核电站核级差压仪表在线修正方法以及系统与流程

本发明涉及核电领域，尤其涉及一种核电站核级差压仪表在线修正方法以及系统。

背景技术：

核电机组的反应堆环路流量、蒸发器给水流量是保证一二回路堆芯热量导出的重要安全参数，其准确的标定与修正对核电机组的安全具有重要意义。在核电机组调试启动阶段与后续维修阶段，反应堆环路流量、蒸发器给水流量的标定与修正是一项重要工作。反应堆环路流量、蒸发器给水流量采用额定百分比标定，显示的并非真实的流量，而是额定流量的百分比，设计给定的仪表计算量程与实际量程存在较大的偏差，需要核电机组在真实额定流量工况下对反应堆环路流量、蒸发器给水流量计算新的量程并进行标定与修正。

反应堆环路流量计的正确标定是主回路流量验证试验的要求，是反应堆冷却剂冷却流量试验的前提，需要在标准热停工况下进行标定，是机组功率上行能够升到额定功率的30％fp而不发生堆芯燃料dnbr的保障。在核电机组临界之后升功率期间，需要执行蒸汽及主给水流量校核试验，在15％fp功率平台对窄量程给水流量仪表进行标定，在100％fp功率平台对宽量程给水流量仪表进行标定，窄量程给水流量仪表参与生成atwt保护逻辑，是事故工况下给水流量的重要监视仪表。此外核电站调试维修过程中，也会有核级差压仪表需要根据实际机组试验的要求，进行仪表量程修改。

常规的核级仪表量程修正方法如下：①进行仪表隔离，②拆卸仪表管接头对仪表进行新量程修正，③充水排气重新投运仪表，整个过程中仪表处于离线状态。

由于反应堆环路流量仪表需要在标准热停工况下标定、蒸发器给水流量仪表需要在15％、100％功率平台标定，一回路及二回路给水都处于高温高压工况，无法对仪表进行隔离、管接头拆卸及充水排气重新投运。因此通常采用在额定流量工况计算反应堆环路流量仪表、蒸发器给水流量仪表或其他需要进行量程修正的核级差压仪表的新量程，然后在机组停堆工况下对上述仪表进行隔离、拆卸仪表管接头，完成压力校验之后充水排气重新投运仪表，在机组再次启动升功率时进行验证。采用这种方法，校验仪表所处环境为标准大气压常温常压，与仪表正常工作的高静压高温环境有差异，可能会影响仪表的测量精度，导致再验证不合格，实际机组调试过程中也发生了机组再次启动升功率时蒸发器给水流量验证不合格的现象，需要进行再校验。

以蒸发器给水流量为例,窄量程仪表需要在15％fp功率平台根据vvptp53试验计算新量程，并在小修窗口或者停机停堆窗口进行校验，校验完成后重新投运仪表，在机组再次达到15％fp功率时进行验证；宽量程仪表需要在100％fp功率平台根据vvptp53试验计算新量程，并在小修窗口进行校验，校验完成后重新投运仪表，在机组再次达到满功率时进行验证。整个过程大概耗费一个月时间，若再次验证过程中不合格，则需要进行第二次校验，耗费的时间将更长。

以上，可见现有技术能够实现核级仪表量程修正，但是存在下缺陷：

1)耗费时间长，采用常规方法需要隔离、拆除仪表管线，重新充水排气投运，特别对于反应堆环路流量、蒸发器给水流量需要在停堆平台执行，耗费时间太长，整个过程跨度最大可能长达2个多月甚至更多；

2)实施风险大，由于采用常规方法，需要隔离，拆除仪表管接头，校验过程中仪表波动较大；

3)耗费人力多，采用常规方法，需要隔离、拆除仪表管线、重新投运，需要较多人手且跨度时间长；

4)经济成本高，采用常规方法会对机组启动的主线计划安排造成较大调整，延长调试启动及后续维修阶段耗费的时间，造成较大的经济利益损失；

5)调整精度低，拆卸仪表管校验的环境为大气压环境，与仪表正常工作的高静压环境有差异，可能导致再验证不合格。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述离线量程修正存在的缺陷，提供一种核电站核级差压仪表在线修正方法以及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，本发明是提供一种核电站核级差压仪表在线修正方法，包括：

获取仪表差压，包括：获取当前工况下所述仪表在原始量程中的第一电流值，并根据所述第一电流值获取当前工况下的仪表差压值；

计算量程修正参数，包括：根据所述仪表差压值计算在当前工况下，所述仪表在新量程中对应的第二电流值以及在中间过渡量程中对应的第三电流值，所述中间过渡量程的压力电流曲线与新量程的压力电流曲线平行，且所述中间过渡量程的压力电流曲线与所述原始量程的压力电流曲线的交点的差压值和电流值均为零；

