核电站硼浓度计及其标定方法专利检索-介质强度恢复电气元件和设备专利检索查询-专利查询网

核电站硼浓度计及其标定方法

阅读：73发布：2020-11-26

专利汇可以提供核电站硼浓度计及其标定方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了核电站硼浓度计及其标定方法。硼浓度计探测装置特征是：在下泄流水监测支路上取一段管为“取样管”，作待测水监测支路与标定回路的共用管段，通过其两端三通支路控制阀的切换实现“取样管”与标定回路在线连通。以化学滴定法为基准，完成对硼浓度计的标定。标定后转换到监测支路上对一回路水硼浓度实时监测。测量装置采用线性数学模型分段拟合建立测量关系，提高测量精确度。所建立的在线即时标定法，消除测量漂移，修正测量误差。装置结构简单、测量方法准确可靠、操作容易、标定方法成功解决了随时间推移硼浓度计测量误差增大产生的难以克服的技术问题，实现对一回路水硼浓度的在线准确连续监测。，下面是核电站硼浓度计及其标定方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.核电站硼浓度计，是由探测装置A、测量装置B和标定装置C组成的系统，其特征在于：
所述探测装置A：
①在核电站一回路水经二次降温降压后的下泄流水监测支路管段上，用不锈钢壳体（7）包装封闭一段竖直管段；
②将封闭在该不锈钢壳体（7）内的监测支路竖直管段作为“取样管”（2）；
③在该不锈钢壳体（7）内“取样管”（2）的两侧，装有相对应的中子源（4）和中子探测器（3），中子探测器（3）的管身与“取样管”（2）平行，中子探测器（3）通过同轴屏蔽电缆连接到测量装置主机（10）的前置放大器（9）上；
④在不锈钢壳体（7）内的剩余空间填充屏蔽介质聚乙稀材料（6），使壳体表面达到规定的辐射剂量防护要求；
⑤在“取样管”（2）伸出不锈钢壳体（7）的上、下两端各装有一个三通接头（2-1，2-2），在每个三通接头的另两条支路上各装有控制阀；
⑥ 温度传感器（1）通过卡箍固定在“取样管”（2）上端口的外管壁上，通过三线制屏蔽电缆与温度变送器（12）相连，将采集的样水温度信号传送到测量装置主机（10）进行处理；
所述测量装置B：
是由前置放大器（9）、温度变送器（12）、主机（10）、打印机和远程显示箱（11）组成；
主机（10）为就地仪表，其后背嵌入低压电源模板、高压电源模板、主放甄别/计时计数模板、控制器模板、温度釆集/模拟量输出模板各插件；其前端有显示屏、报警与状态指示灯和操作键盘；主机（10）与打印机置入就地机柜内；
主机（10）的低压电源模板：提供几种其它单元使用的稳压直流和交流电压；
主机（10）的高压电源模板：其自激振荡器产生的交变电压，经倍增整流后输出直流高压到前置放大器（9）；
前置放大器（9）：接收来自高压电源模板输出的直流高压，在此经过滤波，由同轴屏蔽电缆输送此高压至中子探测器（3）供其工作；同时，同轴屏蔽电缆又将中子探测器（3）发出的脉冲信号，输送到前置放大器（9）进行一级放大；
主机（10）的主放甄别/计时计数模板：其主放甄别模块，将来自中子探测器（3）经由前置放大器（9）放大的一级放大脉冲信号，进行二级放大与成形，并与D/A转换模块设置的阈值进行比较加以甄别，剔除噪声信号；其计时计数模块，完成在规定时间内脉冲计数的统计，经I/O 接口，由“BUS”总线输送到控制器模板；
温度传感器（1），测量“取样管”（2）中的水温；
温度变送器（12），将温度传感器测得的温度信号，转换为直流DC4-20mA输送至主机（10）的温度采集/模拟量输出模板；
主机（10）的温度采集/模拟量输出模板，其温度采集模块将采集到的温度信号经“BUS”总线输送到控制器模板；
主机（10）的控制器模板，控制采集信号、处理数据、显示结果、管理报警、键盘和打印并以网络通信连接远程显示箱（11）；
控制器模板，接收主放甄别/计时计数模板与温度采集/模拟量输出模板输出的脉冲计数信号与水样温度信号，其中央处理单元通过数据处理程序，将标定时获取的水样硼浓-1
度CB和与之对应的脉冲计数率P/S，按线性数学模型CB=A＋B（P/S）分段进行拟合，获得各段的标定系数A、B加以存储；同时存储的还有温度修正系数；测量时，依据获得的脉冲计数率值和适用的标定系数,即可计算出硼浓度；依据实测水样温度与标定时的参考温度的偏差，利用温度修正系数加以补偿修正，获得最终的硼浓度测量值；
主机（10）的温度采集/模拟量输出模板，其模拟量输出模块将硼浓度测量值转换为模拟电流或模拟电压，输出模拟量供核电站相关设备使用；
在就地主机（10）的显示屏上，可直接观察到数字显示的硼浓度测量值、近期硼浓度测量值随时间变化的滚动曲线、和一些主要的测量工作参数，如水温、计数率、高压、甄别阈的数值；
操作键盘可进行标定拟合、确认标定系数，设置或修改各种报警限值和参数，以及控制打印；
所述标定装置：
是由硼水箱（14）、电加热器（15）、温度控制箱（13）、电动搅拌器、液位传感器、磁力循环泵（17）、流量调节阀（18）、流量计（19）及各段连接软管组成的；
