一種用於反應堆控制棒棒位探測的溫度補償方法與流程
2023-12-11 01:27:42
本發明屬於一種壓水堆核電站反應堆控制棒棒位探測方法，具體涉及一種用於反應堆控制棒棒位探測的溫度補償方法。
背景技術：
多線圈並聯激磁電流式棒位探測方法是一種用於對反應堆控制棒位置進行測量的方法。該方法使用原邊線圈電流作為主要計算參數，具有電纜少、測量精度高、棒位連續檢測等特點。在對多線圈並聯激磁電流棒位探測方法進行試驗的過程中，發現使用該方法進行測量時，原邊線圈電流受溫度影響較大，因此，有必要對溫度造成的測量誤差進行補償。現有對反應堆控制棒位置測量進行溫度補償的方法多是使用單獨的溫度補償線圈或是使用多檔電壓手動開關切換方法來進行測量參數補償。但是，由於棒位探測器的設計及安裝尺寸等原因，加入單獨的溫度補償線圈對溫度波動進行補償比較困難；而以手動開關切換冷態及熱態時的線圈激磁電壓來消除溫度對棒位測量參數的影響，則無法在溫度變化時實時進行溫度補償，且誤差很大。為了解決溫度補償的問題，本發明提出了一種使用反應堆出口溫度對棒位探測方法進行溫度補償的方法。在使用棒位探測器進行棒位測量時，對溫度波動進行補償是保證測量準確度和穩定性的重要步驟。根據棒位測量系統的要求，棒位測量裝置應當可以在20℃至300℃的工作溫度範圍內正確指示；並且由於傳感器設計及安裝尺寸的限制，難以增加單獨的溫度補償線圈。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種用於反應堆控制棒棒位探測的溫度補償方法，它利用反應堆出口溫度反映棒位探測器的溫度，通過在棒位計算過程中加入溫度補償算法對棒位測量進行補償，實現了對溫度波動的自動處理，提高了棒位測量的準確性。本發明是這樣實現的，一種用於反應堆控制棒棒位探測的溫度補償方法，具體步驟如下：（1）為棒位探測器原邊線圈施加恆定的電壓；（2）控制棒運行時進入棒位探測器，產生感應電流；（3）讀取反應堆出口冷卻劑出口溫度，根據出口溫度的值選取參數K的經驗數據；（4）根據選取的參數K值按照公式其中，激磁電壓U0、溫度T0時的電流IT計算溫度補償的名義電壓；（5）再根據公式計算溫度補償電流；（6）將棒位探測器產生的感應電流和需要進行溫度補償的補償電流進行疊加，產生當前溫度下的控制棒測量棒位電流；（7）對疊加後的測量棒位電流轉換成電壓信號，並對該信號進行整形、濾波等預處理，然後進行A/D轉換變換成數字量信號；（8）根據驅動杆進入棒位探測器的位置與控制棒的測量棒位成正比的關係，計算出控制棒的測量棒位信號。本發明的優點是，經測試，使用本溫度補償方法後，棒位測量方法可以在冷態及熱態條件下實現對棒位的準確指示。使用此方法可以不對棒位測量傳感器硬體進行改動，即可得到用於溫度補償的參數，對傳感器設計、電纜布置等影響小，適用於工程。本溫度補償方法與棒位計算方法使用同一個程序實現。該溫度補償的算法以一個計算模塊的形式加入原有棒位計算程序即可工作，使用簡便且便於進行參數的修改。附圖說明圖1為一種用於反應堆控制棒棒位探測的溫度補償方法流程圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細介紹：棒位測量方法是利用線圈電感對控制棒棒位進行測量的方法。當激磁電壓U、激磁頻率f不變時，理想狀況下原邊激磁電流I與原邊線圈電感L、原邊線圈電阻R的關係為：其中XL=2πfL隨著磁性材料的控制棒伸入線圈的長度變化，線圈磁通量也發生變化，電感值也隨之改變。通過測量電流I的值可以間接的測量出控制棒伸入線圈的長度。當溫度變化時，電阻R也隨之變化。記溫度T0時電阻R0，溫度T時電阻RT。當溫度在工作溫度範圍內時電阻成線性變化，即RT=R0+ΔR=R0+KΔT（2）將（2）代入（1）可得而溫度T0時的式（1）為通過比較（3）（4）兩式可以發現，在實際原邊激磁電壓U上使用參數IKΔT對溫度T進行修正後，即可使用溫度T0時的測量參數對棒位進行測量。在實際應用中，參數K使用實測參數進行計算。在同一高度下，保證激磁電壓U0不變，在溫度T0、T1下分別測得原邊電流為I0、I1。設溫度T0下電阻R0，代入（3）得高度一致時XL不變，可以求得通過在不同溫度和高度條件下進行多次實驗，可以令K更加準確。由於棒位計算的參數是在固定的激磁電壓U0及固定的溫度T0條件下得出的，因此在進行溫度補償時首先求出溫度補償後的名義電壓UT。設當前激磁電壓U，原邊激磁電流I，溫度T，則可得出UT=U-K(T-T0)I（7）由於棒位算法是使用電流值進行計算，因此需要換算出激磁電壓U0、溫度T0時的電流IT。使用即可計算出實際棒位，完成對溫度波動和電壓波動的補償。一種用於反應堆控制棒棒位探測的溫度補償方法，具體步驟如下：（1）為棒位探測器原邊線圈施加恆定的電壓；（2）控制棒運行時進入棒位探測器，產生感應電流；（3）讀取反應堆出口冷卻劑出口溫度，根據出口溫度的值選取參數K的經驗數據；（4）根據選取的參數K值按照公式其中，激磁電壓U0、溫度T0時的電流IT計算溫度補償的名義電壓；（5）再根據公式計算溫度補償電流；（6）將棒位探測器產生的感應電流和需要進行溫度補償的補償電流進行疊加，產生當前溫度下的控制棒測量棒位電流；（7）對疊加後的測量棒位電流轉換成電壓信號，並對該信號進行整形、濾波等預處理，然後進行A/D轉換變換成數字量信號；（8）根據驅動杆進入棒位探測器的位置與控制棒的測量棒位成正比的關係，計算出控制棒的測量棒位信號。