一種乏燃料水池液位及溫度測量裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于核工業(yè)測量技術(shù)領域，具體涉及一種乏燃料水池液位及溫度測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]乏燃料水池作為乏燃料的貯存地，池中只要有乏燃料，就必須充滿水，且維持正常水位，以提供必要的安全生物防護；同時，要對池水進行冷卻，及時導出乏燃料元件剩余釋熱。2011年3月11日發(fā)生在日本福島的大地震引發(fā)大規(guī)模核泄露事件以后，改進乏燃料水池狀態(tài)監(jiān)測受到了各國核安全局極大重視。在這種需求背景下，要求在核電站各種運行工況下，特別是事故時，對乏燃料水池狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測是保證安全的前提。
[0003]福島事故后，在建核電廠為滿足乏燃料水池在正常和事故工況的監(jiān)測要求，多采用申請?zhí)枮?01210432373.7、名稱為“一種乏燃料水池狀態(tài)連續(xù)監(jiān)測方法及系統(tǒng)”的中國專利中所公開的一種液位、溫度測量裝置，該裝置采用基于熱擴散原理的RTD (熱電阻)元件實現(xiàn)連續(xù)液位、離散液位關鍵點測量，采用RTD元件實現(xiàn)連續(xù)溫度測量。由于該裝置的連續(xù)液位、離散液位和連續(xù)溫度測量均采用RTD元件，因此存在共模失效的風險。在共模失效情況下，將失去對乏燃料水池狀態(tài)的監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種乏燃料水池液位及溫度測量裝置，實現(xiàn)在正常及事故工況下的乏燃料水池狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測，為操作員提供及時準確的信息。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種乏燃料水池液位及溫度測量裝置，包括底部開口的測量筒，在測量筒內(nèi)沿其高度方向安裝有相互隔離的RTD連續(xù)液位傳感器、差分熱電偶離散液位傳感器和熱電偶溫度傳感器；RTD連續(xù)液位傳感器的液位測量范圍從燃料格架頂部至水池滿水位，差分熱電偶離散液位傳感器設置在水池的設定標高水位；RTD連續(xù)液位傳感器、差分熱電偶離散液位傳感器和熱電偶溫度傳感器通過各自的電纜與各自對應的變送處理單元連接。
[0007]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，所述的RTD連續(xù)液位傳感器包括兩支電阻溫度探測器RTD，一支熱電阻RTD通電加熱，另一支熱電阻RTD不加熱。
[0008]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，所述的差分熱電偶離散液位傳感器包括兩支連接的熱電偶，兩支熱電偶在同一鎧裝套管內(nèi)沿徑向相隔設定距離設置，一支熱電偶加熱，另一支不加熱。
[0009]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，所述的熱電偶溫度傳感器為K型鎧裝熱電偶溫度傳感器。
[0010]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，熱電偶溫度傳感器的溫度測量范圍從室溫至池水沸騰。
[0011]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，RTD連續(xù)液位傳感器、差分熱電偶離散液位傳感器和熱電偶溫度傳感器通過測量筒中的隔離板相互隔離設置。
[0012]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，還包括在線調(diào)校機構(gòu)，在線調(diào)校機構(gòu)包括與測量筒頂部的預留接口相連的增壓裝置。
[0013]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，該測量裝置通過安裝支架和安裝法蘭安裝在乏燃料水池中。
[0014]進一步，如上所述的乏燃料水池液位及溫度測量裝置，所述安裝支架為抗震支架，所述測量裝置滿足抗震需求。
[0015]本發(fā)明的有益效果如下:本發(fā)明的測量裝置采用連續(xù)液位、離散液位和溫度傳感器一體化設計，通過安裝支架安裝于乏燃料水池中。連續(xù)液位傳感器采用基于熱擴散原理的RTD元件，離散液位傳感器采用差分熱電偶元件，溫度傳感器采用K型鎧裝熱電偶。三種測量基于不同的測量原理和相互獨立的傳感器元件，且在結(jié)構(gòu)上三個傳感器也彼此隔離。該測量裝置的設計可避免由于共模失效導致同時失去乏池的連續(xù)液位、離散液位和溫度的監(jiān)測手段。該裝置的設計同時可實現(xiàn)連續(xù)液位測量的在線調(diào)校，整套裝置可設計為在地震發(fā)生時仍能滿足結(jié)構(gòu)和功能完整要求，以滿足在各種運行工況下，特別是事故工況下對乏池狀態(tài)的監(jiān)測要求。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中一種乏燃料水池液位及溫度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0018]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中一種乏燃料水池液位及溫度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置包括底部開口的測量筒4，在測量筒4內(nèi)沿其高度方向安裝有相互隔離的RTD連續(xù)液位傳感器10、差分熱電偶離散液位傳感器7和熱電偶溫度傳感器8 ；RTD連續(xù)液位傳感器10的液位測量范圍從燃料格架頂部至水池滿水位，差分熱電偶離散液位傳感器7設置在水池的設定標高水位；RTD連續(xù)液位傳感器10、差分熱電偶離散液位傳感器7和熱電偶溫度傳感器8通過各自的電纜與各自對應的變送處理單元(變送器)連接。
[0019]本實施方式中的RTD連續(xù)液位傳感器10采用兩支熱電阻RTD 5，6，一支熱電阻RTD 5通電加熱，另一支熱電偶RTD6不加熱。利用空氣與液體傳熱性能方面的明顯差異，兩支敏感元件(上述兩支RTD元件)中處在液體中的那一段之間的溫差很小，即兩支敏感元件之間的電阻差值很小，處于空氣之中的這一段的溫差大，即電阻差值也大。隨著液位增高，兩支敏感元件之間的總的電阻差值變小，即液位愈高，兩支敏感元件之間總的電阻差值愈小。借助于該規(guī)律，可以導出液位H與電阻值差值AR之間的關系，以此獲得連續(xù)液位值。測量范圍從燃料格架頂部至滿水位，該測量有較寬的測量范圍，保證了乏池各種運行工況，包括事故工況的測量范圍要求。
[0020]本實施方式中的差分熱電偶離散液位傳感器7采用兩支熱電偶。在同一鎧裝套管內(nèi)，將兩支熱電偶沿套管徑向相隔一定距離布置，其中一支熱電偶的結(jié)點采用電加熱絲加熱，另一支熱電偶的結(jié)點不加熱。利用空氣與液體傳熱性能方面的明顯差異，當傳感器的敏感部位處在液體中，熱端加熱的熱電偶測得的溫度低；當傳感器的敏感部位處在空氣中，熱端加