NB Z 20326-2014 核电厂安全系统仪表触发整定值不确定 度的分析方法.pdf
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1、ICS 27 .1 20.20 F65 备案号:47847-2015 F白fl主中华人民共和圄能源行业标准NB/Z 20326-2014 核电厂安全系统仪表触发整定值不确定度的分析方法Analysis methodology for uncertainty I()f setpoints for insrumenation of safety system in nuciear power plants 2014-10-15发布2015-03-01实施国家能源局发布NB/Z 20326-一.2014目次前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 A 引言.凹1 范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 规范性引用文件. 3 术语和定义. . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4 符号.4 5 确定仪表通道整定值的准备.4 5. 1 概述.4 5.2 仪表通道的配置图.5 5.3 确定设计参数和不确定度源.5 6 仪表通道不确定度计算.6 6. 1 不确定度公式.6 6.2 不确定度数据.9 6.3 仪表通道的总的不确定度计算.19 7 建立整定值.24 7.1 整定值关系.24 7.2 触发整定
4、值的确定.25 7.3 允许值.25 8 其他考虑.26 8.1 单向整定值修正.26 9接I-l. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 10 文件.28 附录A(资料性附录)容器/引压管温度变化对差压液位测量的影响.29 附录B(资料性附录)流量测量精度的影响.35 $ 附录c(资料性附录)管道压力损失/压头影响. 38 附录D(资料性附录)RT
5、D精度的确定.40 附录E(资料性附录)绝缘电阻的影响. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 附录F(资料性附录关于统计分析的讨论.47 附录G(资料性附录数字信号调理的不确定度.49 附录H(资料性附录信号调理(调节)组件中的不确定度传递. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 附录1(资料性附录)电!特定校准前状态/校准或验证后状态数据.57 NB/Z 20326-2014 附录J(资料性附录确定允许值中正常运行期间仪表不确定度的推荐方法.60参考文献. . . . . . .
6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 图1典型仪表通道配置国.5 国2整定值计算流程国.7 囤3不确定度模型.9 图4M&四不确定度结合. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 图5整定值关系.24 图6确定允许值的方法.26 国A.l饱和水/蒸汽液位测量.33 图C.l管道压力损失举例.39 图E.1
7、电流网路的绝缘抗阻或电阻模型.44图1数字处理系统的结构图.50 图G.2数字处理器典型的运行流和.回国H.1 硬件误差计算.56 图H.2硬件误差计算(更典型情况).56 II NB/Z 20326-2014 目q吕本指导性技术文件按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。.t-本指导性技术文件参考ISA晴RP67.04.02-2000.仨坐坐+0.址。.75kPa每IOO.C100-10) V._ 90 a 凹气J,司3AU +-n-叮叮一不AV-表口-M叽比叫-1分F气J-z-FY一翌。一一国卸11 NB/Z 20326-2014 :I: O.375kPa TE = - _.- . -