对仪表进行量程修正，包括：实时测量所述仪表的电流值，并调整span旋钮直至测量到的电流值达到所述第三电流值，再调整zero旋钮直至测量到的电流值达到所述第二电流值。

可选的，所述第三电流值的获取，包括：根据所述第一电流值和第二电流值，基于计算式计算得到第三电流值；其中，izero表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，nc表示所述第一电流值，nb表示所述第二电流值，na表示所述第三电流值。

可选的，所述第三电流值的获取，包括：

获取所述仪表在原始量程中的满量程电流值，计算在与所述满量程电流值对应的原始满量程压力下，所述仪表在新量程中的第四电流值，并计算所述满量程电流值与所述第四电流值的电流值改变量bfcf＝ifull-nfbf；

根据所述电流值改变量基于计算式计算在不同压力下所对应的固定的零点调整量；

根据所述第二电流值和所述零点调整量，基于计算式na＝nb-ab，计算零点调整量所述第三电流值；

上面的计算式中，bfcf表示电流值改变量，ifull表示所述满量程电流值，nfbf表示所述第四电流值，ab表示所述零点调整量，izero表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，nb表示所述第二电流值，na表示所述第三电流值。

可选的，在获取仪表差压之前，还包括：

计算仪表的新量程，包括：在标准热停堆平台通过执行主回路流量验证试验计算反应堆环路流量计的新量程；在15％功率平台通过执行蒸汽及主给水流量校核试验计算蒸发器窄量程给水流量计的新量程；在100％功率平台通过执行蒸汽及主给水流量校核试验计算宽量程给水流量计新量程；其他需要量程修正的核级差压仪表通过实际测量或试验计算出新量程。

可选的，所述的获取当前工况下所述仪表在原始量程中的第一电流值，包括：

在主控室读取仪表工程显示值或者就地测量仪表的电流值，若显示值或者测量到的电流值不断波动，则通过关闭仪表正、负压侧二次阀以便锁住当前工况的仪表差压值，并根据稳定后显示值计算所述第一电流值或者将测量到的电流值作为所述第一电流值。

可选的，所述方法还包括对修正结果进行在线校核，包括；在对仪表进行量程修正完成后，若之前在获取第一电流值时关闭了仪表正、负压侧二次阀，则打开仪表正、负压侧二次阀；将所述仪表的显示值与计算得到的第二电流值进行比较以验证所述仪表的量程是否修正合格。

另一方面，本发明提供一种核电站核级差压仪表在线修正系统，包括：

仪表差压获取模块，用于获取当前工况下所述仪表在原始量程中的第一电流值，并根据所述第一电流值获取当前工况下的仪表差压值；

修正参数计算模块，用于根据所述仪表差压值计算在当前工况下，所述仪表在新量程中对应的第二电流值以及在中间过渡量程中对应的第三电流值，所述中间过渡量程的压力电流曲线与新量程的压力电流曲线平行，且所述中间过渡量程的压力电流曲线与所述原始量程的压力电流曲线的交点的差压值和电流值均为零；

当计算得到所述第二电流值以及第三电流值后可用于对仪表进行量程修正，包括：实时测量所述仪表的电流值，并调整span旋钮直至测量到的电流值达到所述第三电流值，再调整zero旋钮直至测量到的电流值达到所述第二电流值。

可选的，所述修正参数计算模块包括：

span旋钮调整参数计算子模块，用于根据所述仪表差压值计算在当前工况下所述仪表在新量程中对应的第二电流值；

zero旋钮调整参数计算子模块，用于根据所述第一、第二电流值，或者根据所述第二电流值和仪表在原始量程中的满量程电流值，计算在当前工况下所述仪表在中间过渡量程中对应的第三电流值。

可选的，所述zero旋钮调整参数计算子模块具体用于根据所述第一电流值和第二电流值，基于计算式计算得到第三电流值；

或者，所述zero旋钮调整参数计算子模块，具体包括：

电流值改变量计算单元，用于获取所述仪表在原始量程中的满量程电流值，计算在与所述满量程电流值对应的原始满量程压力下，所述仪表在新量程中的第四电流值，并基于计算式bfcf＝ifull-nfbf，计算所述满量程电流值与所述第四电流值的电流值改变量；

零点调整量计算单元，用于根据所述电流值改变量基于计算式

计算在不同压力下所对应的固定的零点调整量；

第三电流值计算单元，用于根据所述第二电流值和所述零点调整量，基于计算式na＝nb-ab，计算零点调整量所述第三电流值；

上面的计算式中，bfcf表示电流值改变量，ifull表示所述满量程电流值，nfbf表示所述第四电流值，ab表示所述零点调整量，izero表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，nc表示所述第一电流值，nb表示所述第二电流值，na表示所述第三电流值。

可选的，所述系统还包括：

量程计算模块，用于在获取仪表差压之前计算仪表的新量程；

校核模块，用于将所述仪表的显示值与计算得到的第二电流值进行比较以验证所述仪表的量程是否修正合格。

本发明的核电站核级差压仪表在线修正方法以及系统，具有以下有益效果：本发明可以实现仪表在线量程修正，相比离线修正方式，可提高核级仪表调整精度，保证仪表在额定工作环境下进行调整；缩短核级仪表量程调整时间，保证经济性；操作简便、调整过程中仪表波动小，降低操作风险；调整方法降低对人员依赖程度，提高效率；减少调整次数、提高调整准确度、减少人员的重复操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明实施例的方法流程图；

图2是新量程小于原始量程的情形下的量程修正示意图；

图3是新量程大于原始量程的情形下的量程修正示意图；

图4是新量程小于原始量程的情形下不同压力工况下量程修正示意图；

图5是新量程大于原始量程的情形下不同压力工况下量程修正示意图；

图6是修正参数的计算原理图；

图7是本发明实施例的系统原理框图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。

在介绍本发明的具体实施例之前，首先介绍差压仪表。核电站差压仪表的类型有很多，比如反应堆环路流量计、蒸发器窄量程给水流量计以及宽量程给水流量计等等，这些都是属于差压仪表。差压仪表内部采用微位移电容传感器，根据该传感的特性，零点的调整对量程几乎毫无影响，但是量程的调整却影响零点，这种影响在提高或减少量程时非常明显，在不带迁移时影响约为量程调整量的1/5。考虑到这个特性，所以本发明实施例设计的先调整量程再调整零点的量程修正方法，每块仪表大概耗费8至15分钟即可完成量程修正。

参考图1，一个具体的实施例中，提供了一种核电站核级差压仪表在线修正方法，包括：

s101、计算仪表的新量程；

例如，在标准热停堆平台通过执行主回路流量验证试验计算反应堆环路流量计的新量程；在15％功率平台通过执行蒸汽及主给水流量校核试验计算蒸发器窄量程给水流量计的新量程；在100％功率平台通过执行蒸汽及主给水流量校核试验计算宽量程给水流量计新量程；其他需要量程修正的核级差压仪表通过实际测量或试验计算出新量程。

s102、获取仪表差压，包括：获取当前工况下所述仪表在原始量程中的第一电流值，并根据所述第一电流值获取当前工况下的仪表差压值；

更具体的，第一电流值的获取包括：在主控室读取仪表工程显示值或者就地测量仪表的电流值，若显示值或者测量到的电流值不断波动，则通过关闭仪表正、负压侧二次阀以便锁住当前工况的仪表差压值，并将稳定后显示值或者测量到的电流值作为所述第一电流值。

不同量程的仪表，在同一工况下所测得的仪表差压值是相同的，所不同的是电流值，每一个量程都有一个确定的仪表差压值和电流值的换算关系，所以只要知晓仪表的仪表差压值和电流值中的任一个，就可以计算得到另外一个。

s103、计算量程修正参数，包括：根据所述仪表差压值计算在当前工况下，所述仪表在新量程中对应的第二电流值以及在中间过渡量程中对应的第三电流值，所述中间过渡量程的压力电流曲线与新量程的压力电流曲线平行，且所述中间过渡量程的压力电流曲线与所述原始量程的压力电流曲线的交点的差压值和电流值均为零；

根据上述步骤s102可知，在知晓了仪表差压值时，就可以计算得到任一量程下的电流值，所以根据步骤s102中得到的所述仪表差压值，则可以计算在当前工况下所述仪表在新量程中对应的第二电流值。

s104、对仪表进行量程修正，包括：实时测量所述仪表的电流值，并调整span旋钮直至测量到的电流值达到所述第三电流值，再调整zero旋钮直至测量到的电流值达到所述第二电流值。

