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核反应堆堆芯监视系统算法


堆芯监视系统算法

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目 录
1. 2. 3. 4. 概述........................................................................................................................................................ 4 系统接口................................................................................................................................................ 4 温度监视算法........................................................................................................................................ 7 水位计算................................................................................................................................................ 7

4.1.1.
5. 6.

数据处理 ............................................................................................................................... 7

系统功能............................................................................................................... 错误!未定义书签。 显示....................................................................................................................... 错误!未定义书签。

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1. 概述
RIC 堆芯测量系统的功能是提供堆芯中子通量分布图、反应堆燃料组件冷却水 出口水温和反应堆压力容器水位的测量数据。它包括堆内中子通量测量、堆芯温度 和堆芯水位测量三个部分。 其中包括有 40 个 MT 和 5 个中子通量探头以及 2 个反应 堆水位测量设备。其中堆芯温度及水位虽然不直接承担安全功能,但其主要为事故 中及事故后提供堆芯冷却监视, 为安全级系统; 堆芯中子通量测量为非安全级系统, 用于提供堆芯中子通量分布图。

2. 系统接口
CCMS 系统的采集数据分别来自现场传感器、 系统和 RPR 系统, SIP 并向 KIT 系统和 KSA 系统发送相关信号。 1、与现场传感器的接口: 、与现场传感器的接口: 每列分别有 20 个堆芯温度信号及 3 个冷端补偿温度从现场传感器输入至 CCMS 系统,连 接方式为硬接线: 信号名称 堆芯温度 冷端补偿温度 2、与 SIP 系统的接口: 、 系统的接口: 每列有 14 个模拟量和 3 个开关量从 SIP 系统输入至 CCMS 系统,连接方式为硬接线: 信号名称 电气量程 物理量程 A 列数量 B 列数量 电气特性 K 型热电偶 RTD 物理量程 0~1200℃ 0~100℃ 数量 20 3

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窄量程 ?P 宽量程 ?P 参考量程 ?P RRA 压力 稳压器压力 热管端温度 冷管端温度

1~5V 1~5V 1~5V 1~5V 1~5V 1~5V 1~5V

-1.1~0.4bar -1.4~2.7bar -1.4~-0.265bar 0~200bar 110~180bar 0~350℃ 0~350℃

1 1 1 2 3 3 3

1 1 1

3、与 RPR 系统的接口: 、 系统的接口: 每列各有 1 个 P10 信号从 RPR 系统输入至 CCMS 系统,连接方式为硬接线。 4、与 KSA 系统的接口: 、 系统的接口: 每列有以下两个信号从 CCMS 系统输出至 KSA 系统,连接方式为硬接线: 反应堆低功率运行下(<10%RP)的饱和温度裕度低报警信号; 堆芯冷却监视故障报警信号。 5、与 KIT 系统的接口: 、 系统的接口: 每列有 20 个堆芯温度信号采用 RS232 CCITT V24 的通讯方式从 CCMS 系统输出至 KIT 系 统;这种通讯方式采用串行异步,全双工,波特率 1200bit/s。另外有 3 个开关量信号通过硬接 线方式输出至 KIT 系统: 20 个堆芯温度; 48VDC 电源报警信号; 反应堆低功率运行下(<10%RP)的饱和温度裕度低报警信号; 堆芯冷却监视故障报警信号。 CCMS 系统的接口情况详见下图所示:

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3. 温度监视算法

4. 水位计算
4.1.1. 数据处理

CCMS 系统主要数据处理过程有: 1、 测量值确认 、 测量值确认包括测量值检查及交叉校验。 测量值检查:测量值检查包括对采集的温度(热电偶、热电阻、一回路) 、压力等信号 进行判断,检查其信号是否处于正常的电气范围之内,是否有开路等非正常现象发生。 对非正常的测量信号进行标记。所有的测量值都需进行检查; 交叉校验:每列通过对反映同一物理量的冗余传感器的测量数据进行交叉校验,检查 测量值之间的差异,根据不同的检查结果进行不同的处理,选择最合适的值参与饱和 温度及水位计算,并在人机界面对偏差进行显示,必要时给出报警信号。需要进行交

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叉校验的信号包括冷端 RTD、RRA 及稳压器压力。 2、 饱和温度相关计算 、 包括饱和温度计算及温度裕度计算。 饱和温度计算:使用经测量值确认后的压力值计算饱和温度 TSAT。使用下列经验公式:

TSAT = 99.68 + 64.37 L + 12.98 L2 + 1.93 L3 + 0.935 L4
其中 L=lgP,P 为绝对压力,等于经测量值确认后的压力值加上 1bar。 温度裕度计算:计算每个热电偶及一回路热管段的温度裕量,计算时使用当前测量值 减去 TSAT,便得到温度裕度。须计算的温度裕度包括堆芯温度裕度、一回路热管段温度 裕度 3、 压力容器水位计算 、 利用差压测量计算出压力容器当前水位值。反应堆压力容器内的差压ΔP 与水位 h 之间的 关系由下式给出:

h=

?P ? ρvgH ( ρv ? ρL) g

其中,蒸汽密度ρv 由一回路压力获得;水密度ρL 由一回路压力及温度计算获得,计 算时使用的压力值与计算蒸汽密度使用压力一致,使用的温度值取决于温度范围及一回路 冷却剂泵状态。此外,在使用上述公式时还应进行修正,消除环境条件、安装布置等带来 的影响。 当水位计算值低于 5.6m 或 7.7m 时,P10 盘将分别给出水位低低、水位低报警。 4、 报警 系统给出 2 个报警信号:温度裕度低报警及系统故障报警。 温度裕度低报警 RIC 591IA:当反应堆功率小于 10%RP 时,如果饱和温度裕度小于 20℃,则给出该报警;当出现 P10 信号时,则该报警被闭锁; 系统故障报警 RIC 511IA:当出现下面任一种情况时,产生系统故障报警:测量值确 认程序产生的报警、热电偶测量最大值与最小值差值超阈值、系统失电、系统自诊断 发现故障;

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