其中：在硼水箱（14）上盖上面设置有温度控制箱（13）、回液口接头和搅拌器电机（22），在硼水箱（14）内的下部安置电加热器（15）、适当部位安置电动搅拌器，液位传感器插入适当深度，硼水箱（14）底部设出液口接头和排空/取样阀（16）；硼水箱（14）出液口接头以软管连接磁力循环泵（17）的入口，磁力循环泵（17）的出液口通过软管连接流量调节阀（18），流量调节阀（18）出液口通过软管连接流量计（19），流量计（19）的输出口通过软管连接到探测装置A中“取样管”（2）下端头三通的一个支路上；硼水箱（14）上盖上面的回液口接头，通过软管连接到探测装置A中“取样管”（2）上端头三通的一个支路上；如此，由硼水箱（14）、电加热器（15）、温度控制箱（13）、电动搅拌器、液位传感器、磁力循环泵（17）、流量调节阀（18）、流量计（19）、“取样管”（2）、及各段连接软管组成了硼浓度标定回路；
“取样管”（2）即成为标定回路与探测装置A中下泄流水监测支路的共用管段，通过“取样管”（2）两端三通支路上控制阀的“开”或“关”，可以实现标定回路与下泄流水监测支路的转换连接；
标定时，关闭三通上接通水监测支路的阀门，打开接通标定装置的阀门，即开启了标定回路。
2.按照权利要求1所述的硼浓度计，其特征在于：所述探测装置A中的中子源（4）强度为1～3居里，被固定在支撑组件中，该支撑组件可以从探测装置的不锈钢壳体一侧中部的预留槽口，依水平方向插入使中子源（4）靠近“取样管”（2）。
3.按照权利要求1所述的硼浓度计，其特征在于：所述标定装置B，设置在具有二层结构的小车上；
小车上层装有硼水箱（14）；硼水箱（14）的下部设置出液口接头和排空/取样阀（16），在硼水箱（14）内设置电加热器（15）、适当位置安置液位传感器和电动搅拌器，在硼水箱（14）顶板上设置温度控制箱（13）、回液口接头和搅拌器电机；温度控制箱（13）面板上设置：电源开关、电加热器开关、电动搅拌器开关、指示灯、显示数码管及旋钮或按钮，用以接通电源、开启电加热器（15）、启动电动搅拌器、设定和控制硼水箱（14）恒温、显示硼水箱（14）内硼水的温度、对硼水箱（14）内液位过低发出报警指示并自动切除电加热器（15）；
小车下层装有磁力循环泵（17），该泵的输入口通过软管连接硼水箱（14）底部的出液口接头，磁力循环泵（17）的输出口通过软管连接流量调节阀（18）、流量调节阀（18）再通过软管连接流量计（19），该流量计（19）的输出口通过软管（20）连接到探测装置A中“取样管”（2）的下端头三通（2-2）的支路上，而“取样管”（2）上端头三通（2-1）的支路通过软管（21）连接到硼水箱（14）顶部的回液口接头上，如此硼水箱（14）内的硼水溶液，由磁力循环泵（17）抽出，通过软管经由流量调节阀（18）、流量计（19）、探测装置A的“取样管”（2）后,通过软管（21）、硼水箱（14）顶部的回液口接头回流进入硼水箱（14），组成了硼水流循环的标定回路；
做标定前，将标定装置的小车移动到反应堆一回路经二次降温降压后下泄流水监测支路旁，分别将标定回路中软管（21）和（20）的接头，连接到探测装置A“取样管”（2）上、下两端头三通（2-1）和（2-2）的支路上；
标定时，关闭“取样管”（2）上、下两端头三通上接通下泄流水监测支路的阀，将“取样管”（2）与原下泄流水监测支路阻断，开启两端头三通支路上接通标定装置的阀，使“取样管”（2）与标定系统构成标定回路。
4.按照权利要求1所述的硼浓度计，其特征在于：在标定装置的硼水箱（14）内与水接触的电加热器（15）、电动搅拌器表面均为不锈钢表面，在硼水箱内壁设不锈钢液位刻度尺。
5.使用权利要求1～4之一所述硼浓度计，对一回路水进行硼浓度常规标定的方法，按下述步驟进行：
1）、将探测装置A中“取样管”（2）接通标定回路；
2）、用去离子水串洗“取样管”（2），在水中硼浓度可视为零时停止串洗；
3）、在硼水箱内充满去离子水时，启动磁力循环泵（17）进行循环，通过
流量调节阀（18）调节回路流量在适当设定值，开启硼水箱（14）内的电加热器（15），控制加热使“取样管”（2）内水温达到设定的参考温度，作为标定温度並保持恆温，读取稳态时的脉冲计数率P/S值，作为本底测量值；
4）、通过硼水箱（14）加硼调节水中的硼浓度，在相同流量与温度条件下进行循环，记录稳态时的脉冲计数率P/S值，同时取水样，用化学滴定分析测定水中硼浓度，完成一次标定测量，获取一组硼浓度与脉冲计数率的数对；
5）、按同样方法，往硼水箱中逐步加硼提高回路水的硼浓度，完成全量程若干个标定点的测量，获得若干个数对；
6）、将这些数对，按硼浓度大小分为若干区段，分段输入测量装置主机（10）控制器模板的中央处理单元，通过其数据处理程序，将每段至少两个数对，按线性数学模型CB=A＋B（P/-1
S）进行拟合，获得其标定系数存储在程序中供测量使用，完成了对硼浓度计的在线常规标定；
7）、标定测量结束后，切换“取样管”（2）两端三通支路上的控制阀,恢复“取样管”（2）与水质监测支路的连接，实现对反应堆一回路水硼浓度的在线实时监测。
6.使用权利要求1～4之一所述硼浓度计，对一回路水进行硼浓度的在线即时标定方法，步骤如下：
①将当前回路运行水样的化学滴定分析硼浓度值，与取样时刻的脉冲计数率值作为一个数对；
②取近期的至少一个已知的硼浓度值与脉冲计数率值的数对；
-1
③将两组数对输入测量装置主机控制器模板的数据处理程序，按模型CB=A＋B（P/S）进行线性拟合，即获得最新的标定系数，立即可供使用，修正了测量漂移，实现对反应堆一回路水硼浓度的在线实时监测。

