Система измерения расхода натрия через ТВС реактора БН-800

Назначение

Система измерения расхода натрия через ТВС реактора БН-800 предназначена для измерения расхода через контролируемую тепловыделяющую сборку (ТВС) в режиме перегрузки реактора.

Описание

Система состоит из

- устройства расходомерного (далее РУ) УН-4800-113СП;

- преобразователя нормирующего (далее НП) АРТН.407119.302.

Принцип действия системы основан на явлении электромагнитной индукции при движении проводника в магнитном поле. В результате взаимодействия натрия, протекающего в магнитном поле устройства расходомерного (далее РУ), индуцируется э.д.с., пропорциональная расходу натрия, которая при помощи преобразователя нормирующего (далее НП) преобразуется в унифицированный электрический сигнал, пропорциональный расходу натрия через ТВС.

Измерительная насадка РУ (рис.1) выполнена в виде цилиндрической трубы переменного диаметра. В нижней части трубы расположен стабилизатор потока (струевыпрямитель), выполненный в виде пучка из семи трубок диаметра 22х2,5 мм.

На внешней поверхности трубы в газовой полости установлены две магнитные системы, расположенные последовательно по потоку натрия и восемь электродов, приваренных к наружной поверхности измерительного участка трубы в воздушном зазоре магнитной системы.

Из четырех электродов каждой магнитной системы два электрода размещены в плоскостях, перпендикулярных направлению магнитного поля и потоку натрия, являющейся одновременно плоскостью симметрии магнитов, а два других - на образующей измерительного участка до и после одного из магнитов по ходу движения натрия. Две пары электродов должны использоваться при электромагнитном методе контроля расхода натрия и другие две пары - при корреляционном. В качестве штатного используется сигнал второй по ходу течения потока натрия магнитной системы, Первая магнитная система является резервной. Остальные две пары электродов обоих магнитных систем, расположенных на образующей трубы до и после каждой магнитной системы могут использоваться при корреляционном методе измерения расхода натрия, являющимся средством поверки электромагнитного.

Для контроля температуры натрия предусмотрены два преобразователя термоэлектрических.

Нормирующий преобразователь (рис.2) предназначен для:

- преобразования сигнала расходомерного устройства в два, гальванически развязанных, сигнала постоянного тока от 4 до 20 мА при сопротивлении нагрузки не более 500 Ом, пропорциональных значению измеряемого расхода во всем диапазоне измерения;

- обработки корреляционных сигналов при проведении поверки и корректировки, при необходимости, выходного сигнала электромагнитного канала в зависимости от измеряемого расхода. Корректировка показаний проводится путем сопоставления выходных сигналов от двух электромагнитных преобразователей и корреляционного канала.

В состав НП входят модули преобразования сигналов первичных электромагнитных преобразователей (МПЭМ), модули корреляционного канала (МКР), модуль цифровой обработки (МОЦ) и модули преобразования сигналов термопар (МПТ).

МПЭМ предназначены для усиления электрического сигнала постоянного напряжения, снимаемого с электродов РУ и преобразования его в токовый сигнал.

МПТ предназначен для формирования на выходе унифицированного электрического сигнала (ток 4 - 20 мА) с термопреобразователей (термопары гр. ХА(К)).

Зависимость выходного тока от измеряемой температуры линейная. Выходные сигналы МПТ используются для температурной коррекции показаний электромагнитных каналов.

МКР обеспечивают усиление малых флуктуации сигналов, снимаемых с электродов РУ, и передачу их в МОЦ, который осуществляет расчет статистических характеристик, измерение временного сдвига функции взаимной корреляции и формирование унифицированного выходного сигнала, пропорционального расходу.

Блок питания вырабатывает стабилизированное напряжение +24В для питания модулей.

Входные сигналы поступают с электродов расходомерного устройства и термопар. Все модули преобразования сигналов первичных преобразователей имеют 3-х портовую гальваническую развязку.

Блок питания имеет 8 гальванических развязанных выходов напряжением +24 В.

Рис. 1 - измерительная насадка РУ

Привод

Корпус

Измерительная насадка

Рис. 1 Устройство расходомерное

Рис. 2 - нормирующий преобразователь НП

Программное обеспечение

Компьютерная программа, разработанная в среде LabVIEW8.6, работает под операционной системой Windows XP. Программа предусматривает автоматический сбор и математическую обработку результатов измерений электромагнитными, корреляционными и температурными каналами и архивирование результатов измерения.

Программа обработки данных по измерениям построена по модульному принципу. Программа предусматривает ввод в базу данных результатов испытаний, хранение данных по заводским номерам поверяемых систем.

Основной принцип мер защиты программного обеспечения (ПО) заключается в невозможности полноценного использования программного продукта без соответствующей поддержки со стороны разработчика: подробной пользовательской документации, системы обучения пользователей и обновленных версий программного продукта и баз данных. Таким образом, обеспечивается невозможность запуска ПО с измененной метрологически значимой частью.

Идентификационные данные программного обеспечения (ПО).

Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений «С» по МИ3286-2010.

Технические характеристики

Контролируема среда

Диапазон измерений расхода натрия (электромагнитный канал), кг/с

Диапазон измерений расхода натрия (корреляционный канал), кг/с

Пределы допускаемой приведенной погрешности от верхнего значения диапазона расхода (электромагнитный канал),%

Дополнительная температурная погрешность (электромагнитный канал), %/оС

Пределы допускаемой приведенной погрешности от верхнего значения диапазона расхода (корреляционный канал),%

Дополнительная температурная погрешность (корреляционный канал), %/оС

Диапазон температуры натрия, оС

Относительная погрешность измерения температуры (температурные каналы), %

Выходной сигнал системы:

- ток, мА

- цифровой

Время установления выходного сигнала система (электромагнитный канал) при скачкообразном измерении расхода от нуля до максимального значения, с, не более

Вероятность безотказной работы за время 16000 часов

Назначенный срок службы, лет, не менее

натрий 0,125 - 5,0

1,0 - 5,0

± 2,5

0,03

± 0,8

0,02

от плюс 200 до 250

± 1,5

4- 20

Ethernet

0,5 0,98 15

Комплектность

Поверка

осуществляется по методике «ГСИ. Система измерения расхода натрия через ТВС реактора БН-800. Методика поверки», утвержденной ГЦИ СИ ФГУП "ВНИИМС" в октябре 2012 г.

Основное поверочное оборудование:

- установка поверочная расходомерная ИРС-М. диапазон воспроизведенных расходов натрия от 0,5 до 100 м3/ч; допускаемая приведенная погрешность воспроизведения расхода в диапазоне от 0,5 до 20 м3/ч к верхнему значения ±0,3 %; допускаемая приведенная погрешность воспроизведения расхода в диапазоне от 20 до 100 м3/ч к верхнему значению ±0,8 %;

- термометр ТЛ-4 ГОСТ 28498-90 от 0 до 55 оС с ценой деления 0,1 оС.

- многофункциональный технологический калибратор FLUKE 725, диапазон от 0 до 24 мА, класс точности 0,02;

- промышленный компьютер.

Сведения о методах измерений

содержатся в руководстве по эксплуатации УН-4 800-113РЭ.

Нормативные документы

1 Техническая документация на систему измерения расхода натрия через ТВС реактора БН-800.

2 ГОСТ 12.2.003-91 Системы стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности.

3 ОПБ- 88/97 НП-001-97 (ПНАЭ Г-7-011-97) Общие положения обеспечения безопасности атомных станций.

Рекомендации к применению

осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта