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Korrekturschaltung für Füllstandsmesswerte liegender Dampferzeuger zur sicheren Ableitung von Grenzwerten bei allen Betriebstransienten

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017567D
Original Publication Date: 2001-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 5 page(s) / 90K

Publishing Venue

Siemens

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Rainhard Kunze: AUTHOR [+2]

Abstract

In Druckwasserreaktoranlagen der russischen Baureihe WWER werden liegende Dampferzeuger eingesetzt. Der Füllstand in den liegenden Dampferzeugern wird durch Differenzdruckmessung gemessen (Wasser- und Dampfsäule im Dampferzeuger gegen eine kalte Vergleichswassersäule). Die Messumformer werden auf die Parameter bei Nennbedingungen (Dichte von Wasser und Dampf) geeicht. Der entstehende Messfehler bei Abweichungen von den Nennparametern wird durch eine Dichtekorrektur beseitigt. Problematisch für die Messung des Füllstands ist die Entstehung von Dampfblasen im Wasserraum des Dampferzeugers infolge der Wärmeübertragung.

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Industrie

Korrekturschaltung für Füllstandsmesswerte liegender Dampferzeugerzur sicheren Ableitung von Grenzwerten bei allen Betriebstransienten

Idee: Rainhard Kunze, Erlangen; Klaus Altmann, Erlangen

In Druckwasserreaktoranlagen der russischen Baureihe WWER werden liegende Dampferzeugereingesetzt. Der Füllstand in den liegenden Dampferzeugern wird durch Differenzdruckmessunggemessen (Wasser- und Dampfsäule im Dampferzeuger gegen eine kalte Vergleichswassersäule).Die Messumformer werden auf die Parameter bei Nennbedingungen (Dichte von Wasser undDampf) geeicht. Der entstehende Messfehler bei Abweichungen von den Nennparametern wirddurch eine Dichtekorrektur beseitigt.

Problematisch für die Messung des Füllstands ist die Entstehung von Dampfblasen imWasserraum des Dampferzeugers infolge der Wärmeübertragung.

Diese Dampfblasen benötigen zur Entstehung und für den Aufstieg eine gewisse Zeit, sie bildensomit in Summe ein Volumen, dass Wasser verdrängt. Da der Füllstand einschließlich desDampfblasenvolumens nicht größer werden darf, muss das Wasservolumen entsprechendverkleinert werden. Das Dampfblasenvolumen verursacht auf Grund der großenDichteunterschiede zwischen Wasser und Dampf einen ortsabhängigen Messfehler. DasDampfblasenvolumen im Wasser ist nicht bekannt und ist in seiner Größe und Verteilung vonverschiedenen Einflussgrößen abhängig. Abhängig vom Messort verschiebt sich die Verteilung derDampfblasen in bestimmten Betriebszuständen mehr oder weniger und verursacht einenzusätzlichen Messfehler. Der Messfehler ist so groß, dass Schutzgrenzwerte bei störungsfreiemLeistungsbetrieb angeregt und damit Fehlauslösungen in Sicherheitssystemen verursacht werden.Die Anlage wird in einen Zustand überführt, in dem die gefahrene Reaktorleistung nichtaufrechterhalten werden kann.

Es wurde eine Schaltung zur Korrektur des durch das Dampfblasenvolumen bedingtenMessfehlers entworfen und realisiert (Abb. 1-5). In dieser Schaltung wird dasDampfblasenvolumen berechnet. Die Berechnungsvorschrift wurde aus bekannten physikalischenGesetzmäßigkeiten sowie aus empirischen Beziehungen, deren Einstellwerte experimentell zubestimmen sind, abgeleitet. Die Berechnung schließt eine Korrektur der Verschiebung derDampfblasenverteilung mit ein. Über eine experimentell zu bestimmende Kennlinie wird aus demDampfblasenvolumen ein Sollfüllstandsmesswert berechnet. Die Differenz ausSollfüllstandsmesswert und tatsächlichem Messwert steuert die Grenzwerte für dieSchutzmaßnahmen an.

Die Korrekturschaltung berücksichtigt folgende wesentliche Einflussgrößen auf dasDampfblasenvolumen und auf die Verteilung der Dampfblasen im Dampferzeuger:

Siemens Technik Report

Jahrgang 4� Nr. 11� April 2001

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·� � im Dampferzeuger übertragene thermische Leistung,

·� � Druckänderungen im Dampferzeuger bei Transienten,

·� � stationäre Druckabweichungen im Dampferzeuger,

·� � Speisewassermassenstrom im Dampferzeuger,

·� � Sp...