说明书全文

核电站硼浓度计及其标定方法

技术领域

[0001] 本发明涉及核电站一回路水硼浓度在线连续监测的硼浓度计，及其标定方法。

背景技术

[0002] 现有的压水堆核电站，通常采用在一回路水中加入硼酸，通过调节控制棒与硼浓度协调控制反应堆的反应性。为防止硼浓度过度稀释导致损失负反应性而引起反应堆功率的意外增长，核电站的每台机组需要配备一台硼浓度监测设备，以保证反应堆运行、启堆与停堆的安全。硼浓度探测装置是硼浓度计的核心部件。

[0003] 硼浓度计是利用硼-10 中子吸收截面大的性质，采用中子吸收法制成的硼浓度探测装置,再配上相应的测量装置，完成对核电站一回路水中硼浓度的监测。

[0004] 目前，在核电站中较多地应用了带取样容器的探测装置。在取样容器凹槽中分别放置中子源和中子探测器。中子探测器接收穿过硼水层的中子，测量装置采集处理中子探测器发出的脉冲信号，计算、显示出测量结果或发出报警信号。

[0005] 另一类探测装置，是将中子源和中子探测器制成两个组件，包覆在一回路被测水流的管道上。由于被测水温较高，管道外表需包裹一层绝热材料。在绝热材料与两组件间的环形通道通入空气进行冷却。

[0006] 再一种两组件探测装置，其被测水为一回路下泄流的低温水,不使用绝热材料和空冷，使用双中子探测器。这种两组件的探测裝置,需要使用模拟管道进行标定，标定后从模拟管道上拆卸两组件再将其安装到被测管道上。

[0007] 上述探测裝置存在下述缺点：

[0008] 1）、在取样容器上设计加工凹槽使加工工艺变得复杂。一回路水进入取样容器后流速减慢，容器内壁易沉积水中的腐蝕产物和裂变产物。

[0009] 2）、两组件的探测裝置要使用绝热材料和空冷，导致结构复杂,测量环境不够稳定；在模拟管道上进行标定后，再拆卸重装到真实被测管道上，对“标定”而言是禁忌的作为，由于模拟管道与真实被测管道存在着机加工产生的系统误差，拆卸重装难以保证标定前后状态的一致性，从而影响了标定的有效性和降低了测量的准确性；中子源的转移以及在一回路管道旁安装操作，对工作人员的辐射防护安全是很不利的。

