一种辅助给水箱液位开关在线校验装置及方法与流程

本发明属于核电站液位开关检修，具体涉及一种辅助给水箱液位开关在线校验装置及方法。

背景技术：

1、辅助给水系统（asg）作为正常给水的备用，在丧失主给水系统时，向蒸汽发生器二次侧提供给水。辅助给水箱是一个具有一定水质要求、安全要求的贮水箱。正常运行期间，核电厂运行技术要求辅助给水箱的总水量为790立方米以上。辅助给水箱液位开关用于实时监测辅助给水箱液位。核电厂定期试验监督大纲中要求，辅助给水箱液位开关需要进行定期校验，确保液位开关的定值和功能满足要求。辅助给水箱液位开关校验过程中要求不能排空和增加辅助给水箱内的除盐水介质。

2、然而，现有的辅助给水箱液位开关校验装置及方法中，存在以下不足：

3、1、现有的辅助给水箱液位开关校验方法利用连通器原理，在液位开关触发、消报记录时，通过固定电话在dcs控制室与就地校验人员建立热线，观察并测量透明塑料管中的液位作为液位开关定值、回差的定值。该方法下，液位开关的充水与排水存在15秒以上的滞后，测量误差在20cm以上。

4、2、辅助给水箱共有7个液位开关，安装高度范围为0.765米到14.52米。采用现有校验方法，需要维修人员反复攀爬辅助给水箱竖梯并拖拽透明塑料管和皮尺，存在人员、工具高处坠落风险。

5、3、维修人员在辅助给水箱顶部的密闭空间操作液位开关平衡柱排气阀时，存在大量氮气释放，需要佩戴呼吸面罩防止缺氧，面临窒息风险。

6、4、校验过程引入外部除盐水，无法保证辅助给水箱内除盐水水质合格。

7、5、人工操纵，容易造成人因失误，误排放辅助给水箱内介质，影响核安全。

8、6、需要设置临时储水箱和计量泵，增加校验操作流程。

9、因此，急需开发一种辅助给水箱液位开关在线校验装置，能够有效克服现有技术中存在的以上缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种辅助给水箱液位开关在线校验装置及方法，能够在线对辅助给水箱液位开关进行校验，减少人员高处作业，降低维修人员工时及维修风险，提高辅助给水箱液位开关校验精度，同时保证除盐水水质合格。

2、实现本发明目的的技术方案：

3、一种辅助给水箱液位开关在线校验装置，所述装置包括：辅助给水箱、氮气、除盐水、上部平衡阀、下部平衡阀、排气阀、液位开关平衡柱、排污阀、高报液位开关、低报液位开关、压力传感器、排污隔离阀、控制系统；

4、液位开关平衡柱与辅助给水箱平行设置，液位开关平衡柱上部安装有上部平衡阀，液位开关平衡柱下部安装有下部平衡阀，辅助给水箱与液位开关平衡柱通过上部平衡阀、下部平衡阀连接；

5、液位开关平衡柱顶部安装有排气阀，液位开关平衡柱底部安装有排污阀；排污阀的下游安装有排污隔离阀，排污阀与排污隔离阀之间管线连接有压力传感器；

6、液位开关平衡柱上部连接有高报液位开关，高报液位开关的高度低于上部平衡阀；

7、液位开关平衡柱下部连接有低报液位开关，低报液位开关的高度高于下部平衡阀；

8、高报液位开关与控制系统连接，高报液位开关发送实时液位开关通断信号至控制系统；当高报液位开关闭合时，控制系统收到液位高报警信号；

9、低报液位开关与控制系统连接，低报液位开关发送实时液位开关通断信号至控制系统；当低报液位开关闭合时，控制系统收到液位低报警信号；

10、压力传感器与控制系统连接，压力传感器发送实时压力信号至控制系统。

11、进一步地，所述上部平衡阀、下部平衡阀、排气阀、排污阀、排污隔离阀与控制系统连接，通过控制系统控制上部平衡阀、下部平衡阀、排气阀、排污阀、排污隔离阀的打开、关闭、阀门开度。

12、进一步地，所述装置还包括高报液位开关隔离阀，高报液位开关隔离阀安装于高报液位开关与液位开关平衡柱之间，用于连通液位开关平衡柱与高报液位开关；高报液位开关隔离阀与控制系统连接，通过控制系统控制高报液位开关隔离阀的打开、关闭、阀门开度。

13、进一步地，所述装置还包括低报液位开关隔离阀，低报液位开关隔离阀安装于低报液位开关与液位开关平衡柱之间，用于连通液位开关平衡柱与低报液位开关；低报液位开关隔离阀与控制系统连接，通过控制系统控制低报液位开关隔离阀的打开、关闭、阀门开度。

14、进一步地，所述高报液位开关的测量误差为：液位开关平衡柱的高度×高报液位开关的精度；低报液位开关的测量误差为：液位开关平衡柱的高度×低报液位开关的精度。

15、进一步地，所述高报液位开关的回差为0.08m；低报液位开关的回差为0.08m。

16、进一步地，所述高报液位开关的精度为1%；低报液位开关的精度均为1%。

17、一种辅助给水箱液位开关在线校验方法，所述方法包括：

18、步骤1、校验前准备：根据辅助给水箱上部氮气压力、高报液位开关理论报警定值高度，调整除盐水的液位高度；

19、步骤2、校验初始状态设置：测量压力传感器与辅助给水箱底部竖直方向上的高度偏差，通过控制系统控制各个阀门，排空压力传感器的连接管线内的残余空气，连通辅助给水箱与液位开关平衡柱；

