表格模板-核电站仪表岗前培训反应堆仪表 精品.ppt

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1、1核反应堆仪表核反应堆仪表苏杰苏杰2堆芯：堆芯：裂变链式反应裂变链式反应一回路一回路： 将堆芯热量导出将堆芯热量导出二回路二回路：将一回路热量通过将一回路热量通过蒸汽蒸汽发生器发生器交换热量。交换热量。蒸汽发生器蒸汽发生器：产生蒸汽供汽轮机。产生蒸汽供汽轮机。稳压器稳压器：调节一回路水压调节一回路水压汽轮机汽轮机驱动发电机组。驱动发电机组。 第第 1 章章 绪绪 论论 、 核核 电电 站站 示示 意意 图图 压水堆核电站五大控制系统压水堆核电站五大控制系统1、核反应堆功率调节控制系统、核反应堆功率调节控制系统 2 、蒸汽排放控制系统、蒸汽排放控制系统3、蒸汽发生器给水调节系统、蒸汽发生器给水调

2、节系统4、稳压器压力、水位调节系统、稳压器压力、水位调节系统 5 、汽轮机调速系统、汽轮机调速系统-O3、压水堆测量仪表布置示意图T1 进入反应堆的冷却剂温度；进入反应堆的冷却剂温度；T0 离开反应堆冷却剂温度；离开反应堆冷却剂温度；Tm 慢化剂温度；慢化剂温度；Lm 慢化剂水位；慢化剂水位；FC 流量仪；流量仪；PC 冷却剂出口压力；冷却剂出口压力；FS 蒸汽流量。蒸汽流量。4、核反应堆仪表的功能核反应堆仪表的功能一、测量项目：一、测量项目： 1. 反应堆反应堆功率功率 2 . 反应性反应性 3 . 冷却剂入、出口冷却剂入、出口温度温度 4 . 冷却剂的冷却剂的流量流量 5 . 系统各测点的

3、系统各测点的压力压力 6 . 元件表面和冷却剂通道的元件表面和冷却剂通道的沉淀物沉淀物。5二、检测参数二、检测参数1、链式反应产生的热量、链式反应产生的热量 (热敏元件热敏元件)；2 、链式反应产生的核辐射、链式反应产生的核辐射 (核辐射敏感元件核辐射敏感元件)；3 、离开反应堆以后冷却剂的放射性强度；、离开反应堆以后冷却剂的放射性强度；4 、冷却剂的温度、流量、流速、压力及纯度；、冷却剂的温度、流量、流速、压力及纯度；5 、堆内慢化剂水位及温度；、堆内慢化剂水位及温度；6 、控制棒的位置、控制棒的位置(功率棒、温度棒、停堆棒功率棒、温度棒、停堆棒)等。等。三、指示调节及执行参数三、指示调节及

4、执行参数 操控反应堆在一定功率下运行，必须根据调节仪操控反应堆在一定功率下运行，必须根据调节仪表和执行仪表指示来操作控制棒，执行调节棒位。表和执行仪表指示来操作控制棒，执行调节棒位。6第 2 章 测量的基本概念2.1 2.1 测量仪表的组成测量仪表的组成 一、测量值的表示式一、测量值的表示式 x a Ux 其中其中：x x 是被测量值；是被测量值； a a 是仪表的读数；是仪表的读数； Ux 是测量单位。是测量单位。二、测量流程二、测量流程 7传感器从测量对象提取信息，生成原始信号从测量对象提取信息，生成原始信号对传感器性能的要求：对传感器性能的要求：1、输出与输入有稳定的单值关系；、输出与输

5、入有稳定的单值关系；2、非被测量的影响应可忽略，如不能忽略，应能对其补偿或修正；、非被测量的影响应可忽略，如不能忽略，应能对其补偿或修正；3、应尽可能小的消耗被测对象的能量，传感器对于对象状态无大的干扰。、应尽可能小的消耗被测对象的能量，传感器对于对象状态无大的干扰。变换器为把传感器的信号进行远距离传送，用变换器对信号进行放大，线性化等。为把传感器的信号进行远距离传送，用变换器对信号进行放大，线性化等。显示器有瞬时量显示、累计量显示、极限显示等，指示有模拟、数字、屏幕显示等。有瞬时量显示、累计量显示、极限显示等，指示有模拟、数字、屏幕显示等。1、模拟显示常以曲线形式记录数据。、模拟显示常以曲线