[0010] 不论是取样容器型或是两组件包复型所组成的硼浓度探测裝置，所使用的硼浓度计监测仪表，随时间的推移会产生不容忽视的测量漂移，尤其是到一个燃料循环的后期，硼浓度计仪表所显示的硼浓度值与中子脉冲计数率间已偏离了标定时的数学关联，因此作为监测使用的硼浓度计仪表，已不能反映回路中硼浓度的真实含量，甚至起不到对回路水的监测作用。目前，对在线硼浓度计仪表的测量漂移问题尚无解决办法，在线的硼浓度计仪表在误差大时已形同虚设，回路水中的硼浓度只能依靠化学滴定分析来测定。化学滴定分析是人工进行的，无法实现在线连续实时监测。

发明内容

[0011] 本发明的目的在于：提供一种结构简单、响应快速、可实施在线标定、测量准确、连续监测的硼浓度计及其标定方法。

[0012] 实现本发明目的采用下述技术方案：

[0013] 核电站硼浓度计，是由探测装置、测量装置和标定装置组成的硼浓度监测系统，其特征在于：

[0014] 所述探测装置：

[0015] 在核电站一回路水经二次降温降压后的下泄流水监测支路管段上，用不锈钢壳体包装封闭一段竖直管段；将封闭在该壳体内的监测支路的竖直管段作为“取样管”；在该不锈钢壳体内“取样管”的两侧，装有对应的中子源和中子探测器，中子探测器的管身与“取样管”平行，中子探测器通过同轴屏蔽电缆连接到测量装置的前置放大器上；不锈钢壳体内的剩余空间填充屏蔽介质聚乙稀材料，使壳体表面达到规定的辐射剂量防护要求；在“取样管”伸出不锈钢壳体的上、下两端各装有一个三通接头，在每个三通接头的另两条支路上各装有控制阀；温度传感器通过卡箍固定在“取样管”上端口的外管壁上，通过三线制屏蔽电缆与温度变送器相连，将采集的样水温度信号传送到测量装置主机进行处理；

[0016] 所述探测装置中的中子源，强度为1～3居里，被固定在支撑组件中，该支撑组件可以从探测装置不锈钢壳体一侧中部的预留槽口，依水平方向插入不锈钢壳体内使中子源靠近“取样管”。

[0017] 所述测量装置：

[0018] 与探测装置配合的测量装置，由前置放大器、温度变送器、主机、打印机和远程显示箱各部件组成。

[0019] 主机为就地仪表，其后背嵌入低压电源模板、高压电源模板、控制器模板、主放甄别/计时计数模板、温度釆集/模拟量输出模板各插件，其前端有显示屏、报警与状态指示灯和操作键盘；主机与打印机置入就地机柜；

[0020] 主机的低压电源模板，提供几种其它单元使用的稳压直流和交流电压；

[0021] 主机的高压电源模板，其自激振荡器产生交变电压，经倍增整流后输出直流高压到前置放大器，在此再经过滤波，由同轴屏蔽电缆输送此高压到中子探测器，供其工作使用；同时，同轴屏蔽电缆又将中子探测器发出的脉冲信号输送到前置放大器进行一级放大，再被输送至主放甄别/计时计数模板；

[0022] 主放甄别/计时计数模板，将接收到前置放大器放大的脉冲信号，通过其主放甄别模块进行二级放大、成形，并与D/A转换模块设置的阈值进行比较加以甄别，剔除噪声信号；通过其计时计数模块完成在规定时间内脉冲计数的统计，经I/O 接口，由“BUS”总线输送到控制器模板；

[0023] 温度传感器测量“取样管”中的水温，温度变送器将温度传感器测得的水样温度信号转换为直流DC4-20mA输送至主机的温度采集/模拟量输出模板；

[0024] 主机的温度采集/模拟量输出模板，其温度采集模块将釆集到的水样温度信号通过“BUS”总线输送到主机的控制器模板；

[0025] 主机的控制器模板，控制采集信号、处理数据、显示结果、管理报警、键盘和打印并以网络通信连接远程显示箱；

[0026] 控制器模板，接收主放甄别/计时计数模板与温度采集/模拟量输出模板输出的脉冲计数信号与水样温度信号，其中央处理单元，通过数据处理程序，将标定时获取的水样-1硼浓度CB和与之对应的脉冲计数率P/S，按线性数学模型CB=A＋B（P/S）分段进行拟合，获得各段的标定系数A、B加以存储；同时存储的还有温度修正系数；测量时，依据获得的脉冲计数率值和适用的标定系数,即可计算出硼浓度；依据实测水样温度与标定时的参考温度的偏差，利用温度修正系数加以补偿修正，获得最终的硼浓度测量值；