其中，span旋钮是仪表量程上限微调旋钮，用来微调满量程值。zero旋钮是仪表量程下限微调旋钮，用来微调零点值。

如图2、图3所示，ec为原始量程下的压力电流曲线，eb为经过量程修正之后的压力电流曲线，则步骤s104是首先通过span旋钮将仪表中的核级差压变送器由曲线ec进行量程修正变为中间过渡量程下的压力电流曲线oa，由于量程的调整影响到了零点，然后通过zero旋钮将核级差压变送器由曲线oa进行零点调整平移为曲线eb。

s105、对修正结果进行在线校核，包括；在对仪表进行量程修正完成后，若之前在获取第一电流值时关闭了仪表正、负压侧二次阀，则打开仪表正、负压侧二次阀；将所述仪表的显示值与计算得到的第二电流值进行比较以验证所述仪表的量程是否修正合格。

其中，上述步骤s102中关于第三电流值，本发明实施例提供两种获取方法。

第一种方法是相似三角形法：根据所述第一电流值和第二电流值，基于计算式计算得到第三电流值；其中，izero表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，nc表示所述第一电流值，nb表示所述第二电流值，na表示所述第三电流值。

第二种方法是零点调整法，包括：

s1021、获取所述仪表在原始量程中的满量程电流值，计算在与所述满量程电流值对应的原始满量程压力下，所述仪表在新量程中的第四电流值，并基于计算式bfcf＝ifull-nfbf，计算所述满量程电流值与所述第四电流值的电流值改变量；

s1022、根据所述电流值改变量基于计算式计算在不同压力下所对应的固定的零点调整量；

s1023、根据所述第二电流值和所述零点调整量，基于计算式na＝nb-ab，计算零点调整量所述第三电流值；

步骤s1021-s1023中，bfcf表示电流值改变量，ifull表示所述满量程电流值，nfbf表示所述第四电流值，ab表示所述零点调整量，izero表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，nb表示所述第二电流值，na表示所述第三电流值。

参考图2-6，图中横坐标表示工况压力，纵坐标表示仪表电流值，ec为原始量程下的压力电流曲线，eb为经过量程修正之后的压力电流曲线，下面结合附图2-6，对以上两种方法的原理进行详细说明。

差压变送器的量程修正如图2、图3所示，分为两类：新量程大于初始量程(比如反应堆环路流量)，新量程小于初始量程(比如蒸发器给水流量)，这两类修正方法基本一致，只是“span”及zero旋钮调整的方向相反。假定，仪表原始量程对应的电流为izero-ifullma，即零点电流值为izero，满量程电流值为ifull。如图所示，ec为原始量程下的压力电流曲线，eb为经过量程修正之后的压力电流曲线。工程近似，由相似三角形得出：

即其中bc＝nc-nb②(由于nc、nb的相对大小关系在图1、2中相反，所以图1、图2计算得到的bc正负号不一样)，nc、mc为核级仪表原始曲线对应的数值(mc＝nc-nm)③，nm表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，na＝nc-ac④，根据上述①、②、③、④关系式，可得：

也即另外，又其中ac为量程调整量，ab为零点调整量，

则可以得到

图4、5中，右边的工况为原始满量程压力工况(在原始满量程压力下仪表电流为满量程电流值ifull)，则nfcf＝ifull，将其代入公式⑥，则

bfcf为原始满量程压力下，原始量程中的电流值与新量程中的电流值的电流值改变量，即bfcf＝nfcf-nfbf＝ifull-nfbf，ifull、nfbf的大小关系决定了bfcf的正负。很多核级差压仪表原始量程的电流值范围izero–ifull具体为4-20，即原始量程中的零点电流值izero＝4ma，原始量程中的满量程电流值ifull＝20ma，则量程调整量afcf与零点调整量afbf的关系为5:1。核级差压仪表的试验工况压力一般低于仪表量程，由图4、图5可知，在原始满量程压力下进行量程调整，量程调整量afcf与零点调整量afbf的关系为5:1；在低于满量程压力下进行量程调整，“span”调整量ac与“zero”调整量ab不满足5:1，但是

可见由于zero旋钮调整的平移作用，使得不同压力下量程修正的零点调整量相等。

公式⑤是基于图2、图3、图4、图5曲线的三角形相似原理推导得出，属于一种工程近似处理的方法。而公式⑦并不局限于图2、图3、图4、图5的工程近似处理，更具有普适性，所以一般优选采用公式⑦。公式⑦说明，不同压力工况下的零点调整量ab都是相等的。结合图4、图5示意图，即已知零点调整量ab。和不同压力下的量程曲线的电流值nb，可求出该压力下的span旋钮调整至的电流值na＝nb-ab。

总结以上分析原理，如图6，图6中pnow表示当前工况，p满表示原始满量程压力下的工况，图中左边虚框表示第一种近似法，右边虚框表示第二种零点调整法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

