分析關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，產生汽水失配、壓力變送器高等信號，用于觸發(fā)反應堆停堆、安全注入、蒸汽管線隔離等保護邏輯。其測量的準確性、可靠性直接影響到機組的安全運行。本文結合福清1號機組TP1VVP53試驗期間的經驗反饋，詳細介紹了壓力變送器的零點修正過程，以及當試驗數(shù)據超差時，壓力變送器新量程的計算方式和標定過程。

    1 智能型壓力變送器的測量原理
    福清1號機組壓力變送器的測量采用差壓測量原理。蒸汽發(fā)生器產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、飽和蒸汽作圓周運動的曲率半徑d有關。他們之間遵循作圓周運動物體都必須遵循的牛頓運動定律的有關規(guī)律，因此可以推導出Δp st與v之間的關系式如下：

    再根據蒸汽的平均流速v與蒸汽質量流量Q st的關系就可以得到以下流量計算公式：

    在現(xiàn)場實際應用中，我們使用ROSEMOUNT 1154系列的差壓變送器測量Δpst。由于蒸汽質量流量與蒸汽密度、壓力、溫度等多個參數(shù)有關，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償?shù)姆椒ㄐ拚龎毫ψ兯推鳌?/span>

    2 壓力變送器標定
    為保證福清1號機組壓力變送器測量通道的有效性，需要在機組熱停堆到滿功率期間執(zhí)行調試規(guī)程《TP1VVP53 驗證蒸汽發(fā)生器給水流量和壓力變送器測量通道》。由于試驗周期較長（4個月左右），需提前確認試驗期間1VVP001-006MD在校驗有效期內，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修正
    壓力變送器在機組正常運行期間，處于6.61MPa的高靜壓下?！?號機組羅斯蒙特壓力變送器竣工文件》中指出，高靜壓下1154系列差壓變送器會產生零點漂移和量程漂移。

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

    2.2 壓力變送器變送器的量程修正
    機組功率提升至15% FP、30% FP、50% FP、75%FP、87%FP、100%FP時，記錄每個功率平臺的壓力變送器Q st，壓力變送器需滿足以下兩點準則：

    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號機組滿功率之前的試驗數(shù)據均滿足C4準則，但100%FP的試驗數(shù)據偏差過大，不滿足C2準則。

    2.2.1 壓力變送器變送器的量程修正原理
    為滿足C2準則，需重新標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，變送器量程標定后Q st'=Q FW0。變送器量程計算公式如下所示

    根據100 %FP的試驗數(shù)據和公式（5）可以計算出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號機 組 后撤 至熱 停堆平臺時，按照新 量程 對1VVP001-006MD進行校驗。并在校驗完成后，重新執(zhí)行壓力變送器變送器在高靜壓下的零點修正，并修改DCS組態(tài)
中的相關參數(shù)。

    福清1號機組重新到達滿功率平臺時，壓力變送器變送器測量通道的試驗數(shù)據均滿足C2和C4準則，這說明試驗過程中新量程的計算方法和修正方案是可用的。

    3 結語
    本文結合福清1號現(xiàn)場實際情況講解了執(zhí)行TP1VVP53的過程，詳細敘述了福清1號機組壓力變送器新量程的計算方法和標定方案。在機組上行期間重新執(zhí)行試驗，且試驗數(shù)據滿足驗收準則，證明了試驗方法的正確有效。