CN115479715A - 用于核电站的大气压力分布测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电站辐射防护技术领域，具体公开了一种用于核电站的大气压力分布测量方法，其包括以下步骤：S1、在预定区域内和/或边界外选取压力基准点，选取预定区域内或边界外的其他压力测量点；S2、用放置于压力基准点的固定大气压力计连续测量压力基准点的大气压力，获得压力基准点的大气压力测量数据，用移动大气压力计移动测量其他压力测量点的大气压力，获得其他压力测量点的移动大气压力测量数据；以及S3、对步骤S2获得的压力基准点的大气压力测量数据进行时间漂移修正，对其他压力测量点的移动大气压力测量数据进行读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，获得压力基准点和其他压力测量点的压力分布和关系数据。

Description

用于核电站的大气压力分布测量方法

技术领域

本发明属于核电站辐射防护技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于核电站的大气压力分布测量方法。

背景技术

在核电厂内，当核事故发生时，主控室外部大气可能被放射性污染。为了避免核电厂中最关键的主控室人员受到辐射危害，核电厂通常设有核电厂主控室可居留区，以在发生设计基准事故甚至严重事故期间或之后，确保主控室应急区域环境条件满足人员一定期限的驻留要求，以方便主控室人员采取事故干预措施将事故损失和对环境的放射性污染降到最低。

为了防止在事故工况下无过滤净化的空气进入主控室可居留区，要求主控室可居留区内的各区域空气应相对于其邻近边界外的区域空气保持正压，因此需要知道主控室可居留区内各房间和边界外房间或大气的压力分布和压差关系。对于一些早期的核电厂，由于对于主控室的可居留性在设计初期考虑不足，主控室可居留区由不同房间组成，范围太大。因此，需要尽可能准确地测量主控室可居留区内各楼层房间的压力分布关系，及各房间相对区域边界外房间或大气的压差关系：如测量主控室可居留区内过渡间和边界外EU塔房间之间压差，也有临时性或周期性测量区域内所有房间之间及与边界外区域压力分布和压力关系的需求，如定期试验，或压力问题调查。

对于结构复杂的主控室可居留区，压力分布和压力关系测量需求有两个特点：需要测量的位置点数量多，通常有六十多个；有些各测量点之间的压差值非常小，仅几个Pa；各测点位置分布情况复杂：分布在不同楼层，或即使在同一楼层，也彼此距离很远，并有设备、墙体或建筑物隔断。

相关技术中，相邻区域的压差测量可以采用在两房间区域放置引压管，引压管连接微压计的差压测量的方式，以精准、简单、迅速地实现压差测量，确定两房间的大气压力分布和差值及压差方向。对于几个相邻区域的压力分布和压差测量使用上述测量技术，方法和实际操作上也可以接受和实现。但是，如果需要迅速、简便、精准测量位于同一水平和不同高度上数量达几十个的众多区域房间之间压力分布和压差关系时，在实践中采用差压测量的方法几乎无法实现，原因在于：1、需要布置很多差压计，以主控室可居留区房间和边界测点为例，需要布2145组压差计才能全部完成不同区域间压差测量；即使采用以某一位置压力做基准点，其它区域都设置与基准点间压差计的方法，也需要布置65个差压计，且实际也没有这样的永久性布置；2、相隔很远的区域之间无论布设永久性还是临时性引压管都很困难和难以实施。例如，一些房间之间上下相隔一层建筑，水平距离相差近200米，相隔多组房间，几乎没有办法布设永久性或临时性引压管线或实施代价很高。