[0027] 主机的温度采集/模拟量输出模板，其模拟量输出模块将硼浓度测量值转换为模拟电流或模拟电压，供核电站相关设备使用；

[0028] 在就地主机的显示屏上可直接观察到数字显示的硼浓度测量值、近期硼浓度测量值随时间变化的滚动曲线、和一些主要的测量工作参数、如水温、计数率、高压、甄别阈的数值。操作键盘可进行标定拟合、确认标定系数；设置或修改各种报警限值和参数；控制打印等；

[0029] 为了检查测量装置工作是否正常，就地仪表和远程显示箱均有自检功能，可启动“自检”对测量系统执行自检；

[0030] 依据设定的报警阈值，异常情况下远程显示与就地仪表发出报警信息，使电站工作人员能及时应对；

[0031] 所述标定装置：

[0032] 与探测装置配合的标定装置，是由硼水箱、电加热器、温度控制箱、电动搅拌器、液位传感器、磁力循环泵、流量调节阀、流量计及各段连接软管组成的。

[0033] 其中：在硼水箱上盖上面设置有温度控制箱、回液口接头和搅拌器电机，在硼水箱内的下部安置电加热器、适当部位安置电动搅拌器，液位传感器插入适当深度，硼水箱内与水接触的部件表面均为不锈钢，硼水箱内壁设不锈钢液位刻度尺；硼水箱底部设出液口接头和排空/取样阀；硼水箱出液口接头以软管连接磁力循环泵的入口，磁力循环泵的出液口通过软管连接流量调节阀，接流量调节阀出液口通过软管连接流量计，流量计的输出口通过软管连接到探测装置中“取样管”下端头三通的一个支路上；硼水箱上盖上面的回液口接头，通过软管连接到探测装置中“取样管”上端头三通的一个支路上；如此，由硼水箱、电加热器（15）、温度控制箱（13）、电动搅拌器、液位传感器、磁力循环泵、流量调节阀、流量计、“取样管”、及各段连接软管组成了硼浓度标定回路；

[0034] “取样管”即成为标定回路与探测装置中下泄流水监测支路的共用管段，通过“取样管”两端三通支路上控制阀的“开”或“关”，可以实现标定回路与下泄流水监测支路的转换连接；

[0035] 标定时，关闭三通上接通水质监测支路的阀门，打开接通标定装置的阀门，即开启了标定回路。

[0036] 对硼浓度的标定方法，釆用常规标定和在线即时标定两种。

[0037] 常规标定方法，步骤如下：

[0038] 1）、将探测装置A中“取样管”接通标定回路；

[0039] 2）、用去离子水串洗“取样管”，在水中硼浓度可视为零时停止串洗；注意初次标定用去离子水串洗“取样管”与标定回路；探测装置经使用后，只串洗“取样管”，以避免污染标定回路；

[0040] 3）、在硼水箱内充满去离子水时，启动磁力循环泵进行循环，通过流量计调节回路流量在适当的设定值，开启硼水箱内的电加热器，控制加热使“取样管”内水温达到设定的参考温度，作为标定温度並保持恆温，读取稳态时的脉冲计数率P/S值，作为本底测量值；

[0041] 4）、通过硼水箱加硼调节水中的硼浓度，在相同流量与温度条件下进行硼水回路循环，记录稳态时的脉冲计数率P/S值，同时取水样，用化学滴定分析测定水中硼浓度完成一次标定测量，获取一组硼浓度与脉冲计数率的数对；

[0042] 5）、按同样方法，往硼水箱中逐步加硼提高回路水的硼浓度，完成全量程若干个标定点的测量，获得若干个数对；

[0043] 6）、将这些数对，按硼浓度大小分为若干区段，分段输入测量装置主机控制器模板，其中央处理单元，通过数据处理程序，将每段至少两个数对，按线性数学模型CB=A＋B-1（P/S）进行拟合，获得其标定系数存储在程序中，供测量使用，即完成了对硼浓度计的在线常规标定；

[0044] 7）、标定测量结束后，切换“取样管”两端三通支路上的控制阀,恢复“取样管”与水质监测支路的连接，实现对反应堆一回路水硼浓度在线的实时监测。

[0045] 随着时间的推移，由于电子仪器的漂移，中子探测器灵敏度的衰减，中子源强度的减弱，以及水中腐蝕产物和裂变产物在“取样管”管壁沉积等因素的影响，硼浓度测量误差逐渐增大，到一个燃料循环后期，甚至起不到实时监测作用。

