[发明专利]一种用于核电站的液位及温度监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于核电站的液位及温度监测装置，适用于核电站的乏燃料水池、反应堆水池、地坑及其他辐照环境下的液位及温度的实时测量。

背景技术

2011年3月11日13时，日本发生9级地震并引发高达10米的海啸，导致东京电力公司下属的福岛核电站发生了严重的核事故。地震及海啸发生后，福岛第一核电站的4号反应堆发生了严重的火情，而火情的发生是由乏燃料水池氢爆炸引起的，乏燃料水池的液位高度及温度状况在震后均未能检测到，反应堆建筑发生火情。这次事件给全世界造成了巨大的核安全危机，促使人们对核安全问题重新做出了深刻的反思。

福岛事故后，在国家核安全局编制的《改进行动通用技术要求（试行）》中明确定义“乏池监测”应针对各种工况下的乏池参数（如温度、液位等）进行监测，并要求考虑丧失厂外电源和应急柴油机电源的情况下，对液位和温度的测量。

现有的液位测量方法多种多样，通常在核电站的堆芯测量中主要使用压差式液位计，而在工业现场中使用较多的是电接点液位计。

压差式液位计受介质密度和温度影响较大，所以精度较差，而为消除这些影响还需要很多其他测试仪表，且该测量装置在异常工况下存在较大的缺陷。

1979年的美国三里岛核电站事故则是由于稳压器的水位指数错误的给出高的读数，而且超过了量程，操作员误以为稳压器充满了水，将失去稳压作用，便关闭了冷却系统的高压注水泵，导致地坑排水泵自动启动，放射性物质流出，环境遭到污染便是由液位计水位测量出错所引起。

目前，虽然液位测量的仪器仪表多种多样，但是均不满足核电站乏燃料池等特殊环境的使用要求，国内外均没有成功使用在乏燃料池的测量仪器能够解决这一问题。

发明内容

本发明装置提供一种能够在核电站乏燃料水池、反应堆水池、地坑及其他核电站其他辐照环境下的液位及温度实时测量，并且能够在事故工况下依然保持其功能的装置，其结构设计上采用抗震、防腐蚀等设计方法，核心部件铠装电极、铠装铂电阻与铠装电缆均能防辐照与腐蚀，软件设计上对单个电极间断通电，多个电极循环监测的技术，增强了电极的抗腐蚀与防极化能力，延长电极的使用寿命，其抗震设计按照《GB/T 13625核电厂安全系统电气设备抗震鉴定》来设计。

本发明主要由以下技术方案实现：一种核电站使用的液位及温度监测装置，包括测量组件、安全套筒、减震器、安装支架、套筒支架、防坠落槽、接插件、外部二次仪表和手持式终端等组成。测量组件的金属套管上安装有铠装电极与铠装铂电阻，且均由铠装电缆通过接插件与外部二次仪表相连，并且能通过专用插头在严重事故后与手持式终端相连，测量组件的外部套有安全套管，测量组件与安全套管之间装有减震器，安全套管的底端安装有防坠落槽，整个装置由安装支架固定在池壁上。

本发明的测量原理分为液位测量和温度测量。液位测量采用电导式液位测量方法，利用水和汽（气泡）的导电性能差异，来检测某个具体位置的监测电极是否被水浸没，若该点被水浸没则流过电极的电流大，反之，则流过电极的电流较小，通过这种间断的分布式测量方法，测得更加真实的水位。本发明利用微处理器为控制核心，对单个电极间断通电，对多个电极循环检测，使得测量电极的使用寿命长，操作安全可靠，装置性能稳定。

本装置温度测量采用铠装铂电阻，其测温原理是利用导体或半导体的电阻值随温度的变化而变化着一特性，其测量特点是测量精度高、性能稳定、耐震、抗冲击、使用寿命长。

本发明装置除能使用外部的二次显示仪表观测监测数据外，还增加了手持式终端用于失去外部电源的情况下对液位及温度的监测结果的观察。测量组件的信号传输电缆末端带有专用插头，当核电站失去外部电源及备用电源后，将专用插头接上手持式终端，便能在失去外部电源的情况下对液位及温度的监测结果进行观察。

本发明的有益效果是：

1.离散的液位测量方法，布点灵活

采用离散的液位测量方法，只在关键水位进行布点监测，可根据液位测量范围适当的选择布点数目及布点位置，布点方式灵活，适用于多种需要监测水位及温度的场所。

2.抗震效果良好

采用安全套筒加减震器的设计，装置整体的抗震效果良好。安全套筒有能力应对飞射物对整个监测装置造成的损坏，有效的保护测量组件及测量通道的功能和完整。减震器能够减小地震及其他震动给装置带来的危害，使测量装置在设计地震基准下保持功能的完整。

3.能在恶劣环境中长期稳定运行