相关技术中，也有直接使用绝对压力计测量各房间压力的方法。此方法理论可行，但是实际应用中也存在以下问题：1)市面上大多数绝对压力计测量精度基本能到HPa，在气象学上应用已经很精准。但是，此精度用于测量主控室可居留区的不同区域的压力，来分析压力分布和压差关系，就远远不够；2)目前市面上能找到的最好的高精大气压力计，其不确定度也高达20Pa，而实际各测点间压差可能就是几个Pa；3)不同高度之间的大气压力值不一样，因此不同高度的区域房间测量的大气压力绝对值不可以直接比较相对压力关系，需要进行高度的修正和转换后，才能具备比较意义；4)同一测量仪表，随时间其本身会发生读数漂移现象；5)一天内的大气压是随时在变动的，主控室可居留区内的各区域压力也同样存在一个跟随性的变动，因此用一台大气压力计在一个较长时间段内测量的各测量点的大气压力值，然后直接进行压力分布和压差关系比较时，存在使用非同一时刻压力数据进行压差比较的弊端；6)使用不同大气压力计进行不同区域压力测量、进行压力比较，存在不同仪器示值差异和仪器时间漂移特性不一致的问题；

有鉴于此，确有必要提供一种简单、实用的用于核电站的大气压力分布测量方法，其可通过设置合理的测量、数据处理对仪器测量读数误差、时间漂移、大气高度差和压力波动因素进行修正，来解决复杂区域的多个独立空间压力分布和压差比较的测量问题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种简单、实用的用于核电站的大气压力分布测量方法，其可通过设置合理的测量、数据处理对仪器测量读数误差、时间漂移、大气高度差和压力波动因素进行修正，来解决复杂区域的多个独立空间压力分布和压差比较的测量问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种用于核电站的大气压力分布测量方法，其包括以下步骤：

S1、在预定区域内和/或边界外选取压力基准点，选取预定区域内或边界外的其他压力测量点；

S2、用放置于压力基准点的固定大气压力计连续测量压力基准点的大气压力，获得压力基准点的大气压力测量数据，用移动大气压力计移动测量其他压力测量点的大气压力，获得其他压力测量点的移动大气压力测量数据；以及

S3、对对步骤S2获得的压力基准点的大气压力测量数据进行时间漂移修正，对其他压力测量点的移动大气压力测量数据进行读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，获得压力基准点和其他压力测量点的压力分布和关系数据。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，所述时间漂移修正包括：

S31、对各个大气压力点随配计时秒表，并记录每台大气压力计的初始压力P_开始；

S32、记录任意t时刻的压力P(t)；

S33、记录测量结束时刻的压力P_结束；

S34、根据P(t)_修正＝P(t)+(P_结束-P_开始)*t/T进行时间漂移修正，其中，T为测量结束时间。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，所述时间漂移修正中，按预定的时间间隔整点记录各大气压力计的压力读数，保证不同时刻移动大气压力计和固定大气压力计读数的同时性。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，步骤S3中，所述读数示值修正包括：

S35、测量开始时，记录压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、开始}和各个其他压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、开始}；

S36、测量结束时，记录压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、结束}和其他各个压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、结束}；

S37、根据ΔP_读数修正＝(P_{固定、开始}+P_{固定、结束}-P_{移动、结束}-P_{移动、结束})/2进行读数示值修正。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，所述读数示值修正中，在开始测量压力前，在压力基准点对各个大气压力点随配计时秒表进行对表，在秒表同时启动时，各自读取和记录大气压力计的大气压力初始值；对表后，压力基准点的固定大气压力计连续监测压力，记录确定的时间间隔点的大气压力值；测量压力的移动大气压力计在移动到其他压力测量点时，在随配的秒表到约定的时间间隔记录测量时刻和对应大气压力值；在各其他测量点的大气压力测量结束，所有移动大气压力计回到压力基准点，统一记录最后时刻和大气压力值。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，步骤S3中，所述高度修正采用定值修正或动态修正。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，步骤S3中，所述定值修正按照P_H修正＝P_测量值+ΔP_高度修正进行修正，其中，P_测量值为压力测量值，ΔP_高度修正＝η*ΔH，ΔH＝H₁-H₂，H₁和H₂为需要高度修正的两个垂直点高度，η*为大气压梯度恒定值。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，步骤S3中，所述动态修正包括：用同一台大气压力计在很短时间内测量需要高度修正的两个垂直点的大气压力值P₁和P₂，ΔP_高度修正＝P₁-P₂，P_H修正＝P_测量值+ΔP_高度修正。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，步骤S1中，所述各个其他压力测量点对所述压力基准点的垂直高度差精准到毫米级。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，步骤S2中，所述固定大气压力计和移动大气压力计的显示分辨率为Pa级。

