分析關(guān)于智能的壓力變送器在高靜壓下的測量偏差

概 述：

智能型壓力變送器參與邏輯表決，產(chǎn)生汽水失配、壓力變送器高等信號(hào)，用于觸發(fā)反應(yīng)堆停堆、安全注入、蒸汽管線隔離等保護(hù)邏輯。其測量的準(zhǔn)確性、可靠性直接影響到機(jī)組的安全運(yùn)行。本文結(jié)合福清1號(hào)機(jī)組TP1VVP53試驗(yàn)期間的經(jīng)驗(yàn)反饋，詳細(xì)介紹了壓力變送器的零點(diǎn)修正過程，以及當(dāng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)超差時(shí)，壓力變送器新量程的計(jì)算方式和標(biāo)定過程。

    1 智能型壓力變送器的測量原理
    福清1號(hào)機(jī)組壓力變送器的測量采用差壓測量原理。蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的飽和蒸汽通過蒸汽發(fā)生器頂部的彎管，利用流體的慣性原理產(chǎn)生差壓Δp st。該壓力差的大小與飽和蒸汽的密度ρst、飽和蒸汽的平均流速v、飽和蒸汽作圓周運(yùn)動(dòng)的曲率半徑d有關(guān)。他們之間遵循作圓周運(yùn)動(dòng)物體都必須遵循的牛頓運(yùn)動(dòng)定律的有關(guān)規(guī)律，因此可以推導(dǎo)出Δp st與v之間的關(guān)系式如下：

    再根據(jù)蒸汽的平均流速v與蒸汽質(zhì)量流量Q st的關(guān)系就可以得到以下流量計(jì)算公式：

    在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中，我們使用ROSEMOUNT 1154系列的差壓變送器測量Δpst。由于蒸汽質(zhì)量流量與蒸汽密度、壓力、溫度等多個(gè)參數(shù)有關(guān)，而這些參數(shù)的變化可能造成壓力變送器測量出現(xiàn)偏差。在飽和蒸汽工況下，使用壓力查得的蒸汽密度與使用溫度查得的蒸汽密度相同[1]，福清核電廠采用壓力補(bǔ)償?shù)姆椒ㄐ拚龎毫ψ兯推鳌?/span>

    2 壓力變送器標(biāo)定
    為保證福清1號(hào)機(jī)組壓力變送器測量通道的有效性，需要在機(jī)組熱停堆到滿功率期間執(zhí)行調(diào)試規(guī)程《TP1VVP53 驗(yàn)證蒸汽發(fā)生器給水流量和壓力變送器測量通道》。由于試驗(yàn)周期較長（4個(gè)月左右），需提前確認(rèn)試驗(yàn)期間1VVP001-006MD在校驗(yàn)有效期內(nèi)，確保其測量精度滿足要求。

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    2.1 壓力變送器變送器的零點(diǎn)修正
    壓力變送器在機(jī)組正常運(yùn)行期間，處于6.61MPa的高靜壓下?！?號(hào)機(jī)組羅斯蒙特壓力變送器竣工文件》中指出，高靜壓下1154系列差壓變送器會(huì)產(chǎn)生零點(diǎn)漂移和量程漂移。

    在福清1號(hào)機(jī)組熱停堆工況下，主控操縱員確認(rèn)主蒸汽隔離閥、主蒸汽旁路閥已關(guān)閉，并關(guān)閉大氣釋放閥。二回路負(fù)荷為零時(shí)，通知現(xiàn)場工作人員記錄當(dāng)前狀態(tài)下壓力變送器的讀數(shù)，并調(diào)整變送器的輸出為4.02mA（出于側(cè)重安全性的考慮，更易于觸發(fā)汽水失配信號(hào)）。

    2.2 壓力變送器變送器的量程修正
    機(jī)組功率提升至15% FP、30% FP、50% FP、75%FP、87%FP、100%FP時(shí)，記錄每個(gè)功率平臺(tái)的壓力變送器Q st，壓力變送器需滿足以下兩點(diǎn)準(zhǔn)則：

    式中，Q FW0為SG50給出的給水參考流量，Q bd為蒸汽排污流量，Q st為壓力變送器，ξ0、ξbd、ξst為測量不確定度。TP1VVP53中壓力變送器測量通道在1號(hào)機(jī)組滿功率之前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)均滿足C4準(zhǔn)則，但100%FP的試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差過大，不滿足C2準(zhǔn)則。

    2.2.1 壓力變送器變送器的量程修正原理
    為滿足C2準(zhǔn)則，需重新標(biāo)定壓力變送器的量程，以減小Q FW0與Q st之間的偏差。理想狀態(tài)下，變送器量程標(biāo)定后Q st'=Q FW0。變送器量程計(jì)算公式如下所示

    根據(jù)100 %FP的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和公式（5）可以計(jì)算出1VVP001-006MD的新量程[3]，見表1。

    2.2.2 壓力變送器變送器的量程修正及DCS軟件參數(shù)修改
    福清1號(hào)機(jī) 組 后撤 至熱 停堆平臺(tái)時(shí)，按照新 量程 對1VVP001-006MD進(jìn)行校驗(yàn)。并在校驗(yàn)完成后，重新執(zhí)行壓力變送器變送器在高靜壓下的零點(diǎn)修正，并修改DCS組態(tài)
中的相關(guān)參數(shù)。

    福清1號(hào)機(jī)組重新到達(dá)滿功率平臺(tái)時(shí)，壓力變送器變送器測量通道的試驗(yàn)數(shù)據(jù)均滿足C2和C4準(zhǔn)則，這說明試驗(yàn)過程中新量程的計(jì)算方法和修正方案是可用的。

    3 結(jié)語
    本文結(jié)合福清1號(hào)現(xiàn)場實(shí)際情況講解了執(zhí)行TP1VVP53的過程，詳細(xì)敘述了福清1號(hào)機(jī)組壓力變送器新量程的計(jì)算方法和標(biāo)定方案。在機(jī)組上行期間重新執(zhí)行試驗(yàn)，且試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足驗(yàn)收準(zhǔn)則，證明了試驗(yàn)方法的正確有效。