摘 要：壓水堆核電站中，一回路水位測量主要用于監測堆芯淹沒(méi)情況的壓力容器水位測量和用于監測穩壓器的汽水雙相狀態(tài)穩壓器水位測量，兩種水位測量都廣泛采用了差壓式儀表。針對實(shí)際運行中出現的偏差以及不容易采用傳統方法校驗的問(wèn)題，本文對測量原理和交叉驗證的方法進(jìn)行了分析，提出了更加方便可行的方法，從而更好地保證了核電站的安全、穩定運行。Jpn壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器
0 引言
壓水堆核電站在停堆之后堆芯核燃料仍有穩態(tài)功率百分之幾的衰變熱產(chǎn)生，需要持續地冷卻。因此，監測一回路冷卻水的裝水量有著(zhù)十分重要的意義。目前，國內CNP1000和CPR1000等廣泛建造的“二代加”核電技術(shù)均采用了差壓式變送器測量一回路水位。差壓式儀表通過(guò)測量承壓容器頂部和底部的差壓，經(jīng)過(guò)密度補償后計算實(shí)際液位值。一回路水位測量主要用于監測堆芯淹沒(méi)情況的壓力容器水位測量和用于監測穩壓器的汽水雙相狀態(tài)穩壓器水位測量。
1 一回路儀表的使用
堆芯水位測量和穩壓器水位測量，取樣點(diǎn)在一回路的不同標高和位置，如圖1所示。
RCP007/008/011MN使用了分體式壓差變送器，用于表征熱態(tài)穩壓器的液位，測量范圍為-6m～3.8m。
RCP012MN使用了羅斯蒙特差壓變送器，用于表征冷態(tài)穩壓器的液位，測量范圍為-6m～3.8m。
RCP090-095MN使用了
智能差壓變送器，用于測量壓力容器液位 [1] 。RCP090/091MN在開(kāi)蓋/泄壓模式下量程為8.5m～13.35m。在壓力殼模式下，用于CCMS堆芯液位測量。
RCP098MN為差壓變送器，用于表征冷態(tài)一回路液位，測量范圍8.7m～20m。
本文針對穩壓器水位測量以及堆芯水位測量等儀表進(jìn)行分析。
1.1 穩壓器水位測量?jì)x表
RCP007/008/011MN：正常運行時(shí)，穩壓器內部是汽液兩相，負壓側用冷凝罐將蒸汽冷凝成水，然后水壓作用在隔離膜片上，#后通過(guò)毛細管把壓力傳遞到儀表。RP模式下穩壓器內的壓力是155bar，溫度在345℃左右，儀表計算書(shū)采用此狀態(tài)下的液體密度計算得來(lái)。因此，RCP007/008/011MN指示熱態(tài)狀態(tài)下的穩壓器液位 [2] 。
RCP012MN：負壓側有冷凝罐，指示常溫、常壓下穩壓器的液位，在一回路充排水過(guò)程中，給予操作員以指示。RCP012MN的儀表計算書(shū)采用了壓力1bar，溫度30℃狀態(tài)的液體密度進(jìn)行計算。因此，RCP012MN指示的是冷態(tài)下的穩壓器液位。
RCP098MN：沒(méi)有設置隔離器，負壓側測點(diǎn)和RCP012MN同一個(gè)冷凝容器取出。但是正壓側測點(diǎn)取自一回路主管道。計算書(shū)同樣采用了壓力1bar，溫度30℃狀態(tài)的液體密度進(jìn)行計算。因此，RCP098MN指示的仍然是冷態(tài)下的一回路液位。
1.2 壓力容器水位測量
RCP090-095MN采用了6000變送器，雙隔離器結構，用于堆芯水位測量。其中 RCP090/091MN為窄量程、RCP092/093MN為寬量程、RCP094/095MN為參考量程 [3] 。寬量程和窄量程的
智能壓力變送器有兩個(gè)測點(diǎn)，上測點(diǎn)位于壓力容器通風(fēng)口處，下測點(diǎn)位于堆芯測量系統密封組件處。寬、窄量程公用這對下測點(diǎn)，在靠近測點(diǎn)處安有金屬隔離膜盒以隔離一回路冷卻劑。金屬隔離膜盒與
微差壓變送器之間用金屬壓力管線(xiàn)連接，金屬壓力管線(xiàn)中為真空充滿(mǎn)除鹽水以傳遞壓力。