[0046] 当硼浓度测量误差偏大时，釆用在线即时标定法，其步骤是：

[0047] ①将当前回路运行时水样的化学滴定分析硼浓度值，与取样时刻的脉冲计数率值作为一个数对；

[0048] ②取近期的至少一个已知的硼浓度值与脉冲计数率值的数对；

[0049] ③将两组数对输入测量装置的数据处理程序，按模型CB=A＋B（P/S）-1进行线性拟合，即获得最新的标定系数，立即可供使用，修正了测量漂移，实现了对反应堆一回路水硼浓度的在线即时监测，成功地解决了核电站硼浓度测量漂移的难题。

[0050] 本发明的突出优点在于：

[0051] 由于直接在反应堆一回路水监测支路上取一管段作为“取样管”，将其固定在探测装置中，该“取样管”本身就是一回路下泄流监测支路的组成部分，无须现有探测裝置那样要另置取样容器，从而避免了因另置取样容器而需要解决的—系列复杂加工工艺。

[0052] 而现有的两组件包复型探测裝置，需要使用模拟管道进行标定，标定后要从模拟管道上拆卸下来再重新装到被测管道上，这样难以保证标定前后状态的一致性，不仅影响了标定的有效性也大大降低了测量的准确性。

[0053] 本发明硼浓度计进行标定时不需要模拟管道，只须通过“取样管”两端三通支路上阀的切换操作，就可方便的实现与标定装置的转换连接，直接进行标定。标定完成后切换阀门将“取样管”与标定装置隔断，恢复“取样管”与监测支路的导通，实现硼浓度计的在线硼浓度监测。

[0054] 本发明的在线即时标定法，在反应堆运行过程中，只需获取近期两个以上回路水样的滴定分析硼浓度值与对应的脉冲计数率数对，进行线性拟合，可获得最新标定系数，完成标定，即时修正漂移误差。

[0055] 本发明在线即时标定，不中断监测，操作简使，可靠地减少了测量误差。因此不难看出：本发明不仅精减了探测装置结构、降低了装置设计制造的工艺难度、简化了测量方法、安装简单安全、操作容易、标定准确可靠、大大提高了测量的精确度，成功的解决了硼浓度测量漂移的技术难题，有效地实现对反应堆一回路下泄流监测支路水中硼浓度的在线标定和在线实时监测。附图说明

[0056] 图1为本发明探测装置结构示意图

[0057] 图2为本发明标定装置系统结构示意图

[0058] 图中标记：1为在线“取样管”外壁上的温度传感器，2为一回路下泄流水监测支路上的“取样管”，2-1为“取样管”上端头的三通，2-2为“取样管”下端头的三通，3为中子探测器，4为中子源，5为中子源支撑组件，6为不锈钢壳体内的聚乙稀材料，7为包裹取样管、中子源和中子探测器的不锈钢壳体，8为不锈钢壳体支撑脚，9为测量装置的前置放大器，10为主机，11为远程显示箱，12为温度变送器，13为温度控制箱，14为硼水箱，15为电加热器，16为排空/取样阀，17为磁力循环泵，18为流量调节阀，19为流量计，20、21为标定回路的上下两条管路，22为硼水箱内搅拌器的驱动电机。

具体实施方式

[0059] 下面结合附图对本发明进行详述。

[0060] 连续监测核电站一回路水的硼浓度计，是由探测装置A、测量装置B和标定装置C组成的系统。其中：

[0061] 探测装置如图1所示A标记图：

[0062] 在核电站一回路水经二次降温降压后的下泄流水监测支路上，取一段竖直管段作“取样管”；以该“取样管”2为中心轴用不锈钢壳体7将“取样管”2封闭；在不锈钢壳体7内，相对于“取样管”2的一侧，竖直地固定有中子探测器3，它通过传输脉冲信号的同轴屏蔽电缆与测量装置的前置放大器9连接；与该中子探测器3相对，在“取样管”2的另一侧，装有强度为1～3居里的中子源4，它是被固定在支撑组件5中，通过不锈钢壳体7中部的预留槽口，从水平方向将中子源支撑组件5插入不锈钢壳体7内，使中子源4靠近取样管2；在不锈钢壳体7腔内的其余空间填充聚乙稀材料6；在“取样管”2伸出不锈钢壳体7的上、下两端头装有三通2-1和2-2；温度传感器1通过卡箍固定在“取样管”2上端口的外管壁上，通过三线制屏蔽电缆与温度变送器12相连，将采集的样水温度信号传送到测量装置进行处理。在不锈钢壳体7的底部装有承重固定支撑脚8。

