部半徑處。或者，可將該等分接頭 152裝設於具有小於90°之彎曲半徑的管件中。如圖1所示，壓水式反應器之主冷卻劑系統 100的管件或管道 110a由於在反應器圍阻體內裝設大壓力額定管件之經濟性而可相當精簡。結果，可使用小輪廓壓力感測器 154或離心流量計 160來測量通過主冷卻劑系統100之管道 110a的流體流動速率。然而，應注意，目前沒有運作中的壓水式反應器將低於±4%的不準度歸功於使用離心流量計 160。因此，來自此一裝置之流動數據經常未被用於確定通過主冷卻劑系統 100的冷卻劑流動。
離心流量計 160可顯示由於其與主冷卻劑管道 110之典型直徑(其直徑可係約29”至約31”)相比之小尺寸所引起的測量誤差。流動通過該管道 110a的流體可展現流動不均勻諸如渦流相對層流，且流量計的位置可能無法解釋該等流動變異。或者，壓力感測器計 154可能需要針對有效絕對流動測量的校正。若無該校正，則壓力感測器 154僅可提供可能僅具有約正或負4 - 6%之準確度的相對流動測量。此外，差壓測量的準確度可能取決於感測器在管道 110a中的準確放置。由於主冷卻劑系統中所使用之管件的工業尺度(通常直徑約29英吋至約31英吋)，很難將感測器準確地放置於肘管區段 112中之相對區段或使其以15°間隔準確地分隔開；在一些情況中，該間隔可能具有約正或負5°的放置誤差。此外，管件製造之工業尺度，連同工業焊接製程，可產生具有小於或大於90°之彎曲的肘管區段 112及具有卵形或橢圓形橫截面而非圓形的管道 110a。所有此等幾何異常可藉由在環繞差壓感測器的流體流動中引起渦流型態及其他非線性而降低差壓測量的準確度。對流體流動的幾何相關效應可導致測得流動具有約正或負4%的誤差。
或者，及更通常地，運作中的壓水式反應器仰賴使用二次冷卻劑迴路之熱量平衡計算來間接測量主反應器流體之流動。熱量平衡係主冷卻劑系統與二次冷卻劑系統之間的能量平衡。二次冷卻劑系統之能量變化( ΔE s ) 係經由將二次冷卻劑系統之質量流動速率( Ṁ s ) 乘以進入蒸氣產生器之水( h in )與離開蒸汽產生器之水( h out )之間的焓變化( Δh)來確定。因此， ΔE s= Ṁ s·Δh ，其中 Δh = h in– h out 。主冷卻劑迴路能量變化( ΔE p )係經由將質量流動速率( Ṁ p )乘以比熱( C p )乘以進入熱交換器之水( T in )與離開熱交換器之水( T out) 之間的溫度變化( ΔT)來確定，或 ΔE p= Ṁ p· C p·ΔT ，其中( ΔT = T in– T out )。使主能量差與二次能量差相等( ΔE s= ΔE p )容許將主冷卻劑流動速率確定為 Ṁ p = Ṁ s·Δh / C p·ΔT 。與此方法相關的不準度主要取決於二次側的儀器。舉例來說，二次冷卻迴路中之質量流動可經由測量跨定位於二次冷卻迴路中之文氏管的壓差來確定。此一差壓測量可係二次冷卻迴路中質量流動測量的不準度來源。類似地，主冷卻迴路中之質量流動可由獲自主冷卻劑管道 110a中之前緣離心流量計 160的流動測量確定。在此測量中亦可能發生其他測量不準度。測量不準度的另一可能來源可係在熱交換器 130上游之蒸汽與熱交換器 130之下游之間之主冷卻劑迴路中測得的測量溫度差。舉例來說，熱柱管件 110c與冷柱管件 110b中之梯度(即熱柱及冷柱液流)阻礙準確測量溫度差的能力，從而為運作中之壓水式反應器引起在1.5至3%範圍內的高測量不準度。
此外，已注意到，在許多設施，由於由低洩漏負荷型態引起的熱柱溫度梯度增加，因而熱量流動測量不準度隨時間增加。低洩漏負荷型態導致使核心出口溫度梯度增加之核心徑向功率分佈的變化。此外，具有多個位於主冷卻劑系統之冷柱內之不同位置處之電阻熱偵測器(RTD)的設備已報告高於在原始工程設計中所考慮者的溫度差。舉例來說，原始設計基礎溫度差可已係華氏2度，而一些設備已報告超過華氏3度的溫度差。此外，較新世代的壓水式反應器可在熱柱中具有較稍早世代之壓水式反應器顯著更大的溫度梯度。熱柱與冷柱之間的溫度梯度差可改變用於流動測量之基於熱量的方法。由於此等不同議題的結果，熱量測量可僅準確至約正或負華氏3-4°。
因此，應明瞭需要改良主冷卻劑流動速率的測量或計算以解決在冷卻劑流動速率中以及在冷卻劑溫度測量中的此等各種誤差。
本申請案主張2020年9月22日提出申請之美國非臨時申請案序號17/028,297，標題「肘管分接頭流動測量之基於二維及三維模型的校正(TWO AND THREE-DIMENSIONAL MODEL BASED CORRECTION OF ELBOW TAP FLOW MEASUREMENT)」的權利，該案之內容以全文引用之方式併入本文。
以下發明內容是要幫助瞭解所揭示多個具體例獨特的一些創新特徵，且不意圖進行完整描述。從整個的所有說明書、申請專利範圍、及發明摘要可獲得對多個具體例的各種態樣的全面性理解。
如以上所揭示，將希望使用主冷卻劑系統差壓測量數據作為用來操作壓水式反應器的主要流動指示。然而，使用該數據可能只有在總測量不準度小於正或負4%時才有效。
在一態樣中，可將來自一或多個差壓感測器的數據與藉由主冷卻劑系統中之管件之至少一部分的流體流動模型所產生的數據組合。流體流動模型可係基於已知之流體動力學及主冷卻劑系統之管件幾何的準確測量。可使用由流體流動模型所產生的數據來校正源自差壓感測器測量之流動計算中的誤差。
在另一態樣中，來自流體流動模型之數據及來自熱量熱傳遞計算之計算皆可用來校正源自差壓感測器測量之流動計算中的誤差。
在又另一態樣中，可將來自一或多個差壓感測器之數據與來自流體流動模型之數據組合，以校正二次冷卻劑系統中之流體的溫度估算。
除非上下文另外清楚地規定，否則如本文中所使用之單數形式「一(a)」、「一個(an)」及「該(the)」包括複數個參考物。因此，本文中使用的冠詞「一」及「一個」係指一個或一個以上(即，至少一個)該冠詞的文法對象。舉例來說，「一元件」意指一個元件或多於一個元件。
