一种自校准式棒位测量装置，属于反应堆的棒位测控技术领域，其特征在于，由测量参比管、测量芯棒、现场测量单元和信息处理单元构成，现场测量单元含有：装在测量参比管内的节流装置，装在测量参比管下端内侧壁上的一根引压管和分别装在节流装置上下侧的两根引压管，和分别连接两对相邻引压管的两个差压变送器，压力变送器；信息处理单元包括Ａ／Ｄ转换电路和工业计算机，工业计算机根据测量得到的差压值与对应工况下校准测量点曲线中存储的空管测量压差和满管测量压差，计算得到测量芯棒从初始位置向上运动的距离，即得到棒位位置信息，本装置可以在线更新校准测量点曲线中存储的信息实现自校准，本发明专利技术具有体积小，易维护和自校准的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于反应堆的棒位测控
，涉及一种反应堆的棒位测量装置，尤其涉及一种自校准式棒位测量装置。
技术介绍
控制棒及其驱动机构是保证反应堆安全运行的重要组成部分。正常工况下，通过调节控制棒棒位，可以实现反应堆的正常启动、停闭，以及维持反应堆在某一给定功率水平运行和进行功率调节；在事故工况下，通过快速将控制棒插入反应堆堆芯，实现紧急停堆。 棒位测量装置是该组成部分中的最重要的装置之一，其可靠性和安全性直接关系到整个反应堆的正常运行与安全。目前已有的反应堆控制棒棒位测量装置主要包括角度式、超声式、电涡流式和感应式等几种。角度式的控制棒棒位测量系统是将控制棒在堆芯中的移动距离转换为角度信号， 然后利用自整角机对此角度信号给以测量。这种测量方法存在的问题是1、系统的响应速度较慢；2、系统加工精度要求高，互换性差；3、系统校验和标定困难。超声式控制棒棒位测量系统是在控制棒孔道内底部安装超声波发生器和传感器， 使用超声波传感器接收超声波发生器发出的超声波信号在控制棒底部产生的反射信号，通过计算反射信号与发射信号的时差得到控制棒位置。如中国专利90100692.0-“反应堆控制棒超声波棒位测量系统”即属于这种类型的棒位测量装置。这种测量方法存在的问题是 1、在沸水型反应堆以及堆内产生气泡的反应堆事故状态下不能工作；2、使用这种方法测得的控制棒位置是与压力壳的相对位置，对系统安装要求高。电涡流式的控制棒棒位测量系统是在控制棒驱动机构的主动轴上安装一支精密丝杠并用其带动一个位置测量板移动，由电涡流传感器测出位置测量板与固定的位置参考板之间的距离而得到控制棒的位置信息。这种测量方法存在的问题是1、属于间接测量方法，不能直接测量控制棒所在位置；2、测量装置体积较大。感应式的控制棒测量系统是将由导磁材料或者导磁与非导磁材料间隔排列组成的测量芯棒连接在控制棒一端并于控制棒同步运动；测量芯棒在一根空心孔道内部运动， 测量线圈套装在空心孔道外部，当测量芯棒在线圈内部运动时，改变电感线圈的磁感应强度而使测量线圈输出信号幅度发生变化的测量方式，如中国专利95116462. 9- “地址码反应堆控制棒棒位测量系统”。这种方法存在的问题是线圈制作要求高，整体测量装置引线较多。由于采用了大量线圈结构的传感器，使得需要在反应堆压力壳顶部占用大量空间布置棒位测量装置的引线，不但增大了反应堆设计和结构布置的难度，也增加了线圈失效概率， 不利于反应堆的安全性设计3002
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决上述棒位测量装置存在问题，特别是解决常见的感应式棒位测量装置存在问题的新型棒位测量装置。本专利技术的特征在于，含有一根测量参比管、一根测量芯棒、现场测量单元以及信息处理单元，其中测量参比管，上部外侧连接有一个出口引流管，是冷却剂的出口端，所述冷却剂是水，该测量参比管下端开口是所述冷却剂的入口端，该测量参比管中来自反应堆冷却系统中的冷却剂在入口端处的压力高于出口端处的压力；测量芯棒，在下端同轴地连接着控制棒驱动轴，在所述控制棒驱动轴带动下，所述测量芯棒在所述测量参比管内部做上下往复运动；现场测量单元，含有节流装置，依次连接的温度传感器和温度变送器，三根引压管，即O号引压管F0，1号引压管Fl和2号引压管F2，两个差压变送器，即0号差压变送器 GO和1号差压变送器G1，还有一个压力变送器，其中节流装置，位于所述测量参比管内，位于所述出口引流管下方；0号引压管F0，连接到靠近所述测量参比管冷却剂入口端且贯穿所述测量参比管壁面的开孔处；2号引压管F2和1号引压管Fl分别连接在靠近所述测量参比管中安装的所述节流装置上、下两端面且贯穿所述测量参比管壁面的开孔处；0号差压变送器GO两输入端取压口分别连接到0号引压管FO和连通1号引压管 Fl的管路上，1号差压变送器Gl两输入端取压口分别连接到连通1号引压管Fl的管路和 2号引压管F2;压力变送器的输入端取压口连接在连通所述1号引压管Fl的管路上；温度传感器，位于所述测量参比管内部且在所述节流装置上方空间中，其输出端与所述温度变送器的输入端相连；所述测量芯棒不与所述控制棒驱动轴连接的上端面在所述测量参比管内部进行上下往复运动的范围为0号引压管FO在所述测量参比管内壁上开孔中心线与1号引压管 Fl在所述测量参比管内壁上开孔中心线之间；信息处理单元，由A/D转换电路与工业计算机依次连接构成，其中A/D转换电路，设有温度信号输入端，连接所述温度变送器的输出端，从所述温度变送器输入所述测量参比管内部冷却剂温度的模拟量值；0号差压信号输入端，连接所述0号差压变送器GO的输出端，从所述0号差压变送器GO输入所述测量参比管内部冷却剂在所述0号引压管FO在所述测量参比管内壁上开孔与1号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔处之间差压的模拟量值；1号差压信号输入端，连接所述1号差压变送器Gl的输出端，从所述1号差压变送器Gl输入所述测量参比管内部冷却剂在所述1号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔与2号引压管F2在所述测量参比管内壁上开孔处之间差压的模拟量值；压力信号输入端，连接所述压力变送器的输出端，经所述压力变送器输入所述1 