相对于现有技术，本发明用于核电站的大气压力分布测量方法通过对复杂多区域房间压力分布测量影响因素：时间、仪表精度、仪表个体差异、高度对压力的影响和大气压力本身存在波动特点的分析，在预定区域内和/或边界外选取压力基准点和其他压力测量点，用固定大气压力计连续测量压力基准点的大气压力，获得压力基准点的大气压力测量数据，用移动大气压力计移动测量其他压力测量点的大气压力，获得其他压力测量点的移动大气压力测量数据，可实现简便、迅速的压力测量数据，并通过读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，获得可信的压力分布和关系数据。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明用于核电站的大气压力分布测量方法进行详细说明，其中：

图1为本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的流程示意图。

图2为本发明用于核电站的大气压力分布测量方法中，时间漂移修正的流程示意图。

图3为本发明用于核电站的大气压力分布测量方法中，读数示值修正的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参照图1所示，本发明提供了一种用于核电站的大气压力分布测量方法，其包括以下步骤：

S1、在预定区域内和/或边界外选取压力基准点，选取预定区域内或边界外的其他压力测量点；

S2、用放置于压力基准点的固定大气压力计连续测量压力基准点的大气压力，获得压力基准点的大气压力测量数据，用移动大气压力计移动测量其他压力测量点的大气压力，获得其他压力测量点的移动大气压力测量数据；以及

S3、对步骤S2获得的压力基准点的大气压力测量数据进行时间漂移修正，对其他压力测量点的移动大气压力测量数据进行读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，获得压力基准点和其他压力测量点的压力分布和关系数据。

请参照图2所示，为消除各大气压力计显示随时间的漂移，需要对压力基准点的压力测量数据和其他压力测量点的移动压力测量数据进行时间漂移修正，时间漂移修正包括：

S31、对各个大气压力点随配计时秒表，并记录每台大气压力计的初始压力P_开始；

S32、记录任意t时刻的压力P(t)；

S33、记录测量结束时刻的压力P_结束；

S34、根据P(t)_修正＝P(t)+(P_结束-P_开始)*t/T进行时间漂移修正，其中，T为测量结束时间。

具体地，在时间漂移修正中，各大气压力点随配计时秒表，按预定的时间间隔整点记录各个大气压力读数。例如，时间间隔可以是0.5分钟、1分钟或1.5分钟，以保证在不同的时刻移动大气压力计和固定大气压力计读数的同时性。

请参照图3所示，为了修正各个大气压力计的读数误差，需要对大气压力计的压差读数示值修正。例如，根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，读数示值修正包括：

S35、测量开始时，记录压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、开始}和各个其他压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、开始}；

S36、测量结束时，记录压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、结束}和其他各个压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、结束}；