在本申請案中，包括申請專利範圍，除非另外指示，否則表示數量、值或特性之所有數字應被理解為在所有情況下均由「約」字修飾。因此，即使字詞「約」可能未與數字一起明確地出現，但亦可將數字讀成如同前面具有「約」字。因此，除非有相反指示，否則在以下描述中所闡述之任何數值參數可取決於試圖在根據本揭示之組合物及方法中獲得的所需性質而變化。至少且不試圖將等效物原則之應用限制於申請專利範圍之範圍，本說明書中所描述之每一數值參數應至少鑒於所報告之有效數位的數目且藉由應用一般捨入技術來解釋。
此外，本文所列舉的任何數值範圍意欲包括其中涵蓋的所有子範圍。例如，範圍「1至10」意欲包括介於(且包括)所列舉的最小值1和所列舉的最大值10之間的任何及所有子範圍，亦即，具有等於或大於1的最小值及等於或小於10的最大值。
如以上所揭示，確定壓水式反應器之主冷卻劑迴路中之流體流動的當前方法可能具有約4%或以上左右的誤差。該等誤差可導致低估或高估通過主冷卻劑迴路或在二次冷卻劑迴路中之熱交換及渦輪機輸出中的溫度梯度。該等誤差亦可導致反應器安全性問題，乃因缺乏主流體流動之知識可導致不恰當地冷卻反應器核心。因此，希望發展改良確定主冷卻迴路中之流體流動及/或二次冷卻劑迴路中之溫度梯度之準確度的系統及方法。以下揭示與流體流動之經改良確定及用來解決此等問題之溫度交換技術相關的三個態樣。 1. 主迴路流體流動之經改良確定的第一示例
圖2A繪示於PWR反應器中之主冷卻劑迴路中之一件管道樣本。圖2B係描繪與確定主迴路中之流體流動之經改良方法相關之第一態樣的方塊圖。該方法可係基於計算通過主冷卻迴路管道之至少一部分之模型的流體流動。此一方法可包括使用計算流體動力學(CFD)。流體流動的CFD分析係基於欲計算之流動所通過之物理系統的數學模型。流體流動的動力學可係基於描述流體動力學之物理學的成熟方程式，包括，例如，帕松(Poisson)方程式及納維耳-史托克斯(Navier-Stokes)流動方程式。CFD分析系統可包括一或多個基於與下列相關之方程式的演算法：流體流動動力學、所分析之圍阻系統(諸如反應器中之主冷卻劑迴路)的數學模型、表徵經模型化之流體的參數、及將演算法應用至圍阻系統模型所需的任何需要參數及控制邏輯。在使用中，CFD分析系統可使用適當的流體流動方程式連同表徵流體的參數，並計算通過圍阻系統之模型之流體的流動。在一些CFD分析系統中，可在所需位置，諸如，但不限於，靠近圍阻系統之內表面、沿圍阻系統之中心軸(遠離內表面)，或在指定位置，諸如靠近流體流動感測器之主動元件，計算流體之流動向量。
因此，例如，繪示於圖2A，主冷卻迴路管道 200的例示性部分可包括兩個相對筆直的管段 204及 206，其通過彎曲段 208連接。筆直管段 204 、 206可各自分別以長度 l 1 、 及 l 2 表徵。彎曲段 208可以彎曲半徑 r表徵。管道亦可包括一或多個差壓感測器 212a 、 b，其可用來測量管道內，尤其係在彎曲處的壓力。壓力感測器 212a 、 b在彎曲段 208上之位置可根據相對於在彎曲段 208上之界標(諸如彎曲段 208之任一端與相鄰筆直管段 204或 206之焊接)的各種測量來界定。
管道 200可進一步藉由指定及表徵管道 200之佈局及幾何所需之任何數目的物理測量來表徵。該等測量可包括，但不限於，內部管直徑 D的一或多個測量、外部管直徑的一或多個測量、及內部管圓周 C的一或多個測量。可知曉，例如，界定主冷卻迴路的操作管道 200可能不為正圓柱形。因此，管的圓周 C可能偏離正圓形，且圓周 C的值及幾何可於管的長度上改變。在一些實例中，管的圓周 C可係橢圓形、卵形、或者具有扁平及/或曲折的組件。
另外，管的經測量內部直徑 D可視進行測量的方式而改變。可明瞭，例如，不管係在何處針對正交於圓柱體之縱軸的單一平面來測量，正圓形圓柱形管的直徑係不變的。然而，可明瞭，非圓形圓柱形管之直徑的測量可視在何處針對正交於圓柱體之縱軸的單一平面進行測量而改變。舉例來說，具有橢圓形橫截面之圓柱形管可具有多個對角測量(取決於在橫截面平面中的測量定向而定)，其範圍可從橢圓長軸之長度至橢圓短軸之長度。關於測量管的外部直徑，可進行類似的考量。
此外，彎曲段 208可能未藉由單一平滑彎曲半徑 r充分表徵，而係可於彎曲中包括扭結。結果，構成主冷卻迴路之管道的多個測量可能需為管道 200適當地表徵內部流動空間的形狀。
在各種態樣中，構成管道 200之管之外壁的輪廓可利用雷射掃描器測量。在各種態樣中，在管彎曲段 208處之管的外壁厚度可利用超音波感測器測量。熟悉技藝人士當知曉可使用測量管之外壁之輪廓及測量管彎曲處及沿主冷卻劑迴路中之管長度之其他地方處之管之外壁厚度的其他方法。舉例來說，其他方法可包括卡尺或配有測量裝置的特殊工具。
如圖2B中所繪示，可因此基於管的所有物理測量及流動及/或壓力感測器之位置建立主冷卻劑系統中之管道 200之物理幾何的計算流體動力學(CFD)模型 250，如以上所論述。在各種態樣中，CFD模型 250亦可模型化由在管件幾何上游及下游之反應器冷卻劑泵、或其他多維度流動效應所引起的可能渦流組分。
可能包括於CFD流動模型 250中之額外數據可包括可表徵流動通過管之流體的數據。該等特性可包括諸如溫度、密度、及黏度的流體參數。另外，CFD模型 250可包括差壓測量裝置 212a 、 b連同其在整個管道之測量定位的特性。該等特性可與用來進行差壓測量的機制、及將該測量轉換為流動測量的方式相關。
CFD模型 250可使用管道之數學模型來計算通過界定管道(以經測量主冷卻劑系統之管及彎曲之幾何性質表徵)之流體(以其流體參數表徵)的流動。管道之模型可基於管道的物理測量來建立，如以上所揭示。CFD模型 250可接著在不同模擬流動條件下產生差壓感測器 212a 、 b之數據輸出的估算。壓力感測器輸出之估算可接著如藉由CFD模型 250所計算與液體流動參數相關。