參考差壓變送器及其隔離膜盒與寬、窄量程儀表安裝在相同位置，用以模擬失水事故時(shí)安全殼內溫度升高，水的密度減小后由測量毛細管中的除鹽水所產(chǎn)生的壓力，在后續的數據處理過(guò)程中對因此造成的損耗進(jìn)行補償處理 [4] 。
CCMS堆芯液位測量計算。沒(méi)有主泵或僅有一臺主泵運行時(shí)，窄量程儀表參與水位運算。當有兩臺泵及以上運行時(shí)，寬量程儀表參與水位運算 [5] 。正常穩態(tài)運行中，當寬量程投入使用時(shí)，壓力容器已經(jīng)不是雙相狀態(tài)，因為它測量的只是一回路的壓差，并不是一回路水位的實(shí)際值。
2 一回路水位測量?jì)x表的功能驗證
堆芯水位測量和穩壓器水位測量的可用性是核電站監控的重點(diǎn)參數之一，但是傳統的定期校準方法卻存在很大的局限性。以交叉校準的方式來(lái)進(jìn)行功能驗證，能夠有效地解決這個(gè)問(wèn)題。
為了評估傳感器偏差對其功能的危害程度，對于測量?jì)x表的驗證采用了兩種不同的準則：功能驗證準則以及傳感器驗證準則。
功能驗證準則、傳感器驗證準則以及準則計算方法均源自EDF所作的故障概率研究，它是在“探測降級或失效的準確性”和“測量值不準確的概率”這兩者之間權衡的結果。此外，這種權衡結果也取決于驗證所使用的方式及冗余通道的數目。
2.1 傳感器驗證標準：C( mv )
其目的是預防設備降級。設備準則基于比功能允許誤差更為嚴格的傳感器技術(shù)精度。傳感器技術(shù)精度來(lái)源于傳感器固有的不確定度。若經(jīng)過(guò)診斷后發(fā)現偏差值超出傳感器驗證準則，其通常的后繼行動(dòng)是執行完整的校驗。但是這種偏差被認為不影響功能，需要提高關(guān)注等待合適的窗口處理。
傳感器驗證準則基于被驗證傳感器的技術(shù)精度ε(t)，它能夠探測到50％的可能降級。通過(guò)冗余傳感器或者試驗傳感器間的交叉比較進(jìn)行驗證**************
其中，ε(t)：被驗證傳感器的技術(shù)精度。
2.2 功能驗證準則C( fv )（即交叉比較的驗證準則）
其目的是探測可能的失效。功能準則基于傳感器的功能允許誤差，它包含了傳感器正常工作時(shí)的功能裕度。當偏差超出功能驗證準則時(shí)，必須立即進(jìn)行糾正性維修。功能驗證準則根據傳感器功能允許誤差δ(FS)而計算，它能夠探測95%的可能失效。通過(guò)冗余傳感器間交叉比較進(jìn)行驗證
2.3 RCP007/008/011MN和RCP012MN的功能驗證
現象：為了擴大比較范圍，需要拿RCP007/008/011MN和RCP012MN進(jìn)行交叉驗證，雖然測量取壓點(diǎn)相同，但是示數不能直接拿來(lái)用于交叉比較。
原因分析：RCP007/008/011MN在熱態(tài)（292℃）下標定，而RCP012MN在冷態(tài)（25℃）下標定。交叉比較需要在同樣的狀態(tài)下，所以要把它們變換到同一個(gè)狀態(tài)下的水平（或稱(chēng)之為真實(shí)水平）進(jìn)行比較。
2.4 RCP098MN與RCP012MN的功能驗證
RCP098MN的功能驗證，可以使用同樣在冷態(tài)標定的RCP012MN進(jìn)行交叉比較。
驗證的前提條件：在一回路排水時(shí)驗證，堆芯水位穩定；參考探頭012MN已經(jīng)在滿(mǎn)功率時(shí)和007/011MN進(jìn)行了驗證；但是RCP012MN參考值須按RCP098MN量程進(jìn)行修正。
3 結論
基于M310技術(shù)的“二代加”改進(jìn)壓水堆1000MW核電技術(shù)采用的差壓式液位計測量一回路水位，廣泛應用于國內的核電站中。本文通過(guò)對一回路水位測量?jì)x表的使用、原理和交叉比較方法的分析探討，對其運行維護具有一定的借鑒意義。