S37、根据ΔP_读数修正＝(P_{固定、开始}+P_{固定、结束}-P_{移动、结束}-P_{移动、结束})/2进行读数示值修正。

具体地，在读数示值修正中，在开始测量压力前，在压力基准点对各个大气压力点随配计时秒表进行对表，在秒表同时启动时，各自读取和记录大气压力计的大气压力初始值；对表后，压力基准点的固定大气压力计连续监测压力，记录确定的时间间隔点的大气压力值；测量压力的移动大气压力计在移动到其他压力测量点时，在随配的秒表到约定的时间间隔记录测量时刻和对应大气压力值；在各其他测量点的大气压力测量结束，所有移动大气压力计回到压力基准点，统一记录最后时刻和大气压力值。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，根据实际需要，高度修正采用定值修正或动态修正。定值修正按照P_H修正＝P_测量值+ΔP_高度修正进行修正，其中，P_测量值为压力测量值，ΔP_高度修正＝η*ΔH，ΔH＝H₁-H₂，H₁和H₂为需要高度修正的两个垂直点高度，η*为大气压梯度恒定值。例如，使用大气压梯度恒定值η＝0.1176935695538(HPa/m)，测量多组需要高度修正的两个垂直点的大气压力修正值，如11.5米到19.4米的ΔP_{11.5米→19.4米高度修正}和15.4米到19.4米的ΔP_{15.4米→19.4米高度修正}。动态修正包括：用同一台大气压力计在很短时间内，测量需要高度修正的两个垂直点的大气压力值P₁和P₂，ΔP_高度修正＝P₁-P₂，P_H修正＝P_测量值+ΔP_高度修正。

根据本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的一个实施方式，步骤S1中，各个其他压力测量点对压力基准点的垂直高度差精准到毫米级，步骤S2中，固定大气压力计和移动大气压力计的显示分辨率为Pa级。

通过步骤S1和S2的操作，可以获取压力基准点从压力测量开始到结束期间，测量开始时压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、开始}、任意t时刻的记录压力P(t)_固定和测量结束时压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、结束}；获取移动压力计从压力基准点开始测量到测量结束回到压力基准点期间，测量开始时他压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、开始}、任意t时刻的记录压力为P(t)_移动和测量结束时各个压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、结束}；可以通过使用同一大气压力计，短时间内迅速测量需要高度修正的两个垂直点的大气压力值，

需要说明的是，对于压力基准点压力测量数据修正，仅进行P(t)_固定的时间漂移修正，获得P(t)_固定修正；对于移动压力测量数据的处理，P(t)_移动先进行读数示值修正，然后进行时间漂移修正、最终进行高度修正，获得P(t)_移动修正；最终其它测点相对于压力基准点的压差ΔP(t)＝P(t)_移动修正-P(t)_固定。

以下结合实施例，详细描述本发明用于核电站的大气压力分布测量方法。

实施例1

以主控室可居留区域内的L750房间为压力基准点，放置一台固定大气压力计，使用一台移动大气压力计进行各测量点的压力测量，并进行读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，其中，高度修正使用定值修正，给出的区域压力分布测量结果如下表所示。

实施例2

以主控室可居留区域外的W740房间为压力基准点，放置一台固定气压计，使用一台移动大气压力计进行各测量点的压力测量，并进行读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，其中，高度修正使用定值修正，给出的区域压力分布测量结果如下表所示。

实施例3

以主控室可居留区域内L750和主控室可居留区域外W740房间各为压力基准点，并进行读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，其中，高度修正使用定值修正和动态修正，给出的不同方法计算的区域压力分布测量结果如下表所示。

结合以上对本发明用于核电站的大气压力分布测量方法的实施例的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明用于核电站的大气压力分布测量方法具有以下优点：

相对于现有技术，本发明用于核电站的大气压力分布测量方法通过对复杂多区域房间压力分布测量影响因素：时间、仪表精度、仪表个体差异、高度对压力的影响和大气压力本身存在波动特点的分析，在预定区域内和/或边界外选取压力基准点和其他压力测量点，用固定大气压力计连续测量压力基准点的大气压力，获得压力基准点的大气压力测量数据，用移动大气压力计移动测量其他压力测量点的大气压力，获得其他压力测量点的移动大气压力测量数据，可实现简便、迅速的压力测量数据，并通过读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，获得可信的压力分布和关系数据。

此外，本发明用于核电站的大气压力分布测量方法可以任意设置压力基准点，通用性强，可适合不同的需要，如三代堆通常选取主控室为压力基准点，而二代堆通常选取主控室边界大气作为压力基准点；高精大气压力计的使用巧妙解决了复杂多区域的压力分布测量硬件选择的困难性和降低了具体测量实施成本。