可知曉必須確定演算法模型化系統狀態之準確度以仰賴演算法的輸出計算。在一些態樣中，可將CFD模型 250所使用之方程式、及其應用至管道系統之任何模型的方式應用至一或多個具有其中流體之已知流動及壓力特性的基準系統。由於已知基準系統之流動及壓力特性，因此可視需要調整CFD模型 250之表徵參數，使得CFD演算法產生基準系統所預期的結果。使用該等基準系統來校正CFD模型可產生壓力感測器 212a 、 b之輸出的更準確估算。
除了CFD模型 250外，完整的CFD分析系統及方法可包括預測組件模組 260。可使用此一預測組件模組 260來比較獲自壓力感測器 212a 、 b之壓力測量數據與在各種模擬流動條件下來自CFD分析模組之輸出。舉例來說，壓力感測器之第一分析模型可模型化在各種流動條件下之壓力感測器 212a的輸出數據。類似地，壓力感測器之第二分析模型可模型化在同種流動條件下之壓力感測器 212b的輸出數據。在操作條件下，CFD分析模組 250可接收來自壓力感測器 212a之數據及來自壓力感測器 212b之數據。該數據可以無線方式或經由有線連接傳送至CFD模型 250，並分別與第一CFD壓力感測器模型及第二CFD壓力感測器模型作比較。可使用一或多個統計推論演算法來確定來自CFD流動模擬之哪個流動速率與感測器 212a及 212b之實際壓力感測器數據最匹配。然後可建構經測量壓力感測器數據之簡單轉變為流體流動速率，其可包括來自感測器 212a 、 b之壓力感測器數據的適當統計加權。在一些情況中，可根據標準方法來計算統計加權，例如揭示於美國機械工程師學會的「試驗不確定度：性能試驗法規」（ASME PTC 19.1-2013 “Test Uncertainty: Performance Test Code”）者，其全體內容針對所有用途以引用方式併入本文。
使用基於主冷卻系統之物理佈局及特性的該模型化可克服與感測器之缺乏校正相關之議題及區別來自感測器之測量中之隨機誤差相對偏差的問題。使用此一CFD分析系統可藉由降低壓力感測器測量之不準度而用來改良流動測量的準確度。結果，可將測定反應器平均溫度中之誤差降低至低於正或負4%、低於正或負3%、低於正或負2%、及較佳低於正或負1%。在一些態樣中，反應器平均溫度之不準度可較佳地降低至低於約正或負2-4%。
用來確定主冷卻劑迴路流體流動之經改良計算之CFD分析系統 300的第一示例可繪示於圖3中。因此，CFD分析系統 300可由一或多個處理器 310及一或多個記憶體組件 320構成。一或多個記憶體組件 320可包括經組構來儲存待藉由一或多個處理器 310執行之一或多個指令的記憶體電路。該等指令可包括，但不限於，與用來實施可包括CFD分析模組之流體動力學方程式相關的指令。另外，該等指令可包括，但不限於，與藉由預測組件模組進行之計算相關的指令，其可用來比較獲自壓力感測器之壓力測量數據與來自CFD分析模組之輸出。一或多個記憶體組件 320亦可包括經組構來儲存可由一或多個處理器 310用於流體動力學方程式或用於預測組件模組之一或多種類型數據的記憶體電路。該數據可與如由CFD分析模組所使用之冷卻劑流體之特性、數學常數之值、及用來基於管道之物理測量(諸如如以上所揭示之長度、直徑、及圓周)界定主冷卻劑迴路之結構的值相關。其他的數據可與由CFD分析系統 300所接收及由預測組件模組所使用之壓力感測器及流量計數據之加權值相關。記憶體組件 320及一或多個處理器 310可經電匯流排系統 317彼此互通數據。 可明瞭CFD分析模組及預測組件模組可僅在個別演算法及數學指令之意義上被視為個別模組。然而，用來執行該等軟體演算法之計算及邏輯指令可位於相同記憶體組件 320中或位於不同記憶體組件 320中。類似地，相同處理器 310可執行用於分析模組及預測組件模組兩者的指令，或不同處理器 310可執行用於分析模組及預測組件模組各者的指令。
CFD分析系統 300亦可包括各種介面，諸如輸入介面 330及輸出介面 335。輸入介面 330可包括容許CFD分析系統 300自CFD分析系統 300之外部接收數據所需之任何群組的硬體及軟體協定。該等協定的非限制性實例可包括任何類型的並聯電介面協定、任何類型的串聯電介面協定、任何類型的光學介面協定、及任何類型的無線介面協定。因此，在一些態樣中，輸入介面 330可容許CFD分析系統 300自設置於主冷卻劑迴路內之一或多個壓力感測器或流動感測器接收流體流動數據 312。舉例來說，流體流動數據 312可經由有線串聯協定由輸入介面 330中之一者接收。或者，流體流動數據 312可由其中一個輸入介面 330經由無線協定接收。CFD分析系統 300亦可自任何類型的使用者輸入裝置諸如，但不限於，鍵盤、手持式指向裝置、滑鼠、觸敏顯示螢幕、聲音輸入裝置、或其他如技藝中所知曉的人類輸入裝置接收使用者輸入數據 315。使用者輸入數據 315可用來修改與流體動力學計算相關聯的一或多個指令、修改流體動力學計算所使用的數值數據、或將由CFD分析系統 300所產生的數據引導至一或多個輸出裝置。各種輸入數據 312及/或 315可自輸入介面 330經輸入介面匯流排 319引導至處理器 310及/或記憶體組件 320。在一些態樣中，輸入介面匯流排 319可與電系統匯流排 317數據通信。
輸出介面 335可將由CFD分析系統 300所產生的輸出數據 325引導至任何適當的輸出裝置。輸出介面 335可包括容許CFD分析系統 300在 CFD分析系統 300之外部傳輸數據所需之任何群組的硬體及軟體協定。該數據可源自記憶體組件 320、一或多個處理器 310、或自輸入介面 330接收的數據。該等協定的非限制性實例可包括任何類型的並聯電介面協定、任何類型的串聯電介面協定、任何類型的光學介面協定、及任何類型的無線介面協定。用來接收數據的裝置可係光學顯示裝置、音頻裝置、或經組構來自CFD分析系統 300接收無線數據之裝置中的任何一或多者。各種輸出數據 325可經輸出介面匯流排 327自一或多個處理器 310及/或記憶體組件 320引導至輸出介面 335。在一些態樣中，輸出介面匯流排 327可與電系統匯流排 317數據通信。 2. 主迴路流體流量之經改良確定的第二示例