6、形式记录数据。2、数字显示不会有视差，可打印数据。、数字显示不会有视差，可打印数据。3、屏显能形象地显示信息，显示量大，可进行计算机操作。、屏显能形象地显示信息，显示量大，可进行计算机操作。传输通道连结输出与输入的信号设备。如：导线，管道，光导及无线通讯等。连结输出与输入的信号设备。如：导线，管道，光导及无线通讯等。8 2.2 2.2 测量仪表的性能指标测量仪表的性能指标一、量程一、量程 测量仪表能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围。测量仪表能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围。二、误差二、误差 1、指示值的、指示值的绝对误差绝对误差 2、指示值的、指示值的相对误差相对误差 = x x

7、0 x 测量的指示值 x0 被测量的实际值 3、引用误差引用误差 m (相对误差) 其中：Am 仪表的量程范围 4、基本误差基本误差 基本误差基本误差是在规定的条件下，将仪表的示值和标准表的示值相比较，全量程中，当被测量平衡的增加或减小时，仪表全量程各个示值中引用误差引用误差的最大值。 00100maxmmAR00100001000mmmAxxA0010000100000 xxxx9三、精度三、精度 允许误差允许误差：即仪表出厂时规定的基本误差基本误差的最大值。 精度：精度：允许误差允许误差去掉百分号的数字数字。 国家仪表的精度等级为：国家仪表的精度等级为：0.1；0.2；0.5；1.0；1.

8、5；2.5；4 级等。级等。 可见数字越小，仪表的精度等级越高。使用仪表时且勿升级使用。可见数字越小，仪表的精度等级越高。使用仪表时且勿升级使用。四、仪表的变差、附加误差四、仪表的变差、附加误差及及修正值修正值 1、变差、变差 又称：回差、升降变差又称：回差、升降变差 或或 来回变差。来回变差。 v = x ” - x x、x” 分别为被测量值平稳增加和减小时，对仪表同一示值测得的实际值。分别为被测量值平稳增加和减小时，对仪表同一示值测得的实际值。 2、附加误差、附加误差 对同一示值对同一示值，在技术条件规定的在技术条件规定的正常正常与与非正常非正常条件下，所对应的条件下，所对应的被测量实际值

9、之差。被测量实际值之差。 3、修正、修正 值值 由示值由示值x 得到实际值得到实际值x0的修正量的修正量 C 。 x0 = x+ C C = f (x) 可查曲线或修正表求得。10五五、灵敏度灵敏度和和分辨力分辨力 灵敏度灵敏度S ：设输入变化设输入变化 x 引起输出变化引起输出变化L 灵敏度高，不意味精确度会高，要与仪表的允许误差相适应。xlS分辨力：分辨力： 也称鉴别力，是引起仪表可觉察示值变化的被测量值的最小变化。也称鉴别力，是引起仪表可觉察示值变化的被测量值的最小变化。六、动态特性六、动态特性仪表仪表指示值指示值x 跟随被测量值跟随被测量值x0 变化的反应能力。变化的反应能力。 1、上

10、升时间上升时间：示值从稳定态值的 5 变化至 95 所需的时间； 2、响应时间响应时间：示值从开始变化到稳态值 、R m 范围，所需的时间。 3、过冲量过冲量：示值变化的最大振幅减去稳态值，对稳态值的百分数。11七、可靠性七、可靠性 仪表在正常工作条件下，保持产品技术性能指标的能力。仪表在正常工作条件下，保持产品技术性能指标的能力。 仪表结构和环境的变化，一定程度上会影响可靠性。该指标决定了仪表的寿命仪表结构和环境的变化，一定程度上会影响可靠性。该指标决定了仪表的寿命。 设：设：在在1000小时实验下小时实验下a类元件损坏零件的百分数为类元件损坏零件的百分数为 a ， 仪表中有仪表中有 K 种

11、类别的元件，种类别的元件，a种类型的元件数目为种类型的元件数目为 n a ， 1000小时工作中仪表损坏的百分数为小时工作中仪表损坏的百分数为:八、稳定性八、稳定性 稳定性表明仪表测量某固定量固定量时，示值随随时间及使用条件变化的性能。 如, 环境温度变化1度,示值X 的变化值来确定的。九、复现性九、复现性 在同一条件下，对同一被测量 X 多次重复测量，示值一致的程度。aKaaaknn112第 3 章 堆芯外核检测仪表及系统3.1 堆芯外的定义堆芯外的定义 堆芯外是指在反应堆堆芯以外，堆芯外是指在反应堆堆芯以外，中子注量率低于中子注量率低于10 11 nCm -2S -1 的辐照条件下布置辐射

