高温高压容器液位探测技术
 
1应用领域:核工业
 
2应用背景:在PWR中,压力容器内冷却机装置是关系整个反应堆安全的重要参数,除了在运行期间需要检测外,事故后也要实时监控。特别是采用状态导向法(SOP)后,压力容器的水装置更是被列入电厂六大状态参数之一,直接导向操作员选取事故处理规程。传统用于PWR压力水位测量的核极差压式液位计要求在压力容器底部和顶部开有两个引压孔。但在第三代压水堆大多采用一体化结构,为确保安全,减少堆芯裸露的可能性,禁止在压力容器侧面和底部开孔,因而不能用差压式液位计实现其水位测量。
 

 

3问题描述:采用核极差压式液位计需要在反应堆底部开孔,使反应堆固有安全性降低,并且测量精度不高;采用热敏式液位探测器,不能连续测量液位,同时对热电电偶特性及电源功率要求高,并且系统误差较大。如何探测反应堆压力容器内的液面位置?
 
4问题分析:“探测液位”的问题在其它工程领域也会遇到,并且有各自的解决方案。这些方案是否能够在反应堆容器内液面探测文中应用呢?首先先了解各个领域如如何解决“探测液位”问题,由于专业的限制,如何去了解其它行业的方案呢?应用Pro/Innovator的解决方案模块,在关键词项输入“liquid level detect”,得到一系列来自不同领域的解决方案。
 

其中的方案“电阻温度传感器显示液体压力贮存容器中的液位”能够给反应堆容器内液位探测很好的启发,下面进一步分析。为了显示压力容器中的液位,建议使用电阻温度传感器。电阻温度传感器是一根拉长的密封在密封管中的金属线。特定值的电流流过金属线。线的电阻依赖于温度。浸在液体中的那部分传感器热损耗比浸在气体中的那部分传感器的热损耗高。相应的,浸在液体中的那部分传感器中金属线的温度和电阻比浸在气体中的那部分传感器中金属线的温度和电阻低。因此,传感器的总电阻随着储蓄中的液位升高而降低。因而,电阻温度传感器显示压力容器中的液位。

 

5解决方案:经过解决方案库中方案的启发,最终设计方案如下图所示,在反应堆容器中需要改进的是如何防止辐射对温度传感器的影响。在设计反应堆容器的时候把温度传感器的安装位置设计好,辐射防护装置起到防止辐射和高压密封的作用。