圖4描繪用來確定通過壓水式反應器之主冷卻劑迴路之流體流動特性之系統的第二示例。此一系統可併入針對圖2B揭示的CFD分析系統以及用來基於熱量質量流動計算確定流體流動的數據。
圖4包括類似於圖2B中所揭示者的CFD模型化模組 450。該模型可包括定義如圖2A中所繪示之主冷卻管道之幾何的物理參數。如同圖2B，該等參數可包括，但不限於，管內部直徑的一或多個測量、管外部直徑的一或多個測量、及管圓周的一或多個測量。其他參數可與管段之長度、及管道之彎曲或成角度部分的曲率半徑相關。此外，與一或多個差壓測量感測器及/或離心流量計之定位及其操作特性相關之參數可包括於CFD模型 450中。如由CFD模型化模組 450所應用之管道中之流體流動之物理學相關的演算法亦可以如以上針對圖2A及2B中揭示之系統所揭示之已知系統為基準來進行。
圖4亦引入熱量熱交換模組 455以基於以上揭示的質量交換計算來計算通過主冷卻劑迴路之冷卻劑的流動。熱量交換模組455可接收來自設置於主冷卻劑迴路中尤其在熱交換器上游及下游之多個溫度感測器的溫度數據。該等溫度感測器可容許熱量交換模組 455在冷卻劑流體與二次冷卻劑迴路中之二次冷卻劑流體交換熱時確定冷卻劑流體中之溫度變化。另外，熱量熱交換模組 455亦可自主冷卻劑迴路中之一或多個壓力感測器接收壓力數據。熱量交換模組 455可使用溫度及壓力數據來確定主冷卻迴路中之蒸汽的焓。在一些態樣中，焓確定可係基於已知之熱力學方程式及與冷卻流體相關聯的限制(例如，水的比熱)。在一些其他態樣中，焓確定可係基於冷卻流體之已知之列表值(例如，基於美國機械工程師學會或其他權威來源之公開數據的焓查找表)。
類似於如圖2B中所描繪之用來確定核反應器中之主冷卻迴路中之流體流動的改良方法，圖4中所描繪的第二示例亦可包括預測分析模型 460。在此情況，圖4中之預測分析模組 460可合併來自CFD模型化模組 450之數據以及來自熱量熱交換模組 455之估算與來自差壓感測器之實時數據。因此，可使用一或多個統計推論演算法來確定來自CFD流動模擬及熱量估算之組合的哪個流動速率與感測器之實際壓力感測器數據最匹配。然後可建構經測量之壓力感測器數據與流體流動速率的簡單轉換，其可包括來自感測器之壓力感測器數據的適當統計加權。可明瞭於圖4中描繪之預測分析模型 460可包括用來確定來自複數個壓力感測器之數據之統計加權的額外演算法。
可知曉基於管道之CFD模型、熱量交換估算、及獲自差壓感測器之數據之組合用來計算通過核反應器之主冷卻迴路之流體流動之經改良測量的系統可以類似於以上所揭示且繪示於圖3的系統實現。因此，數據輸入介面 330可自多個差壓感測器及溫度感測器獲得數據。一或多個記憶體組件 320可包括經組構來儲存待藉由一或多個處理器 310執行之一或多個指令的記憶體電路。記憶體組件 320可包括用來計算如以上針對圖2A及2B所論述之管道之CFD流體流動模型的指令。記憶體組件 320亦可包括基於熱量交換方程式及自溫度及壓力感測器接收之數據用來計算流體流動之估算的指令。與繪示於圖4中之預測分析模組相關聯的指令亦可儲存於記憶體組件 320中並確定來自差壓感測器之數據的最佳統計加權，以提供流體流動的最佳統計估算。 3. 二次迴路流體溫度之經改良確定的一示例
如以上所揭示，可合理地改良核反應器中之主冷卻迴路中之流體流動的確定。可使用該資訊來改良反應器之安全性的監測並確保主冷卻流體適當地自反應器核心吸收熱並將其轉移至二次冷卻迴路以用於產生電力。亦可有用地具有二次冷卻劑流體之溫度的準確測定。二次冷卻劑溫度的溫度變化可影響於蒸汽渦輪機中的發電效率。可知曉二次冷卻劑蒸汽的溫度降低可歸因於效率損失而減小由蒸汽渦輪機所產生的能量量值。或者，如二次冷卻劑蒸汽之溫度提高，則提高的溫度可由於物理結構之熱引發的機械老化而對二次冷卻劑系統中之管道及蒸汽渦輪機具有負面影響。因此，可針對安全性及功率轉換理由有用地具有於二次冷卻劑迴路中所產生之蒸汽之溫度的準確知識。
由以上揭示的質量轉移方程式而知曉 Ṁ p = Ṁ s·Δh / C p·ΔT 。此方程式容許確定主冷卻系統中之流體流動。然而，可將方程式重新整理為( ΔT) · Ṁ p/ Ṁ s= Δh / C p 。在此方程式中， Δh/ C p 對應於二次冷卻迴路中之溫度變化。因此，若知曉或準確地模型化主冷卻迴路中之冷卻劑的質量轉移(流體流動)，則可估算二次冷卻迴路中的溫度差。
圖5繪示可用來更準確地確定二次冷卻迴路中之溫度的系統。圖5始於如圖2B中所描繪之CFD模型化模組 550及預測流動分析模組 560。可明瞭以上針對主冷卻迴路中之流體流動之CFD模型 250及預測分析 260所揭示之組件及計算類似於圖5中所描繪者(分別為元件符號 550及 560)。預測分析模組 560的輸出可提供主冷卻迴路中之流體流動的改良估算。主冷卻劑流動之此更準確的確定可由熱量熱交換計算 555使用，其連同來自主冷卻迴路之溫度數據，以計算二次冷卻迴路中的經改良溫度差。
可知曉基於管道之CFD模型 550、熱量交換估算 560、及獲自差壓感測器之數據的組合用來計算核反應器之二次冷卻迴路中之冷卻劑溫度之經改良測量的系統可以類似於以上所揭示且繪示於圖3中者的系統實現。因此，數據輸入介面330可自多個差壓感測器及溫度感測器獲得數據。一或多個記憶體組件 320可包括經組構來儲存待藉由一或多個處理器 310執行之一或多個指令的記憶體電路。記憶體組件 320可包括用來計算如以上針對圖2B所論述之管道之CFD流體流動模型 550的指令。該等指令可包括，但不限於，與用來實施可包括CFD分析模組之流體動力學方程式相關的指令。另外，該等指令可包括，但不限於，與藉由預測組件模組 560所進行之計算相關的指令，其可用來比較獲自壓力感測器之壓力測量數據與來自CFD分析模組之輸出。記憶體組件 320亦可包括基於熱量交換方程式、及自溫度感測器接收之數據、主冷卻系統流動之經改良估算、及壓力感測器用來計算二次冷卻迴路之估算的指令。
