Virtausmittaus kokonaisnäytemenetelmällä
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2004
Major/Subject
Ydin- ja energiatekniikka
Mcode
Tfy-56
Degree programme
Language
fi
Pages
iv + 75 s. + liitt. 12
Series
Abstract
The aim of the present work was to study total sample method in flow meter calibration. Total sample method is a tracer technique that is based on dilution of the tracer pulse. In the present work we aimed at applying the total sample method to calibrate flow meters in nuclear power plant's (NPP) turbine circuits. The built measurement equipment was to be prototype for calibration equipment. With the used equipment, total uncertainty of the measurements was to be less than 1% (2 sigma confidence). Because of the accuracy limit and the process conditions, radioactive 23Na (Na2CO3) was used as a tracer. Process pressure and photon energy were high, and thus a variation of total sample method, in which tracer concentration during tracer feed varies, was used. The first version of the measurement equipment was tested in the Finnish flow meter calibrating site where real process conditions were not possible. These tests were made with 99mTc tracer. During the tests, the measurement equipment was mainly unstable. However, one of the tests was successful with less than 1 % deviation from the true flow. Altogether three field tests were made, two at TVO I (BWR) primary circuit and one at Loviisa II (PWR) secondary circuit. At TVO I the process conditions were too challenging and neither of the tests were successful. The improved equipment worked well in Loviisa II, but the tracer (99mTc) adsorbed to the process pipes surface, and no accuracy measurements were obtained. Based on the total sample method, it is possible to build flow measurement equipment that is well suited for calibrating flow meters. The equipment has the potential to reach 0,2% accuracy (2 sigma) in good process conditions. Further development is still needed to obtain reliable field measurement equipment.Työssä tutkittiin kokonaisnäytemenetelmän soveltuvuutta virtausmittareiden kalibrointiin. Kokonaisnäytemenetelmä on harvoin käytetty menetelmä, joka perustuu merkkiaineen laimenemiseen virtauksessa. Tässä työssä oli tarkoituksena soveltaa menetelmää erityisesti ydinvoimalaitosten turbiinipiirin virtausmittareiden kalibrointiin. Tutkimusta varten rakennettiin virtausmittauslaitteisto, jonka piti toimia myös akkredoidun mittauslaitteiston prototyyppinä. Tarkkuustavoitteeksi laitteistolle asetettiin alle 1 %:n kokonaisepävarmuus (2 sigman luottamusvälillä). Tarkkuustavoitteen ja ydinvoimalaolosuhteiden vuoksi merkkiaineena päädyttiin käyttämään radioaktiivista 23Na:a (kemiallinen muoto Na2CO3). Koska mitattavan virtauksen paine ja käytetyn isotoopin gammaenergia olivat korkeita, merkkiaineensyötössä käytettiin muuttuvaa merkkiainekonsentraatiota. Laitteiston ensimmäisen version tarkkuutta testattiin virtausmittareiden kalibrointiasemalla, jossa virtaus oli paljon voimalaitosmittausta pienempi ja prosessiolosuhteet helpommat Kalibrointiasemalla tehdyissä vertailumittauksissa merkkiaineena käytettiin 99mTc:ia. Laitteiston häiriöiden takia vain yksi koe onnistui. Kyseisessä kokeessa alitettiin asetettu 1 %:n tarkkuusvaatimus. Kenttäkokeita tehtiin kolme, kaksi TVOI -primääripiirissä ja yksi Loviisa II -sekundääripiirissä. Prosessiolosuhteet kenttäkokeissa olivat liian haastavat merkkiaineensyöttö- ja näytteenkeruulaitteistolle eikä TVO:lla pystytty viemään läpi yhtään koetta kokonaisuudessaan. Kehitetty laitteistoversio toimi Loviisan kokeessa, mutta käytetty merkkiaine 99mTc tarttui prosessiputken seinämiin ja vertailumittauksen tulos jäi saamatta. Kokonaisnäytemenetelmällä voidaan toteuttaa kalibrointimittauksiin sopiva virtausmittauslaitteisto, jolla voidaan hyvissä prosessiolosuhteissa saavuttaa 0,2 %:n (2 sigman) tarkkuus. Akkredoidun kenttäkelpoisen laitteiston rakentaminen vaatii kuitenkin vielä kehitystyötä.Description
Supervisor
Salomaa, RainerThesis advisor
Antson, OlliKeywords
flow measurement, merkkiaine, total sample method, virtausmittaus, tracer, kokonaisnäytemenetelmä