本发明用于核电站的大气压力分布测量方法建立了一套复杂区域的压力分布测量和数据分析方法，是主控室可居留性评价体系的一部分，提供了主控室可居留区复杂区域的压力分布测量和数据分析方法，为可居留性评价和改进提供了可操作的技术依据，也为事故情况下主控室人员的安全提供了保障。本发明用于核电站的大气压力分布测量方法不仅可用于所有核电厂主控室的可居留区压力分布测量，也可以推广应用于其它各类核设施与人员可居留性相关的关键建筑物的压力分布测量和评价。

根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，所述用于核电站的大气压力分布测量方法包括以下步骤：

S1、在预定区域内和/或边界外选取压力基准点，选取预定区域内或边界外的其他压力测量点；

S2、用放置于压力基准点的固定大气压力计连续测量压力基准点的大气压力，获得压力基准点的大气压力测量数据，用移动大气压力计移动测量其他压力测量点的大气压力，获得其他压力测量点的移动大气压力测量数据；以及

S3、对步骤S2获得的压力基准点的大气压力测量数据进行时间漂移修正，对其他压力测量点的移动大气压力测量数据进行读数示值修正、时间漂移修正和高度修正，获得压力基准点和其他压力测量点的压力分布和关系数据。

2.根据权利要求1所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，所述时间漂移修正包括：

S31、对各个大气压力点随配计时秒表，并记录每台大气压力计的初始压力P_开始；

S32、记录任意t时刻的压力P(t)；

S33、记录测量结束时刻的压力P_结束；

S34、根据P(t)_修正＝P(t)+(P_结束-P_开始)*t/T进行时间漂移修正，其中，T为测量结束时间。

3.根据权利要求2所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，所述时间漂移修正中，按预定的时间间隔整点记录各大气压力计的压力读数，保证不同时刻移动大气压力计和固定大气压力计读数的同时性。

4.根据权利要求1所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述读数示值修正包括：

S35、测量开始时，记录压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、开始}和各个其他压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、开始}；

S36、测量结束时，记录压力基准点的固定大气压力计读数P_{固定、结束}和其他各个压力测量点的移动大气压力计读数P_{移动、结束}；

S37、根据ΔP_读数修正＝(P_{固定、开始}+P_{固定、结束}-P_{移动、结束}-P_{移动、结束})/2进行读数示值修正。

5.根据权利要求4所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，所述读数示值修正中，在开始测量压力前，在压力基准点对各个大气压力点随配计时秒表进行对表，在秒表同时启动时，各自读取和记录大气压力计的大气压力初始值；对表后，压力基准点的固定大气压力计连续监测压力，记录确定的时间间隔点的大气压力值；测量压力的移动大气压力计在移动到其他压力测量点时，在随配的秒表到约定的时间间隔记录测量时刻和对应大气压力值；在各其他测量点的大气压力测量结束，所有移动大气压力计回到压力基准点，统一记录最后时刻和大气压力值。

6.根据权利要求1所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述高度修正采用定值修正或动态修正。

7.根据权利要求6所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述定值修正按照P_H修正＝P_测量值+ΔP_高度修正进行修正，其中，P_测量值为压力测量值，ΔP_高度修正＝η*ΔH，ΔH＝H₁-H₂，H₁和H₂为需要高度修正的两个垂直点高度，η*为大气压梯度恒定值。

8.根据权利要求6所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述动态修正包括：用同一台大气压力计在很短时间内测量需要高度修正的两个垂直点的大气压力值P₁和P₂，ΔP_高度修正＝P₁-P₂，P_H修正＝P_测量值+ΔP_高度修正。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，步骤S1中，所述各个其他压力测量点对所述压力基准点的垂直高度差精准到毫米级。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的用于核电站的大气压力分布测量方法，其特征在于，步骤S2中，所述固定大气压力计和移动大气压力计的显示分辨率为Pa级。

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