[0063] 与探测装置A配合的测量装置B（如图2所示），

[0064] 是由前置放大器、温度变送器、主机、打印机和远程显示箱各部件组成。

[0065] 主机为就地仪表；其后背嵌入低压电源模板、高压电源模板、主放甄别/计时计数模板、控制器模板、温度釆集/模拟量输出模板各插件；其前端有显示屏、报警状态指示灯和操作键盘；主机与打印机置入就地机柜内。

[0066] 主机的低压电源模板，提供几种其它单元使用的稳压直流和交流电压；

[0067] 主机的高压电源模板，其自激振荡器产生交变电压，经倍增整流后输出直流高压到前置放大器，在此再经过滤波，由同轴屏蔽电缆输送此高压供中子探测器工作使用；同时，同轴屏蔽电缆又将中子探测器发出的脉冲信号输送到前置放大器进行一级放大；此信号再被输送至主放甄别/计时计数模板，其主放甄别模板，将来自中子探测器经由前置放大器放大的一级放大脉冲信号，进行二级放大与成形，并与D/A转换模块设置的阈值进行比较加以甄别，剔除噪声信号；其计时计数模板，完成在规定时间内脉冲计数的统计，经I/O接口，由“BUS”总线输送到控制器模板；

[0068] 温度传感器，测量“取样管”中的水温；

[0069] 温度变送器，将温度传感器测得的温度信号，转换为直流DC4-20mA输送至主机的温度采集/模拟量输出模板；

[0070] 主机的温度采集/模拟量输出模板，其温度采集模板将采集到的温度信号通过“BUS”总线输送到控制器模板；

[0071] 主机的控制器模板，控制采集信号、处理数据、显示结果、管理报警、键盘和打印并以网络通信连接远程显示箱；

[0072] 控制器模板，接收主放甄别/计时计数模板与温度采集/模拟量输出模板输出的脉冲计数信号与水样温度信号，其中央处理单元，通过数据处理程序，将标定时获取的水样-1硼浓度CB和与之对应的脉冲计数率P/S，按线性数学模型CB=A＋B（P/S）分段进行拟合，获得各段的标定系数A、B加以存储；同时存储的还有温度修正系数；测量时，依据获得的脉冲计数率值和适用的标定系数,即可推算出硼浓度；依据实测水样温度与标定时的参考温度的偏差，利用温度修正系数加以补偿修正，获得最终的硼浓度测量值；

[0073] 主机的温度采集/模拟量输出模板，其模拟量输出模板将硼浓度测量值转换为模拟电流或模拟电压，输出模拟量供核电站相关设备使用；

[0074] 在就地主机的显示屏上，可直接观察到数字显示的硼浓度测量值、近期硼浓度测量值随时间变化的滚动曲线、和一些主要的测量工作参数，如水温、计数率、高压、甄别阈的数值；操作键盘可进行标定拟合、确认标定系数；设置或修改各种报警限值和参数；控制打印等。

[0075] 为了检查测量装置工作是否正常，就地仪表和远程显示箱均有自检功能可启动“自检”对测量系统执行自检。

[0076] 依据设定的报警阈值，异常情况下远程显示与就地仪表发出报警信息，使电站工作人员能及时应对。

[0077] 配合探测装置A的标定装置系统C，如图2所示：是由温度控制箱13，硼水箱14，电加热器15，装置在硼水箱中的电动搅拌器和液位传感器，磁力循环泵17，流量调节阀18，流量计19及各段连接软管组成的标定回路。

[0078] 该标定装置系统C，装在一个具有双层结构的小车上。

[0079] 小车上层装有硼水箱14，硼水箱14的下部设置出液口接头、排空/取样阀16，在硼水箱14内设置电加热器15、适当位置安置液位传感器和电动搅拌器，在硼水箱14顶板上设置温度控制箱13、回液口接头和搅拌器电机22；温度控制箱13面板上设置：电源开关、电加热器开关、电动搅拌器开关、指示灯、显示数码管及旋钮或按钮，用以接通电源、开启电加热器15、启动电动搅拌器、设定和控制硼水箱14恒温、显示硼水箱14内硼水的温度、对硼水箱14内液位过低发出报警指示并自动切除电加热器15；