参考图7，本发明实施例还提供一种核电站核级差压仪表在线修正系统，包括：

量程计算模块201，用于在获取仪表差压之前计算仪表的新量程；

仪表差压获取模块202，用于获取当前工况下所述仪表在原始量程中的第一电流值，并根据所述第一电流值获取当前工况下的仪表差压值；

修正参数计算模块203，用于根据所述仪表差压值计算在当前工况下，所述仪表在新量程中对应的第二电流值以及在中间过渡量程中对应的第三电流值，所述中间过渡量程的压力电流曲线与新量程的压力电流曲线平行，且所述中间过渡量程的压力电流曲线与所述原始量程的压力电流曲线的交点的差压值和电流值均为零；

当计算得到所述第二电流值以及第三电流值后可用于对仪表进行量程修正，包括：实时测量所述仪表的电流值，并调整span旋钮直至测量到的电流值达到所述第三电流值，再调整zero旋钮直至测量到的电流值达到所述第二电流值。

校核模块204，用于将所述仪表的显示值与计算得到的第二电流值进行比较以验证所述仪表的量程是否修正合格。

其中，所述修正参数计算模块203包括：

span旋钮调整参数计算子模块2031，用于根据所述仪表差压值计算在当前工况下所述仪表在新量程中对应的第二电流值；

zero旋钮调整参数计算子模块2032，用于根据所述第一、第二电流值，或者根据所述第二电流值和仪表在原始量程中的满量程电流值，计算在当前工况下所述仪表在中间过渡量程中对应的第三电流值。

更具体的，所述zero旋钮调整参数计算子模块2032具体用于根据所述第一电流值和第二电流值，基于计算式计算得到第三电流值，izero表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，nc表示所述第一电流值，nb表示所述第二电流值，na表示所述第三电流值。

或者，所述zero旋钮调整参数计算子模块2032，具体包括：电流值改变量计算单元、零点调整量计算单元、第三电流值计算单元。

电流值改变量计算单元，用于获取所述仪表在原始量程中的满量程电流值，计算在与所述满量程电流值对应的原始满量程压力下，所述仪表在新量程中的第四电流值，并基于计算式bfcf＝ifull-nfbf，计算所述满量程电流值与所述第四电流值的电流值改变量；

零点调整量计算单元，用于根据所述电流值改变量基于计算式

计算在不同压力下所对应的固定的零点调整量；

第三电流值计算单元，用于根据所述第二电流值和所述零点调整量，基于计算式na＝nb-ab，计算零点调整量所述第三电流值；

上面的计算式中，bfcf表示电流值改变量，ifull表示所述满量程电流值，nfbf表示所述第四电流值，ab表示所述零点调整量，izero表示所述仪表在原始量程中的零点电流值，nc表示所述第一电流值，nb表示所述第二电流值，na表示所述第三电流值。

其他详细内容可以参考方法实施例部分，此处不再赘述。

综上所述，本发明的核电站核级差压仪表在线修正方法以及系统，具有以下有益效果：本发明可以实现仪表在线量程修正，相比离线修正方式，可提高核级仪表调整精度，保证仪表在额定工作环境下进行调整；缩短核级仪表量程调整时间，保证经济性；操作简便、调整过程中仪表波动小，降低操作风险；调整方法降低对人员依赖程度，提高效率；减少调整次数、提高调整准确度、减少人员的重复操作。

上述描述涉及各种模块。这些模块通常包括硬件和/或硬件与软件的组合(例如固化软件)。这些模块还可以包括包含指令(例如，软件指令)的计算机可读介质(例如，永久性介质)，当处理器执行这些指令时，就可以执行本发明的各种功能性特点。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受实施例中明确提到的模块中的特定硬件和/或软件特性的限制。作为非限制性例子，本发明在实施例中可以由一种或多种处理器(例如微处理器、数字信号处理器、基带处理器、微控制器)执行软件指令(例如存储在非永久性存储器和/或永久性存储器)。另外，本发明还可以用专用集成电路(asic)和/或其他硬件元件执行。需要指出的是，上文对各种模块的描述中，分割成这些模块，是为了说明清楚。然而，在实际实施中，各种模块的界限可以是模糊的。例如，本文中的任意或所有功能性模块可以共享各种硬件和/或软件元件。又例如，本文中的任何和/或所有功能模块可以由共有的处理器执行软件指令来全部或部分实施。另外，由一个或多个处理器执行的各种软件子模块可以在各种软件模块间共享。相应地，除非明确要求，本发明的范围不受各种硬件和/或软件元件间强制性界限的限制。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。