12、探测器。通常的辐照条件下布置辐射探测器。通常安置在压力壳外壁处，也可置于壳内安置在压力壳外壁处，也可置于壳内的热屏蔽区内。的热屏蔽区内。 堆功率仪表系统用来测量反应推堆功率仪表系统用来测量反应推功率及监视堆内中子通量密度功率及监视堆内中子通量密度(中子注中子注量率量率) 变化信息的。具有：变化信息的。具有： 1、运行功能、运行功能 监测堆功率、功率变化及分布。监测堆功率、功率变化及分布。 2、安全功能、安全功能 向保护系统提供停堆信号等。向保护系统提供停堆信号等。13 3.2 反应堆功率的测量反应堆功率的测量 反应堆是依靠反应堆是依靠核燃料的链式反应核燃料的链式反应来维持工作的，链式反应中产生

13、初级碎片和一系列来维持工作的，链式反应中产生初级碎片和一系列裂变产物，还有裂变中子、瞬发裂变产物，还有裂变中子、瞬发等辐射线，它们都是裂变能的载体，它们的等辐射线，它们都是裂变能的载体，它们的核辐射强度核辐射强度与反应堆功率成正比，它们消耗在堆内的与反应堆功率成正比，它们消耗在堆内的热量热量也与堆功率成正比，因此，可以通过测量也与堆功率成正比，因此，可以通过测量中子或中子或射线的强度，及测量堆芯温度等来间接测量反应堆的功率。射线的强度，及测量堆芯温度等来间接测量反应堆的功率。 通常是用堆芯外中子监测仪表来测量反应堆功率的。通常是用堆芯外中子监测仪表来测量反应堆功率的。143.3 中子探测器中子

14、探测器 作用：作用：把正比于核功率的中子通量信号转变为电信号。把正比于核功率的中子通量信号转变为电信号。 原理：原理：探测器的结构、测量方法各不相同，但归纳起来都探测器的结构、测量方法各不相同，但归纳起来都是是利用中子与核发生的各种反应利用中子与核发生的各种反应，直接或间接地测量中子，直接或间接地测量中子通量密度。通量密度。 3.3.1 3.3.1 中子探测的基本方法中子探测的基本方法 方法有：方法有：核反应、核反冲、核裂变、激活化法核反应、核反冲、核裂变、激活化法等等。 不同能量的中子与物质相互作用的差别颇大，所以，相应不同能量的中子与物质相互作用的差别颇大，所以，相应它们的探测器在结构上及

15、探测原理它们的探测器在结构上及探测原理, ,也区别较大。中子是间也区别较大。中子是间接电离粒子，首先通过核反应等产生直接电离粒子被测量。接电离粒子，首先通过核反应等产生直接电离粒子被测量。15一、核反应法一、核反应法 主要测量慢中子，有以下三种核反应主要测量慢中子，有以下三种核反应： 10 B (n,) 7 Li + 2.792 MeV 0 = 3840 11 b 6 Li (n,) 3 T + 4.786 MeV 0 = 936 6 b 3 He (n, p ) 3 T + 0.764 MeV 0 = 5327 10 b能量为能量为E n 的中子微观截面的中子微观截面= 0(1)16二、核反

16、冲法二、核反冲法 中子与物质原子核发生弹性碰撞，原子核被反冲，且带一定正电荷，选用反冲核中子与物质原子核发生弹性碰撞，原子核被反冲，且带一定正电荷，选用反冲核弹性碰撞截面大的材料作为探测器灵敏物质，就可以简接测量中子的注量率。通常是弹性碰撞截面大的材料作为探测器灵敏物质，就可以简接测量中子的注量率。通常是利用利用含氢物质含氢物质作为灵敏体。作为灵敏体。 反冲核的反冲能表示为：反冲核的反冲能表示为：所以，反冲核的质量越小反冲动能越大，通常取氢物质，所以，反冲核的质量越小反冲动能越大，通常取氢物质，A=1 ，上式为：，上式为：2cosnAEE 22cos)1 (4nAEAAE当 En 20 MeVEn 20 MeV 时散射截面能谱见右图。在 0.10.110 MeV10 MeV 之间遵从之间遵从1 1 定律。定律。设：中子注量率为 ， 单位体积靶物质的原子核数目为 N ，厚度为 d ，面积为S，散射截面为 s，则靶内单位时间的反冲核数N p 为： N p = s sN d = sSd17三、核裂变法三、核裂变法 由于裂变碎片是核裂变能量的载体，利用核裂变产生的两个碎片，使物由于裂变碎片是核