[0080] 小车下层装有磁力循环泵17，该泵的输入口通过软管连接硼水箱14底部的出液口接头，磁力循环泵17的输出口通过软管连接流量调节阀18、流量调节阀18再通过软管连接流量计19，该流量计19的输出口通过软管20连接到探测装置A中“取样管”2的下端头三通2-2的支路上，取样管”2的上端头三通2-1的支路通过软管21连接到硼水箱14顶部的回液口接头上，如此硼水箱14内的硼水液，由磁力循环泵17抽出，通过软管经由流量调节阀18、流量计19、探测装置A的“取样管”2后,通过软管21、硼水箱14顶部的回液口接头回流进入硼水箱14，组成了硼水流循环的标定回路。

[0081] 做标定前，将标定装置的小车移动到反应堆一回路经二次降温降压后下泄流水监测支路旁，分别将标定回路中软管21和20的接头，连接到探测装置A“取样管”2上、下两端头三通2-1和2-2的支路上。

[0082] 标定时，关闭“取样管”2上、下两端头三通上接通下泄流水监测支路的阀，将“取样管”2与原下泄流水监测支路阻断，开启两端头三通支路上接通标定装置的阀，使“取样管”2与标定系统构成标定回路。

[0083] 硼浓度计的标定方法，分为常规标定和在线即时标定。

[0084] 常规标定方法，步骤如下：

[0085] 1）、将探测装置A中“取样管”接通标定回路；

[0086] 2）、用去离子水串洗“取样管”，在水中硼浓度可视为零时停止串洗；注意初次标定用去离子水串洗“取样管”与标定回路；探测装置经使用后，只串洗“取样管”，以避免污染标定回路系统；

[0087] 3）、在硼水箱内充满去离子水时，启动磁力循环泵进行循环，通过流量计调节回路流量在适当设定值，开启硼水箱内的电加热器，控制加热使“取样管”内水温达到设定的参考温度，作为标定温度並保持恆温，读取稳态时的脉冲计数率P/S值，作为本底测量值；

[0088] 4）、通过硼水箱加硼调节水中的硼浓度，在相同流量与温度条件下进行硼水回路循环，记录稳态时的脉冲计数率P/S值，同时取水样，用化学滴定分析测定水中硼浓度，完成一次标定测量，获取一组硼浓度与脉冲计数率的数对；

[0089] 5）、按同样方法，往硼水箱中逐步加硼提高回路水的硼浓度，完成全量程若干个标定点的测量，获得若干个数对；

[0090] 6）、将这些数对，按硼浓度大小分为若干区段，分段输入测量装置主机（10）控制器模板，其中央处理单元，通过数据处理程序，将每段至少两个数对，按线性数学模型CB=A＋B-1（P/S）进行拟合，获得其标定系数存储在程序中，供测量使用，即完成了对硼浓度计的在线常规标定；

[0091] 7）、标定测量结束后，切换“取样管”两端三通支路上的控制阀,恢复“取样管”与下泄流水监测支路的连接，实现对反应堆一回路水硼浓度的在线实时监测。

[0092] 随着时间的推移，由于电子仪器的漂移，中子探测器灵敏度的衰减，中子源强度的减弱，以及水中腐蝕产物和裂变产物在“取样管”管壁沉积等因素的影响，硼浓度测量误差逐渐增大，到一个燃料循环后期，甚至起不到实时监测作用。

[0093] 当监测系统的测量误差偏大时，采用在线即时标定法，步骤是：

[0094] ①将当前回路运行水样的化学滴定分析硼浓度值，与取样时刻的脉冲计数率值作为一个数对；

[0095] ②取近期的至少一个已知的硼浓度值与脉冲计数率值的数对；

[0096] ③将两组数对输入测量装置主机控制器模板，其中央处理单元，通过数据处理程-1序，将两组数对按模型CB=A＋B（P/S）进行线性拟合，即获得最新的标定系数，立即可供使用，修正了测量漂移，实现对反应堆一回路水硼浓度的在线实时监测。

标题	发布/更新时间	阅读量
同步加速器控制方法、装置、设备及存储介质	2020-05-12	118
一种输电线路操作过电压的断路器相控抑制方法	2020-05-17	654
一种自能式SF6断路器双喷口式灭弧室及其灭弧方法	2020-05-13	777
电触头用铜基复合材料	2020-05-17	922
一种输电线路操作过电压的断路器相控抑制方法	2020-05-17	597
混合式整体晶胶介质及其制备方法	2020-05-14	658
一种测量长间隙空气交流电弧介质恢复强度的方法	2020-05-11	573
一种杞柳防裂处理方法	2020-05-17	320
一种超低介电常数薄膜的制作方法	2020-05-12	938
弧后介质强度恢复快的真空灭弧室	2020-05-11	758

核电站硼浓度计及其标定方法

核电站硼浓度计及其标定方法

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：