20、步骤3、高报液位开关校验：控制系统根据高报液位开关实时测量液位高报警信号，并控制排气阀、下部平衡阀、排污隔离阀；根据控制系统读取的压力传感器压力信号，对高报液位开关的报警定值、回差进行校验；

21、步骤4、低报液位开关校验：控制系统根据低报液位开关实时测量液位低报警信号，并控制排气阀、下部平衡阀、排污隔离阀；根据控制系统读取的压力传感器压力信号，对低报液位开关的报警定值、回差进行校验；

22、步骤5、校验恢复：通过控制系统控制各个阀门恢复正常状态。

23、进一步地，所述步骤1中除盐水的液位高度的计算公式为：

24、hd>hh-pn/（ρg）+0.08，

25、式中，

26、hd为除盐水液位高度，

27、hh为高报液位开关理论报警定值高度，

28、pn为上部氮气压力，

29、ρ为除盐水密度，取989.9kg/m3，

30、g为重力加速度，取9.8m/s。

31、进一步地，所述步骤2中，通过关闭排污隔离阀，打开排污阀，再缓慢打开排污隔离阀，对排污阀与排污隔离阀之间的管线进行除盐水充水排气；关闭上部平衡阀，通过下部平衡阀排空压力传感器的连接管线内的残余空气，连通辅助给水箱与液位开关平衡柱。

32、进一步地，所述步骤3中对高报液位开关的报警定值进行校验时，若|phs/(ρg)+ g-hh|<（液位开关平衡柱的高度×高报液位开关的精度），则高报液位开关报警定值合格；式中，phs为液位高报警触发压力值，ρ为除盐水密度，取989.9kg/m3，g为重力加速度，取9.8m/s，g为测量压力传感器与辅助给水箱底部竖直方向上的高度偏差，记为固有偏差g，hh为高报液位开关理论报警定值高度。

33、进一步地，所述步骤3中对高报液位开关的回差进行校验时，若|phs-phr|/(ρg) <0.08m，则高报液位开关回差合格；式中，phs为液位高报警触发压力值，phr为液位高报警复位压力值，ρ为除盐水密度，取989.9kg/m3，g为重力加速度，取9.8m/s。

34、进一步地，所述步骤3中打开排气阀放气时，控制系统控制排气阀开度为5%以下；校验高报液位开关报警定值合格后，打开控制排污隔离阀开度为5%以下。

35、进一步地，所述步骤4中对低报液位开关的报警定值进行校验时，若|pls/(ρg)+ g-hl|<（液位开关平衡柱的高度×低报液位开关的精度），则低报液位开关报警定值合格；式中，pls为液位低报警触发压力值，ρ为除盐水密度，取989.9kg/m3，g为重力加速度，取9.8m/s，g为测量压力传感器与辅助给水箱底部竖直方向上的高度偏差，记为固有偏差g，hl为低报液位开关理论报警定值高度。

36、进一步地，所述步骤4中对低报液位开关的回差进行校验时，若|plr-pls|/(ρg) <0.08m，则低报液位开关回差合格；式中，plr为液位低报警复位压力值，pls为液位低报警触发压力值，ρ为除盐水密度，取989.9kg/m3，g为重力加速度，取9.8m/s。

37、进一步地，所述步骤4中压力传感器压力信号小于（hl+0.5）ρg时，控制系统控制排污隔离阀开度为5%以下；式中，hl为低报液位开关理论报警定值高度，ρ为除盐水密度，取989.9kg/m3，g为重力加速度，取9.8m/s。

38、进一步地，所述步骤4中校验低报液位开关报警定值合格后，关闭排气阀，打开上部平衡阀，调节下部平衡阀开度至5%。

39、本发明的有益技术效果在于：

40、1、本发明提供的一种辅助给水箱液位开关在线校验装置利用压力-液柱高度换算、连通器原理，通过辅助给水箱内氮气压力并配合液位开关平衡柱的上部平衡阀、下部平衡阀、排污阀、排气阀等阀门的特定动作顺序实现辅助给水箱液位开关在线校验，校验过程，不引入外部除盐水介质，保证除盐水水质合格。

41、2、本发明提供的一种辅助给水箱液位开关在线校验方法在校验低报液位开关过程中，通过在低报液位开关理论报警定值高度加上0.5米位置，提前控制排污隔离阀开度至5%以下，达到排污隔离阀缓慢排水效果，降低低报液位开关理论报警定值附近的排水速率，从而降低液位开关平衡柱内除盐水液位下降速率，避免因液位快速变化，造成时延过大，提高低报液位开关理论报警定值校验精度。

42、3、本发明提供的一种辅助给水箱液位开关在线校验方法在校验高报液位开关过程中，通过控制排气阀开度为5%以下，防止排气速度过快影响测量结果；通过控制排污隔离阀开度为5%以下，达到排污隔离阀缓慢排水效果，避免液位开关平衡柱内除盐水液位下降过快影响校验数据，提高高报液位开关理论报警定值校验精度。

43、4、本发明提供的一种辅助给水箱液位开关在线校验装置通过加入控制系统，有效减少人员高处作业和密闭空间作业，降低维修人员工时和维修风险；通过控制系统替代人工手动测量和电话报数，降低辅助给水箱液位数据时延，提高辅助给水箱液位开关检验精度。

44、5、本发明提供的一种辅助给水箱液位开关在线校验装置无需设置临时储水箱和计量泵，减少装置部件数量，简化校验流程。