雖然已於前述說明中闡述各種細節，但當明瞭可不利用此等特定細節而實施用來控制轉換器之操作之裝置及技術的各種態樣。熟習該項技藝者將明白，為概念上的清楚起見，文中描述的組件(例如，操作)、裝置、物件、和伴隨其的討論係用作示例，並考慮各種組構修改。因此，如本說明書的使用，所闡述的特定範例和所附的討論旨在於表示其的更一般性類別。一般而言，任何具體範例之使用意欲表示其類別，且對具體組件(例如，操作)、裝置及物件之未包括不應視為限制性的。
此外，雖然已說明及描述數種形式，但是申請人不旨在將文後申請專利範圍的範疇侷限或限制於此細節。在不悖離本發明的範疇之情況下，熟習該項技藝者將可對這些形式實施多種修改、變化、改變、替換、組合、及等同形式。此外，有關所述形式的每個元件的結構可替換性描述為用於提供由元件執行的功能之一構件。同樣，在針對某些組件揭露材料的情況，可使用其他材料。因此，應瞭解，前述說明和隨附申請專利範圍旨在涵蓋所揭露形式範疇內的所有此類修改、組合、和變化。隨附申請專利範圍旨在涵蓋所有此類修改、變化、改變、替代、修改、和等同形式。
為揭示的簡明及清楚起見，已用方塊圖形式而非詳細地描述前述揭示的選定態樣。文中提供之詳細說明的一些部分可用操作儲存於一或多個電腦記憶體或一或多個數據儲存裝置(例如，軟式磁碟機、硬式磁碟機、光碟(CD)、數位影音光碟(DVD)、或數位磁帶)中之數據的指令來呈現。該等說明及呈現由熟悉技藝人士用來向其他熟悉技藝人士說明及傳達其之研究本質。一般而言，演算法係指導致所要結果的步驟的自相一致序列，其中「步驟」係指物理量及/或邏輯狀態的操縱，其雖不必然，但可採取能夠經儲存、傳輸、組合、比較、及以其他方式操縱的電或磁信號的形式。通常將這些信號稱為位元，數值、元素、符號、字元、項、數字等。這些和類似術語可能與適當的物理量有關聯，且僅是應用於這些量級及/或狀態的方便標誌。
除非另有特別說明，否則從前述揭露應明白，瞭解到，在整個前面揭露中，使用諸如「處理」或「演算」或「計算」或「確定」或「顯示」等術語的討論係指電腦系統或類似電子計算裝置的動作和處理，其操縱電腦系統的暫存器和記憶體內表示為物理(電子)量的數據及將其轉換成類似地表示為電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存、傳輸或顯示裝置內的物理量之其他數據。
一般而言，熟悉技藝人士當知曉可將文中描述之可由寬廣範圍之硬體、軟體、韌體、或其任何組合個別地及/或集體地實施之各種態樣視為由各種類型的「電路」構成 。因此，如本說明書的使用，「電路」包含，但不限於，具有至少一非連續電路的電路、具有至少一積體電路的電路、具有至少一特殊應用積體電路的電路、形成由電腦程式組構的通用計算裝置(例如，由電腦程式所組構的通用電腦，其至少部分執行本說明書所述的處理及/或裝置；或由電腦程式所組構的微處理器，其至少部分執行本說明書所述的處理及/或裝置)的電路、形成記憶體裝置的電路(例如，隨機存取記憶體的形式)、及/或形成通訊裝置(例如，數據機、通訊交換機或光電設備)的電路。熟習該項技藝者將明白，本說明書描述的專利標的可採用一類比或數位方式或其某些組合來實施。
前述實施方式已由使用方塊圖、流程圖、及/或示例闡述多個裝置及/或處理的各種形式。在此方塊圖、流程圖、及/或示例包括一或多個功能及/或操作的情況，熟習該項技藝者將瞭解，通過廣泛的硬體、軟體、韌體、或其實際上的任何組合可單獨及/或整個實施此方塊圖、流程圖、及/或示例內的每個功能及/或操作。在一形式中，本說明書描述的專利標的的若干部分可經由特殊應用積體電路(ASIC)、場域可程式化閘陣列(FPGA)、數位信號處理器(DSP)、或其他積體格式來實施。然而，熟習該項技藝者將明白，作為在一或多個電腦上執行的一或多個電腦程式(例如，作為在一或多個電腦系統上執行的一或多個程式)、作為在一或多個處理器上執行的一或多個程式(例如，作為在一或多個微處理器上執行的一或多個程式)、作為韌體、或作為其實質上的任何組合，本說明書所揭露形式的某些態樣可全部或部分地等效地在積體電路實施，且設計電路及/或撰寫用於軟體及/或韌體的程式碼將完全在熟悉本發明技藝者之技術範圍內。另外，熟習該項技藝者將明白，本說明書所述專利標的之機制能夠採用多種形式發行為一或多個程式產品，且不論用於實質實現發行的訊號承載媒體的特定類型為何，本說明書所述專利標的之一示意形式均適用。訊號承載媒體的實例包括，但不限於，下列：可記錄型媒體諸如軟式磁碟機、硬式磁碟機、光碟(CD)、數位影音光碟(DVD)、數位磁帶、電腦記憶體等；及傳輸型媒體諸如數位及/或類比通訊媒體(例如，光纖電纜、波導、有線通訊連結、無線通訊連結(例如，發射器、接收器、傳輸邏輯、接受邏輯等)等等)。
在一些實例中，一或多個元件可能使用表述語「耦合」及「連接」以及其衍生詞來描述。應明瞭此等術語不意欲為彼此的同義詞。舉例來說，一些態樣可使用術語「連接」來描述以指示兩個或更多個元件彼此直接實體或電接觸。在另一實例中，一些態樣可使用術語「耦合」來描述以指示兩個或更多個元件直接實體或電接觸。然而，術語「耦合」亦可意指兩個或更多個元件彼此不直接接觸，但仍彼此協同作用或相互作用。應明瞭包含在不同的其他組件內或與不同的其他組件連接之不同組件的所描繪架構僅係示例，且事實上可實施達成相同功能性的許多其他架構。在一概念意義上，達成相同功能性之組件的任何配置有效地「締合」，以致達成期望的功能性。因此，文中經組合以達成特定功能性之任何兩個組件可被視作彼此「締合」，以致達成期望的功能性，而不管架構或中間組件為何。同樣地，經如此締合的任何兩個組件亦可被視作彼此「可操作連接」、或「可操作耦合」以達成期望的功能性，且能夠經如此締合的任何兩個組件亦可被視作彼此「可操作耦合」以達成期望的功能性。可操作耦合的特定實例包括，但不限於，可實體匹配及/或實體相互作用的組件、及/或可無線相互作用、及/或無線相互作用組件、及/或邏輯相互作用、及/或可邏輯相互作用組件、及/或電相互作用組件、及/或可電相互作用組件、及/或光學相互作用組件、及/或可光學相互作用組件。