8、 - x 1 00% 士0.68%量程55kPa 本条解决在正常运行条件下的环境温度对组件的影响。事故影响和事故环境引入的过程测量不确定度(例如引压管温升)讨论参见6.2.5和附录A.如果在变化的被测介质温度下仪表会有不确定度,预期的过程温度范围就需要在实际不确定度计算的时候作为假设条件考虑进去。6.2.4压力影晌有一些测量设备会由于工艺过程或环境压力的变化造成输出信号变化。对于差压变送器可以使用典型的静压影响表达式,其中列出的参数规范是指过程压力的变化。例如,可以看作在制造商指定的范罔内每1000kPa有土0.5%量程变化。测量差压(dP)的仪表使用低静压工艺介质校准,但却在高静压的被测介质
9、中使用的时候就可能产生静压影响带来的测量不确定度。假定校准是在低静压下完成的,制造商府对在正常设计运行压力下工作的仪表校准提供指导以保证校准的仪表读数正确。这通常包括量程迁移和l调零,通过使用制造商提供的低压(校准条件修正因子可以使仪表在高压(实际运行条件获得正确的输出。为了计算静压影响不确定度(SP),宣确保校准读数都在运行压力(OP)的正常高低压力变化范围内。这些校准点读数定义清晰后,与公式(3)相似的表达式就可以用于计算静压影响(假设影响是线性的)。正常情况下,制造商会分别给出量程和零点的影响。为了保证正确使用上述方法对压力影响造成的不确定度进行计算,应该注意一个问题。上述的压力影响都是
10、随机的。但是,考虑己经完成的静压校准修正方法不相同,冈此在一些情况下可能需要在计算中包括附加的偏移影响。例如,一些仪表在高静压的条件下读数旦单向负值。如果这些仪表的静压影响没有修正,则在不确定度计算中就需要包含一个负偏移分量。另外一种压力极端情况是过压影响。这种不确定度是肉为压力传感器超压力范罔引起的。环境压力变化会造成在压力表指示随着仪表所在位置的环境压力降低或升高而向上成向下偏移,而与被测(过程)变量的变化无关。这种情况往往发生在过程仪表的参比侧对环境压力开放而工艺系统是一个封闭系统,或者工艺过和是对周罔环境火气开放的但却有不同的环境大气压力。该影响结果是一个偏移。变化的幅度和方向则与仪表
11、所在位置环境火气压力变化有关。这种情况主要是针对处于封闭环境中的压力表,如反I句堆安全先内或去全先封闭I夭域内。6.2.5 环境影响一事故环境对事故T况,由于高温、高压、高温度和辐射环境并伴有地震晌J.产生的不确定度,可以根据需要纳入仪表不确定度的计算中。核安全相关仪表的鉴定报告通常包括表格,圆形或者两者都有,用于描述仪表在辐照和蒸汽/压力环境以及地震试验之前,试验中和试验后的精度。很多情况下制造商会将鉴定试验结果体现到产品说明书的相关表格中。更详细的信息建议在设备鉴定报告里面获得。肉为鉴定试验所周样品或者样机数量通常有限,可以保守地采用试验数据中最坏情况的数据来作为实际计算的不确定度。为了能
12、更好理解仪表设备不确定度的情况并获得相关帮助,建议与制造商开展详细讨论(例如:可以讨论某一不确定度分量是作为随机变量还是偏移分量来考虑)。用鉴定报告的数据(或使用组件特定的温度补偿数据)取代设备设计性能规范书中的数据时,通常可以证明采用较低的环境温度或者辐射剂量水平条件下可能存在较低的仪表设备不确定度值是合理的。一般情况下,鉴定试验需要模拟最极端的设计基准事故情况下的环境条件,每种试验都有不同的要求,这样可以保证鉴定后的产品最大限度适用于各种不同的厂址。肉此,当产品实际使用的环境条件并没有达到鉴定试验包络曲线中那样极限的工况时,使用鉴定试验的数据就显得过分保守。应引起注意的是,一定要避免错误使
