Способ определения расхода теплоносителя в каналах яэу

 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для определения расхода теплоносителя в каналах ядерных энергетических установок при измерении расхода теплоносителя с помощью турбинных расходомеров различных типов. В способе измерения расхода преобразуют вращательное движение турбинного расходомера в систему электрических импульсов. Создают выходной сигнал путем опроса сформированной системы электрических импульсов с частотой выше предельной f>fпр, определяют число импульсов за время экспозиции, определяют расход теплоносителя на основе предварительно полученной зависимости – G (n), где fпр - предельная частота; n – число импульсов, измеренных за время экспозиции, с кратностью fпр. Технический результат – повышение точности определения расхода теплоносителя. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для определения расхода теплоносителя в каналах ядерных энергетических установок при измерении расхода теплоносителя с помощью турбинных расходомеров различных типов.

Известен способ измерения расхода, заключающийся в измерении перепада давления на сужающемся устройстве, размещаемом в трубопроводе, и определении расхода на основе предварительно полученной зависимости G = f(P), где G - измеряемый расход, Р - перепад давления на сужающем устройстве (В.П. Преображенский. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978 г., с.434).

Основной недостаток способа заключается в том, что при измерении по этому способу достаточно сложно разместить сужающее устройство в трубопроводах большого диаметра (каналы ЯЭУ) и вывести импульсные трубки к измерителям. При установке сужающего устройства в канал имеют место большие потери напора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения расхода, заключающийся в том, что преобразуют вращательное движение турбинного расходомера в систему электрических импульсов, создают выходной сигнал путем формирования импульсов постоянной длительности, преобразования их в токовый сигнал, интегрирования токового сигнала в течение времени экспозиции и определения расхода на основе предварительно полученной зависимости расхода от выходного сигнала G = f(I) (H.A. Доллежаль, И.Я. Емельянов. Канальный ядерный энергетический реактор. М.: Атомиздат, 1980 г., с.140). Такой способ измерения расхода используется в настоящее время при измерении расхода в каналах РБМК. В качестве расходомеров используют шариковые расходомеры типа ШАДР-32М и ШАДР-8А. Недостатки расходомеров типа ШАДР-32М и ШАДР-8А известны и описаны в (H.A. Доллежаль, И.Я. Емельянов. Канальный ядерный энергетический реактор. М.: Атомиздат, 1980 г., с.140). Остановимся на недостатках способа, относящихся к снятию сигнала и собственно определению расхода. На фиг.1 показана схема, реализующая способ.

Основной недостаток способа заключается в том, что точность определения расхода невелика. Основная погрешность каждого измерительного канала обусловлена погрешностью ШАДРа и ТИБРа. Если первый из них обладает узким динамическим диапазоном и S-образной нелинейностью преобразования, то второй имеет погрешность, связанную с нелинейностью 1/S вида. Увеличивают погрешность измерения и последующие блоки ГНП и ГИП. Кроме того, присутствует и динамическая составляющая погрешности, определяемая функцией сглаживания ТИБРа и моментом преобразования аналогового сигнала в цифровой код. Кроме того, с течением времени выходной сигнал МИП уменьшается по амплитуде, что связано с деградацией параметров совместно работающих ШАДРа и МИПа. Износ и деформации шарика приводят к флуктуации частоты вращения при постоянном расходе теплоносителя. Все это приводит к изменению первоначально полученной градуировочной характеристики вида G=f(I), причем изменение характеристики в процессе эксплуатации не известно. Последнее приводит к тому, что измеряемый расход может значительно отличаться от действительного.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении точности определения расхода теплоносителя, что обеспечивается тем, что создают выходной сигнал путем опроса сформированной системы электрических импульсов с частотой выше предельной f > fпp, определяют число импульсов за время экспозиции, определяют расход теплоносителя на основе предварительно полученной зависимости - G (n), где fпp - предельная частота; n - число импульсов, измеренных за время экспозиции с кратностью fпp.

Прямое использование одной величины n позволяет исключить дополнительные звенья, цепи и алгоритмы преобразования в измерительном канале и связанные с ними погрешности.

Предельная частота fпp определяется на основе анализа системы электрических импульсов, на выходе магнитоиндукционных преобразователей.

На фиг.2 показана структурная схема фрагмента измерительной системы контроля расхода воды, реализующая предлагаемый способ.

Конструктивно измерительная система, реализующая предлагаемый способ, фиг.2, состоит из двух одинаковых автономных подсистем, каждая из которых обслуживает половину реактора. Каждая подсистема, с целью повышения живучести, размещается в трех разнесенных друг о друга конструктивах. Информация от расходомеров также равномерно распределяется на три группы и обрабатывается в трех независимых устройствах.

Способ определения расхода теплоносителя осуществляется следующим образом.

Вращательное движение турбинного расходомера (ШАДР-8А и (или) ШАДР-32М) преобразуется в систему электрических импульсов с помощью магнитоиндукционного преобразователя МИПа, создают выходной сигнал путем опроса сформированной системы электрических импульсов с частотой выше предельной f > fпp. Последнее достигается с помощью компаратора, преобразующего частотные сигналы в цифровые сигналы, которые формируют сигнал логической единицы в регистре, если на временном интервале измерения находился частотный сигнал МИПа. Если сигнал с МИПа отсутствовал, то формируется сигнал логического нуля. При формировании выходного сигнала ставится единственное условие - число интервалов измерения в единицу времени должно превышать максимальную частоту следования импульсов МИПа при максимальном расходе. В нашем случае это условие выполняется при 50 временных интервалах в секунду. Подсчет импульсов на временном интервале осуществляется программным способом в компьютере, где и формируется матрица контроля расхода воды, представленная в частотном виде.