在其他實例中，一或多個組件在本說明書中可被稱為「經組構以」、「可組構以」、「可操作/可操作成」、「經調適/可調適」、「能夠」、「適用於/符合於」等。熟習該項技藝者將明白，除非前後文另有特別需求，否則「經組構以」通常可包括主動狀態組件及/或非主動狀態組件及/或待命狀態組件。
雖然已描繪及說明本揭示之特定態樣，但熟悉技藝人士當明瞭，基於文中之教示，可進行變化及修改而不悖離本說明書所述專利標的及其較寬廣態樣，及因此，隨附申請專利範圍應於其範疇內涵蓋在本說明書所述專利標的之真實範疇內的所有該等變化及修改。熟習該項技藝者應明白，一般而言，本說明書且特別是在所附申請專利範圍(例如，所附申請專利範圍的主體)中使用的用語通常是指「開放性(open)」用語(例如，用語「包含(including)」應解釋為「包含但不限於」，用語「具有(having)」應解釋為「至少具有」，用語「包含(includes)」應解釋為「包含但不限於」等)。熟習該項技藝者將更瞭解，如果意欲特定數量的所引用請求項陳述(claim recitation)，則在申請專利範圍中明確陳述此意圖，而在沒有此陳述的情況下，則此意欲就不存在。例如，為了幫助瞭解，隨後所附申請專利範圍可包含引介片語「至少一個(at least one)」和「一或多個(one or more)」的使用以引介請求項陳述。然而，這類片語的使用不應經詮釋以暗示請求項陳述中以不定冠詞「一(a)」或「一個(an)」引介將包含此所引介請求項陳述的任何特定請求項限制為僅含一此種陳述的請求項，即使當相同請求項包括引介片語「一或多個」或「至少一個」和諸如「一」或「一個」的不定冠詞(例如，「一」及/或「一個」通常應解釋為意指「至少一個」或「一或多個」)；對用於引介請求項陳述的定冠詞使用亦是如此。
此外，即使明確陳述一特定數量的所引介請求項陳述，熟習該項技藝者將明白，這類陳述通常應解釋成意指至少所陳述的數目(例如，沒有其他修飾語之「兩陳述」的真實陳述通常意指至少兩陳述，或兩或多個陳述)。此外，在使用類似於「A、B和C等之至少一者」 的習用語的這類情況下，通常此語法結構是熟習該項技藝者所能夠理解習用語的意義(例如，「一種具有A、B和C之至少一者的系統」將包括，但不限於，僅具A、僅具B、僅具C、結合A和B、結合A和C、結合B和C、及/或結合A、B和C等的系統)。在使用類似於「A、B或C等之至少一者」 的習用語的這類情況下，通常此語法結構是熟習該項技藝者所能夠理解習用語的意義(例如，「一種具有A、B或C之至少一者的系統」將包括，但不限於，僅具A、僅具B、僅具C、結合A和B、結合A和C、結合B和C、及/或結合A、B和C等的系統)。熟習該項技藝者將更瞭解到，無論是在實施方式、申請專利範圍或圖式中，通常代表兩或多個替代性用語的選擇性字及/或用語都應理解成，除非另有特別說明，否則考慮包括多個用語之一者、多個用語之任一者、或兩用語的可能性。例如，用語「A或B」將通常瞭解為包括「A」或「B」或「A和B」的可能性。
關於所附申請專利範圍，熟習該項技藝者應明白，其中所列舉的操作通常可採用任何順序執行。而且，雖然順序示出各種操作流程，但是應瞭解，可採用所示意說明以外的其他順序來執行各種操作；或者，可同時執行各種操作。除非另有特別說明，否則這些替代排序的實例可包括重疊、交錯、中斷、重新排序、遞增、準備、補充、同時、反向或其他變異排序。此外，除非另有特別說明，否則如「隨著」、「關於」或其他過去式形容詞之類的用語通常不意欲排除這類變異形式。
值得注意，「一種態樣」、「一態樣」、「一種形式」、或「一形式」的任何參考意味著結合態樣描述的特定特徵、結構或特性包含在至少一態樣中。因此，在整個說明書中各處出現的用語「在一種態樣」、「在一態樣」、「在一種形式」或「在一形式」不必然都意指相同態樣。此外，在一或多個態樣中可採用任何適當方式組合多個特定特徵、結構或特性。
關於文中實質上任何複數及/或單數項的使用，熟悉技藝人士可視前後文及/或應用之情況自複數轉變為單數及/或自單數轉變為複數。文中為清楚起見而未明確陳述各種單數/複數排列。
在某些情況中，系統或方法的使用可發生在一區域中，即使組件係位在該區域外部。舉例來說，在分散式計算情況中，分散式計算系統的使用可發生在一區域中，儘管該系統的部分可能係位於該區域外部(例如，位於該區域外部的繼電器、伺服器、處理器、訊號承載媒體、傳輸電腦、接收電腦等)。
系統或方法的銷售可同樣地發生在一區域中，即使該系統或方法之組件係位在該區域外部及/或在該區域外部使用。此外，用來在一區域中進行方法之系統之至少部分的實施不排除在另一區域中使用該系統。
將於本說明書中提及及/或列於任何申請資料表(Application Data Sheet)或任何其他揭示文獻中之所有前述美國專利、美國專利申請公開案、美國專利申請案、外國專利、外國專利申請案、非專利公開案在與本文無不一致的範圍內以引用的方式併入本文。因此，在必要的程度上，本說明書明確闡述的揭露內容係取代併入本說明書供參考的任何矛盾文獻。併入本說明書供參考但與本說明書闡述的現有定義、聲明或其他揭露文獻相矛盾的任何文獻或其部分，將僅以所併入文獻與現有揭露文獻之間不發生矛盾的程度併入。
