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热电偶时间常数对传感器的影响 快堆子组件中的

时间:2019-04-09   来源:vr赛车电子  编辑:热敏电阻厂家  浏览:
由于安全性,快速反应堆子组件中的温度波动的知识是非常重要的观点看法。用于测量冷却液温度的热电偶的时间常数快堆由于各种因素而变化。因此,有必要研究变化的影响
感觉波动的时间常数。本文研究了温度波动的依赖性关于热电偶时间常数。 Scilab模型由源温度曲线,二阶热电偶组成并设计了直方图计算。针对各种波动水平进行模拟,
固定和可变热电偶时间常数。每种情况的峰度是在a的帮助下计算的直方图。发现真实源波动对传感器输出的影响与此相比非常大相似百分比的时间常数变化。因此,在快速反应堆等系统中,其程度为
与时间常数变化(整体效果)相比,源波动(流体焓)较大可以非常自信地考虑冷却剂温度而不是热电偶的结果时间常数变化。

介绍
子组件等。 密切合作包装薄圆柱形燃料芯块管。冷却液流过子组件并传递产生的热量由于裂变。热电偶放置在子组件上出口。如此获得的温度读数本质上是波动的。
对这种波动的分析非常重要安全的观点。这些波动起因于湍流混合不同温度的钠流每个燃料组件内的几个燃料销等。溪流的温度不同,因为快中子谱在整个核心变化,
然后在核心的中心有一个最大值径向向外逐渐减小。即使有安排为了适当混合钠,存在极小的特定几何Gajapathy的波动量等。波动水平随整个反应堆而增加
功率随温度的升高而增加。热电偶时间常数值在检测这些中起重要作用波动,因为较小的时间常数更有效

传感器和设置
有关传感器及其典型布置的详细信息这里讨论快堆子组件

热电偶
热电偶广泛用于许多工业应用中包括核反应堆,因为它们的射程,坚固性和准确性。 热电偶的二阶模型

图1所示。快堆的基本结构。


可以表示为

其中τ是热电偶时间常数(时间为达到最终值的63.2%)。 热电偶响应时间因各种配置而异,例如直接暴露(几毫秒),接地护套('100毫秒),没有接地护套(几百毫秒),内部热电偶套管(5-7秒)。
该时间常数取决于热电偶的质量(m),热电偶线材料的比热(c),对流局部介质和表面的传热系数(h)区域(A)Bentley并给出为

热电偶的带宽如Hung等人所述。
其中K是不变常数,m是常数(0.3≤m≤0.7),d是线径,v是冷却剂速度。在线径方面,τ表示为Tagawa和太田

其中ρ是线材密度,Nu是Nusselt的数字,和λg是热电偶周围流体的导热系数。Nu是雷诺数,Grashoff数的函数和普朗特数。
Nu = f(Re,Gr,Pr)
从Eqs可以清楚地看出。 (2),(4)和(5)τ是相关的在涉及结构和几何的许多参数上传感器以及操作条件。 方程(3)显示热电偶提供的有效带宽取决于冷却剂流量,进而影响τ

热电偶时间常数的影响

图2.子组件布置。
需要正确理解整个安排用于分析快堆的情况下的时间常数组件

快堆子组件
典型环形快堆的一种非常基本的布置如图1所示。环型反应器的主要特征是冷却剂泵位于主容器外部。一组圆柱??形燃料销放置在六边形内管称为子组件,如图2所示。
每个子组件内的温度曲线也是如此由于中子,因为所有子组件中都不均匀核心中心的核心峰谱减少径向向外的Waltar和Reynolds(1981)。该
子组件中的燃料销处于不同的温度。不同温度的冷却剂流出来了子组件混合并形成波动的轮廓。对于适当混合冷却剂流,每个燃料销都被覆盖用间隔线也可作为它之间的隔板不同的燃料针。但是,所有条款都要更好
混合,存在最小量的波动温度曲线水平。波动水平取决于关于整体反应堆功率。最中心的子组件被称为中央子组件(CSA)。 CSA贡献最大限度地达到反应堆功率。热电偶是
位于每个子组件出口上方并浸入水中冷却液。对于CSA,护套热电偶用于更快响应(大约100毫秒),而它们与热电偶套管一起使用在所有其他子组件(5-6秒)中使用寿命更长传感器的时间。图2显示了六边形的顶视图
组件紧凑排列。每个子组件包括固定数量的圆柱形燃料销。实际上然而,结构是复杂的,具有更多的功能,而且只是此处显示相关详细信息以便于理解。

反应堆数据
来自FBTR的实验数据用作开发的辅助信号分析方法。 各州关闭反应堆,反应堆启动,反应堆运行(ROP),燃料处理启动和燃料处理。该

热电偶时间常数的影响

图3.稳定功率水平下的CSA温度曲线

CSA温度曲线以及其他重要参数,收集了ROP状态下的所有离散功率电平。图3显示了两个稳定的CSA温度曲线功率水平为11 MWTh和18 MWTh(热)。
图4显示了逐渐增加的CSA温度曲线提高功率水平。从这些数字可以清楚地看出波动的数量随着热功率的增加,几乎恒定的冷却剂流量(328-334 m3 h-1)。用于建模和模拟的参数是平均温度值(μ)和相应的标准偏差(σ)。 σ表示波动程度。
因此,更高的功率水平将具有高的μ值和σ。需要注意的是,尽管σ随着功率的增加而增加由于这种波动的来源,它在时间上是非线性的是由于高度湍流的冷却剂流的混合穿过子组件。
对于11 MWTh,(μ,σ)的值为(409.44,0.17168)℃和(512.39,0.45812)?C为18 MWTh。表1表示独特的(μ,σ)用于增加反应堆功率。时间序列是通过执行一阶差分使其静止。这个差异系列被添加到实际系列的整体平均值。
如果a是2400个样本的原始时间序列每秒10个样本,b是差异系列(2399样本),平稳时间序列c由方程式计算。 
 



图4.增加功率的CSA温度曲线。
 
表1.反应器温度和温度波动为a反应堆功率的功能。
模拟方法
通过使用收集的反应器数据,仿真模型是提出如图5所示。
K型热电偶针对各种值进行建模τ的范围从0.05到0.5 s使用多项式系数来自NIST数据库的新人(NIST,2004)。 基于反应堆数据,具有固定平均值的源温度曲线
使用grand函数获得标准偏差Scilab SCILAB。 平均值固定在300℃为了更接近分析变量的影响源(冷却剂)(σ)本身的波动。分析以下条件的固定μ以进行观察他们的相对影响:

σ和τ的各种常数值
 - σ和τ的各种波动水平

计算对τ的波动(可变)值的响应通过复用两个不同τ响应的偶数和奇数项值。 相关的Scilab脚本和功能代码可以从代码中引用。直方图绘制给出频率与可变信息的数据和执行计算
模拟传感器输出的平均值和标准偏差。根据这两个参数,计算出峰度给出概率分布的估计(频率分布)的数据。 因此对于所有测试条件,数据。

图5.模拟模型。