В качестве примера рассмотрим измерение расхода предлагаемым способом в технологических каналах РБМК. В таблице представлены оценки погрешности измерения расхода при различных его значениях (различная частота импульсов МИП) в зависимости от времени опроса. Как видно из таблицы, повышение точности достигается увеличением времени измерения, когда берется несколько отсчетов и их значения усредняются. Процедура осреднения основывается на предположении, что погрешности обусловлены случайными факторами и стремятся к нулю при усреднении на большом ансамбле отсчетов.

Основная погрешность первичных преобразователей равна ±1,5%. С учетом погрешностей формирования выходного сигнала (таблица) общая погрешность измерения расхода не превысит 2%. При использовании известного способа измерения расхода, который в настоящее время используется на атомных станциях с РБМК, погрешность определения расхода может доходить до 10%.

Таким образом, предлагаемое техническое решение путем исключения дополнительных каналов преобразователя и связанных с ним погрешностей позволяет повысить точность определения расхода теплоносителя в каналах ЯЭУ.

Формула изобретения

Способ определения расхода теплоносителя в каналах ЯЭУ, заключающийся в том, что преобразуют вращательное движение турбинного расходомера в систему электрических импульсов, отличающийся тем, что создают выходной сигнал путем опроса сформированной системы электрических импульсов с частотой выше предельной f > fпр, определяют число импульсов за время экспозиции, определяют расход теплоносителя на основе предварительно полученной зависимости – G(n), где fпр - предельная частота, n – число импульсов, измеренных за время экспозиции с кратностью fпр.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к канальным ядерным реакторам, в частности к устройствам для контроля расхода воды-теплоносителя в первом контуре канального ядерного реактора серии РБМК

Изобретение относится к области радиохимического анализа

Изобретение относится к канальным ядерным реакторам, в частности к устройствам для контроля расхода воды-теплоносителя в первом контуре канального ядерного реактора серии РБМК

Изобретение относится к способу и устройству для получения жидкой пробы из защитной противоаварийной оболочки реактора атомной электростанции с помощью пробоотборного сосуда

Изобретение относится к измерительному устройству для определения концентрации бора в теплоносителе контура охлаждения ядерной энергетической установки

Изобретение относится к устройству для газации водородом жидкого теплоносителя первого контура реактора, охлаждаемого водой под давлением, причем реактор, охлаждаемый водой под давлением, снабжен емкостью компенсатора объема и по меньшей мере одним подключенным за ней насосом высокого давления
Изобретение относится к области измерительной техники и служит для определения ресурса работы ядерных реакторов типа реакторов большой мощности канальных (РБМК) по критерию измерения величины зазора между технологическим каналом и графитовой кладкой

Изобретение относится к атомной технике, а точнее - к контролю или диагностике параметров ядерной энергетической установки

Изобретение относится к области измерительной техники и служит для определения ресурса работы ядерных реакторов типа РБМК по критерию исчерпания зазора в системе технологический канал - графитовая кладка

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ядерных энергетических установках

Изобретение относится к области атомной техники и предназначено для контроля состояния активной зоны судовой ядерной энергетической установки с водным теплоносителем

Изобретение относится к высокоэффективной жидкой среде с распределенными наночастицами для охлаждения ядерного реактора в качестве основного материала, с которым смешаны наночастицы, к способу и устройству для изготовления жидкой среды и к способу обнаружения утечки жидкой среды

Изобретение относится к ультразвуковому измерительному преобразователю, который направляет и принимает ультразвуковые волны в жидкий тяжелый металл/из него, и в частности - к ультразвуковому измерительному преобразователю для жидкого металла, выполненному с возможностью эффективного направления ультразвуковых волн в жидкий тяжелый металл и приема ультразвуковых волн, проходящих в жидком тяжелом металле, путем оптимизации материала смачиваемой части преобразователя

Изобретение относится к области атомной техники и предназначено для контроля герметичности парогенераторов судовой ядерной энергетической установки на остановленном реакторе как при стационарном давлении, так и при проведении гидравлических испытаний

Изобретение относится к системе взятия проб для получения пробы из атмосферы в защитной оболочке реактора ядерно-технической установки и к способу получения такой пробы

Изобретение относится к способам контроля теплоносителя ядерного реактора и используется для приближенного определения поля температуры рабочей среды в теплообменниках и реакторах

Изобретение относится к устройствам для выбуривания кернов из стенок скважин или каналов и может быть использовано в области атомной энергетики для выбуривания кернов графита из кладок уран-графитовых реакторов канального типа

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения теплогидравлических характеристик (ТГХ) по сечению сборки и может быть использовано при определении параметров одно-двухфазных потоков в тепловыделяющих сборках различного назначения

Изобретение относится к области контроля герметичности оборудования, разгерметизация которого сопровождается появлением водорода в контролируемой среде и может использоваться преимущественно на атомных энергетических установках с реакторами на быстрых нейтронах для контроля нарушения межконтурной плотности парогенераторов натрий-вода
Наверх