總之，已描述由於採用本說明書描述的概念而產生的眾多好處。為了示意說明和描述之目的，已呈現一或多個形式的前面描述。其不旨在窮舉或限制所揭露的確實形式。鑒於前述的教示，可進行修改或變化。為了示意說明原理和實際應用，選擇及描述一或多個形式，從而使熟習該項技藝者能夠利用各種形式及適於所預期的特定用途的各種修改。意圖據此所提交的申請專利範圍定義整個範疇。
100:主冷卻劑系統 110:主冷卻系統管道 110a:管 110b:管 110c:管 112:肘管區段 120:泵 130:熱交換器 150:管道 152:分接頭 154:差壓流量感測器 160:離心流量計 200:主冷卻迴路管道 204:管段 206:管段 208:彎曲段 212a:差壓感測器 212b:差壓感測器 250:計算流體動力學(CFD)模型 260:預測組件模組 300:CFD分析系統 310:處理器 312:流體流動數據 315:使用者輸入數據 317:電匯流排系統 319:輸入介面匯流排 320:記憶體組件 325:輸出數據 327:輸出介面匯流排 330:輸入介面 335:輸出介面 450:CFD模型化模組 455:熱量熱交換模組 460:預測分析模型 550:CFD模型化模組 555:熱量熱交換計算 560:預測流動分析模組 C:內部管圓周 D:內部管直徑 l 1:長度 l 2:長度 r:彎曲半徑
可藉由參看附圖較佳地理解本揭示之特性及優點。
圖1係根據本揭示之一態樣，顯示例示性肘管分接頭裝設組態之主冷卻劑迴路之截面的示意說明。
圖2A係根據本揭示之一態樣，於主冷卻劑迴路中之一件管道的示意說明。
圖2B係根據本揭示之一態樣，使用計算流體動力學模型化之流體流動測量系統之第一態樣的方塊圖。
圖3係根據本揭示之一態樣，為計算流體流動分析系統之一示例的方塊圖。
圖4係根據本揭示之一態樣，使用計算流體動力學模型化及熱量平衡數據之流體流動測量系統之第二態樣的方塊圖。
圖5係根據本揭示之一態樣，於二次冷卻迴路中更準確地測定溫度之一態樣的方塊圖。
212a:差壓感測器
212b:差壓感測器
250:計算流體動力學(CFD)模型
260:預測組件模組
C:內部管圓周
D:內部管直徑
l1:長度
l2:長度
r:彎曲半徑

Claims (18)

  1. 一種用來確定核反應器之主冷卻迴路中之冷卻劑流體流動速率的系統，該系統包括： 處理器單元；及 記憶體組件， 其中該記憶體組件係經組構以儲存界定該主冷卻迴路之至少一部分之機械組件之一或多個測量值的主冷卻迴路物理數據，及 其中該記憶體組件係經組構以儲存一或多個指令，該等指令在由該處理器單元執行時，導致該處理器單元： 自設置於該主冷卻迴路內之複數個差壓感測器接收壓力數據； 至少部分基於該等主冷卻迴路物理數據來計算通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件的流體流動模型； 比較來自該複數個差壓感測器之壓力數據與得自通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動速率模型的經估算壓力數據；及 基於得自該流體流動速率模型的經估算壓力數據計算來自該複數個差壓感測器之壓力數據的統計加權。
  2. 如請求項1之系統，其中在由該處理器單元執行時，導致該處理器單元計算通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動模型的該等指令包括用來計算該主冷卻迴路之該至少部分之計算流體流動動力學模型的演算指令。
  3. 如請求項2之系統，其中用來計算計算流體流動動力學模型的該等演算指令係以具有已知物理參數及經測量流體流動之樣本主冷卻迴路為基準來進行。
  4. 如請求項1之系統，其中該等主冷卻迴路物理數據包括下列中之一或多者： 構成該主冷卻迴路之該至少部分之管道之至少一部分之長度的測量值； 構成該主冷卻迴路之該至少部分之該管道之該至少一部分之內部直徑的至少一個測量值； 構成該主冷卻迴路之該至少部分之該管道之該至少一部分之外部直徑的至少一個測量值； 構成該主冷卻迴路之該至少部分之該管道之該至少一部分之圓周的至少一個測量值；及 構成該主冷卻迴路之該至少部分之該管道之至少一非線性部分之彎曲半徑的至少一個測量值。
  5. 如請求項4之系統，其中該等物理數據包括藉由雷射掃描器或超音波感測器之一或多者測量之構成該主冷卻迴路之該至少部分之管道之該至少一部分的測量值。
  6. 如請求項4之系統，其中該管道之該非線性部分包括具有約90°之彎曲半徑的肘管。
  7. 如請求項1之系統，其中該等物理數據包括與該複數個差壓感測器之一或多者相關聯的數據。
  8. 如請求項7之系統，其中與該複數個差壓感測器之一或多者相關聯的該等數據包括該複數個差壓感測器之該一或多者在該主冷卻迴路之該至少部分中的位置。
  9. 如請求項8之系統，其中與該複數個差壓感測器之該一或多者在該主冷卻迴路之該至少部分中之位置相關聯的該等數據包括在該主冷卻迴路之非線性部分上之一或多個徑向定位。
  10. 如請求項1之系統，其進一步包括一或多個輸入介面及一或多個輸出介面。
  11. 如請求項10之系統，其中該一或多個輸入介面係經組構以自該複數個差壓感測器接收該等壓力數據。
  12. 如請求項10之系統，其中該一或多個輸入介面係經組構以自由使用者操作的裝置接收該等主冷卻迴路物理數據。
  13. 如請求項10之系統，其中該等輸出介面與經組構以顯示與流體流動模型及該等壓力數據之統計加權相關聯之一或多個數據的一或多個顯示裝置數據通信。
