[發明專利]核反應堆穩壓器壓力反饋式水位測量系統

有效

• 申請號: 201410557326.4
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN105513655B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 包家立
• 申請（專利權）人: 杭州蛇杖科技有限公司
• 主分類號: G21C17/035
• 分類號: G21C17/035
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

核反應堆穩壓器壓力反饋式水位測量系統由平衡器2、導流管3、冷凝器4、引壓管5、壓力閥6、回流管7、引壓管8、差壓變送器9、引壓管10等組成。在穩壓器1內設置一個平衡器2，平衡器2通過引壓管8與差壓變送器9的正壓腔連接，穩壓器1底部通過引壓管10與差壓變送器9的負壓腔連接。穩壓器1頂部通過導流管3與冷凝器4頂部入口連接，冷凝器4底部出口通過回流管7與壓力閥6入口連接，壓力閥6出口通過回流管7回入到穩壓器1內，并且回流管7的出口位于平衡器2上方。這種水位測量系統的有益之處在于：由冷凝器4和壓力閥6所組成的壓力反饋方法控制平衡器2參考水位的恒定，以防止當穩壓器1工作壓力低于水飽和壓力時，平衡器2內的水發生汽化而使水位指示不正確。

技術領域

本發明屬核反應堆測量領域，涉及一種輕水型核反應堆穩壓器的水位測量系統，具體地說，涉及依靠核反應堆穩壓器壓力控制的差壓式水位測量系統中平衡器液位恒定的一種水位測量系統。

背景技術

穩壓器是輕水型核反應堆四大主設備之一，其功能是穩定一回路的工作壓力，使核反應堆處于穩定的工作狀態。穩壓器是一個具有一定蒸汽空間的水壓力容器，水和蒸汽均處于高壓飽和狀態，其水位是核反應堆運行的重要監控參數，水位測量系統需要滿足以下3個要求：

(1)正確指示穩壓器中的水位，尤其是在事故狀態下能指示正確水位；

(2)測量系統具有長期可靠性，至少在核反應堆設計壽命內不會發生機械性故障；

(3)維修方便，至少不需要工作人員經常進入核反應堆大廳進行維修。

至今，測量核反應堆壓力容器水位技術有差壓式水位測量系統(李西安，原子能科學技術，2013，47(4)，634-636)，電接點水位計(鄧天勇，船電技術，2005，(1)，57-59)，物性水位計(何鵬等，中國發明專利申請，2013，201210441471.7)，熱電偶水位計(王文然等，核電子學與探測技術，1997，17(3)，168-171)等等。差壓式水位測量在運行和維修兩方面同時具有強烈優勢，仍是目前不可替代的水位測量方法。然而，這種測量方法也存在缺陷，當核反應堆壓力下降時，可導致差壓式水位測量系統中平衡器內水的汽化而使參考水位下降。這樣，水位指示完全可以向相反的方向指示。這種情況可以在失水事故(如美國三里島2號機組事故)，余熱排出(如冷停堆)(熊國華，核動力工程，33(6)，96-100)等狀態下發生，嚴重時可以導致核反應堆堆芯熔化的嚴重事故。

差壓式水位測量系統的改進方法主要有：

(1)測量系統的改進：在壓力殼2套回路中，每套水位測量系統設計3臺差壓變送器，分別用于主循環泵不運行、自然循環和一回路3臺主循環泵任何一種組合狀態下的水位測量，提供壓力殼內兩相流的空泡份額數；

(2)飽和水和飽和蒸汽的密度補償：對壓力容器中水的密度ρ_w和水蒸汽的密度ρ_v實現補償；

(3)參考端水密度補償：平衡器到差壓變送器正壓室有較大的溫度梯度，用電阻溫度計測量參考端各點溫度，以補償參考端水密度ρ_ref；

(4)平衡器結構：在事故狀態下，平衡器內的水會汽化，差壓變送器正壓室壓力下降出現假水位。在引壓管線上安裝隔離器、冷凝器、冷卻平衡器或雙平衡器來克服平衡器汽化。

本發明了一種由冷凝器和壓力閥所組成的壓力反饋方法控制平衡器參考水位的恒定，以防止當穩壓器工作壓力低于水飽和壓力時，平衡器內的水發生汽化而使水位指示不正確，使這種水位測量系統在正常和事故狀態下都能正確指示水位。

發明內容