号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔处的所述冷却剂压力的模拟量值；工业计算机，输入从所述A/D转换电路输出端得到的对应所述A/D转换电路输入端取得的各种模拟量值的数字信号值，其存储器内部预先存储有水和水蒸汽热力性质国际工业标准IAPWS-IF97的数据表；所述棒位测量装置使用前，按照如下步骤进行校准操作步骤(1)定义空管测量压差Δ Ρε，满管测量压差APf和流动雷诺数R6如下APe:在所述测量参比管竖直安装情况下，所述测量芯棒上端面位于所述0号引压管FO在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置处，即所述测量参比管内部在所述0号引压管FO在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述1号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔中心线之间部分没有所述测量芯棒存在情况下，所述0号差压变送器GO测量得到的所述测量参比管内部在所述0号引压管FO在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述1号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置之间冷却剂流动产生的差压值；APf 在所述测量参比管竖直安装情况下，所述测量芯棒上端面位于所述1号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置处，即所述测量参比管内部在所述0号引压管FO在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述1号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔中心线之间部分全部有所述测量芯棒存在情况下，所述0号差压变送器GO测量得到的所述测量参比管内部在所述0号引压管FO在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述1 号引压管Fl在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置之间冷却剂流动产生的差压值；Re 表示所述测量参比管内部冷却剂流动状态的流动雷诺数，按下式计算权利要求1. 一种自校准式棒位测量装置，其特征在于，含有一根测量参比管、一根测量芯棒、 现场测量单元以及信息处理单元，其中测量参比管，上部外侧连接有一个出口引流管，是冷却剂的出口端，所述冷却剂是水， 该测量参比管下端开口是所述冷却剂的入口端，该测量参比管中来自反应堆冷却系统中的冷却剂在入口端处的压力高于出口端处的压力；测量芯棒，在下端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自校准式棒位测量装置，其特征在于，含有：一根测量参比管、一根测量芯棒、现场测量单元以及信息处理单元，其中：测量参比管，上部外侧连接有一个出口引流管，是冷却剂的出口端，该测量参比管下端开口是所述冷却剂的入口端，该测量参比管中来自反应堆冷却系统中的冷却剂在入口端处的压力高于出口端处的压力；测量芯棒，在下端同轴地连接着控制棒驱动轴，在所述控制棒驱动轴带动下，所述测量芯棒在所述测量参比管内部做上下往复运动；现场测量单元，含有：节流装置，依次连接的温度传感器和温度变送器，三根引压管水和水蒸汽热力性质国际工业标准ＩＡＰＷＳ－ＩＦ９７的数据表；所述棒位测量装置使用前，按照如下步骤进行校准操作：步骤（１）：定义空管测量压差（ΔＰ↓［ｅ］），满管测量压差（ΔＰ↓［ｆ］）和流动雷诺数（Ｒ↓［ｅ］）如下：ΔＰ↓［ｅ］：在所述测量参比管竖直安装情况下，所述测量芯棒上端面位于所述０号引压管（Ｆ０）在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置处，即所述测量参比管内部在所述０号引压管（Ｆ０）在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述１号引压管（Ｆ１）在所述测量参比管内壁上开孔中心线之间部分没有所述测量芯棒存在情况下，所述０号差压变送器（Ｇ０）测量得到的所述测量参比管内部在所述０号引压管（Ｆ０）在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述１号引压管（Ｆ１）在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置之间冷却剂流动产生的差压值；ΔＰ↓［ｆ］：在所述测量参比管竖直安装情况下，所述测量芯棒上端面位于所述１号引压管（Ｆ１）在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置处，即所述测量参比管内部在所述０号引压管（Ｆ０）在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述１号引压管（Ｆ１）在所述测量参比管内壁上开孔中心线之间部分全部有所述测量芯棒存在情况下，所述０号差压变送器（Ｇ０）测量得到的所述测量参比管内部在所述０号引压管（Ｆ０）在所述测量参比管内壁上开孔中心线与所述１号引压管（Ｆ１）在所述测量参比管内壁上开孔中心线位置之间冷却剂流动产生的差压值；Ｒ↓［ｅ］：表示所述测量参比管内部冷却剂流动状态的流动雷诺数，按下式计算：Ｒ↓［ｅ］＝ρｕ↓［ｄ］Ｄ↓［ｈ］／μ其中：ρ：所述测量参比管内部冷却剂的密度，根据所述测量得到的冷却剂温度值和压力值查找水和水蒸汽热力性质国际工业标准ＩＡＰＷＳ－ＩＦ９７得到；μ：所述测量参比管内部冷却剂的粘度，根据所述测量得到的冷却剂温度值和压力值查找水和水蒸汽热力性质国际工业...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李胜强，姜胜耀，薄涵亮，王文然，张亚军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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