  14. 一種用來確定核反應器之主冷卻迴路中之冷卻劑流體流動速率的系統，該系統包括： 處理器單元；及 記憶體組件， 其中該記憶體組件係經組構以儲存界定該主冷卻迴路之至少一部分之機械組件之一或多個測量值的主冷卻迴路物理數據，及 其中該記憶體組件係經組構以儲存一或多個指令，該等指令在由該處理器單元執行時，導致該處理器單元： 自設置於該主冷卻迴路內之複數個差壓感測器接收壓力數據； 至少部分基於該等主冷卻迴路物理數據來計算通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件的流體流動模型； 比較來自該複數個差壓感測器之壓力數據與得自通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動速率模型的經估算壓力數據； 至少部分基於來自設置於該主冷卻迴路內之該複數個差壓感測器之壓力數據及來自設置於該主冷卻迴路內之複數個溫度感測器之溫度數據使用熱量熱交換計算來計算通過該主冷卻迴路之經估算流體流動值；及 基於得自通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動速率模型的經估算壓力數據及基於該熱量熱交換計算通過該主冷卻迴路之該經估算流體流動值來計算通過該主冷卻迴路之流體流動的統計加權測量值。
  15. 如請求項14之系統，其中該記憶體組件中經組構來使用熱量熱交換計算法計算通過該主冷卻迴路之經估算流體流動值的該等指令進一步包括基於來自設置於該主冷卻迴路內之該複數個差壓感測器之壓力數據及來自設置於該主冷卻迴路內之複數個溫度感測器之溫度數據自該冷卻劑流體之已知列表值獲得該冷卻劑流體之焓變化值的指令。
  16. 如請求項14之系統，其中在由該處理器單元執行時，導致該處理器單元計算通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動模型的該等指令包括用來計算該主冷卻迴路之該至少部分之計算流體流動動力學模型的演算指令。
  17. 如請求項16之系統，其中用來計算計算流體流動動力學模型的該等演算指令係以具有已知物理參數及經測量流體流動之樣本主冷卻迴路為基準來進行。
  18. 一種用來確定核反應器之二次冷卻迴路中之冷卻劑流體溫度的系統，該系統包括： 處理器單元；及 記憶體組件， 其中該記憶體組件係經組構以儲存界定該主冷卻迴路之至少一部分之機械組件之一或多個測量值的主冷卻迴路物理數據，及 其中該記憶體組件係經組構以儲存一或多個指令，該等指令在由該處理器單元執行時，導致該處理器單元： 自設置於該主冷卻迴路內之複數個差壓感測器接收壓力數據； 至少部分基於該等主冷卻迴路物理數據來計算通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件的流體流動模型； 比較來自該複數個差壓感測器之壓力數據與得自通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動速率模型的經估算壓力數據； 基於得自通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動速率模型的經估算壓力數據來計算通過該主冷卻迴路之流體流動的統計加權測量值；及 基於得自通過該主冷卻迴路之該至少部分之該等機械組件之流體流動速率模型的經估算壓力數據及來自設置於該主冷卻迴路內之複數個溫度感測器之溫度數據至少部分基於通過該主冷卻迴路之流體流動的統計加權測量值使用熱量熱交換計算來計算通過該二次冷卻迴路之經估算流體溫度值。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11821775B2 (en) * 2021-05-10 2023-11-21 The Johns Hopkins University Mass flow meter
CN114996850B (zh) * 2022-06-13 2024-05-10 一汽解放汽车有限公司 一种基于cfd仿真技术的汽车冷却系统设计分析方法
CN117558472B (zh) * 2024-01-11 2024-03-15 深圳大学 核反应堆冷却系统及其冷却控制方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06130177A (ja) * 1992-10-21 1994-05-13 Toshiba Corp 原子炉監視装置
US7254518B2 (en) * 1996-03-28 2007-08-07 Rosemount Inc. Pressure transmitter with diagnostics
US6654697B1 (en) * 1996-03-28 2003-11-25 Rosemount Inc. Flow measurement with diagnostics
JPH10177086A (ja) * 1996-12-17 1998-06-30 Toshiba Corp 原子炉一次冷却材流量の測定装置及び測定方法
US8006507B2 (en) * 2008-02-28 2011-08-30 Hill Phoenix, Inc. System and method for secondary coolant pump control for a refrigeration system
FR2978242B1 (fr) * 2011-07-22 2013-08-02 Electricite De France Suivi du debit dans une conduite hydraulique fermee
US10317261B2 (en) * 2015-06-30 2019-06-11 Johnson Controls Technology Company Systems and methods for controlling flow rate using differential pressure measurements

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