13、用数据z12 NB/l 20326-一.2014a) 建议使用在降低的温度或剂量条件下所有被试验设备的最高不确定度:该原则是为了保证在缺乏样本统计数据时采用极限不确定度。如果推算的试验数据低于原先的试验环境数据时,需要加上一个裕量。在这种情况下,建议与制造商开展讨论,这样对确定推算数据有帮助。b) 被试设备应该在相同或等效的环境条件下以及相同的试验顺序下试验过。c) 如果使用了降低的温度,要保证在该温度下读数前有足够的保温时间保证仪表壳内达到足够的热平衡。换句话说,如果一个变送器壳体需要lmin达到热平衡,则先将降温状态保持至少1 min再读数。最后,在一些情况下根据驱动功能的时间叫以在计算过
14、辑中删除或减少事故不确定度。例如,一个电厂仅考虑设计基准事故失水事故(LOCA)停i扣,则反0.tt冷却剂低压停堆整定值不确定度计算中就不需要考虑事故环境下的环境影响囚索。这是因为在真正怕况中,照力降低非常快的情况下停堆信号会发生得非常快。也就是说停堆功能在环境变得恶劣前已经完成了,所以恶劣环境对设备性能影响就不明显或还不足以影响分析结果a在使用该计算技巧的时11式要注意证明已经使用了所有适用的安全分析极限条件。6.2.6 过程测量影响(PM) 过程测量影响是仪式测量不确定度的其中一个分量。该影响不是由测量设备本身造成的。该不确定度分量是由被测工艺过程的物理特性或者属性造成的。判定过程祖U:帚
15、不确定度分类为随机或偏移应遵循6.2.2的要求。在仪表系统设计中. r能遇到凡种过程测量不确应度分景。在附录A、B、C、D对一些最常见的过程测量不确定度分培进行了讨论。ti进行不确定度计算中,市里对所有4能的过和测量影响的适用性进行考虑。6.2.7 校;佳影响(CE)6.2.7.1 概述校准是为了验证设备能按g,设备说明书的精度要求发挥功能,并最大限度地消除由于安装和使用T况带来的偏移不确立分量。例如,压头影响和密应补f去。楼准影响则表示在校准过但中引入到仪表通道内的不确定度。包括由试验设备,校准规程和校准人员引入的个确应度。本段内容用于解决校准不确定度分量和这些分量应如何包插进仪表通道的总的
16、不确定度计算中。此外还要考喝其他影响,如安装影响仪表从现场拆卸,校;在之1日再安装回去也应该考虑进去。同时,在本文刊中假定对一个组件的每次校准都是在近似相同的温应F进役的这样不同时间先后的校准的祖度王号影响可以最小化。6.2.7.2 测量和技准设备(M&TE)不确定度/ / 在确定全部M&TE的不确定度种类手11大小时百要号虑这些网杂:M&TE的参比准确度、与M&TE校准相关的不确定度、M&TE对技术人员的时读性。通常假坛一个标准的M&TE不确定度(如土0.5%)。该方法要确保足够r.tr信,需要保证M&TE是受控的。M&TE的参比准确度(RA)通常都可以从M&TE制造商获得。需要注意的是参比
17、准确度可能随着M&TE上的刻度不同而不同。M&TE应该按照受控标准定期校准以维持精度。一般情况下,这些标准的参比准确度对仪表通道的总的不确定度影响不明显。但是如果受控标准源的RA劣于俐的M&的RA.该影响就需要评价。如果该标准的参比准确度需要包括到不确定度计算中.r.tr能就需要用平方和开根法组合M&TE的参比准确度来给M&TE确定一个单独的不确定度分量。13 NB/Z 20326-2014 例如:MfE=RAim,+RA归.(7) 式中zMTE一一M&TE的不确定度:见4MTE-M&TE的参比准确度:RASTD一一受控标准源的参比准确度。技术人员执行仪表校准(或M&TE的定期校准)会在仪表通
18、道内引入额外的不确定度。该不确定度是校准过程中读取仪表值时引入的。如果M&TE部件是模拟量刻度,除了仪表设备移动造成的不确定度,刻度的特定使用要求也同该在评估不确定度的时候加以考虑。如果校准过程安排成刻度分度一直不变并且没有视觉误差,则可以认为不会存在技术人员不确定度,因为指针可以很容易地与固定标记对准。这就要求校准试验准备人员对该过程有所了解。例如,如果刻度间隔较宽,技术人员可能造成刻度之间差的土20%的不确定度。在刻度间隔更近的情况下,人员造成的误差可能为刻度之间差的土50%才合理。通常,在校准过程中冈为读数引入的不确定度应该转换成恰当的单位并和M&TE不确定度合成以获得更准确的代表校准过
19、程的不确定度。组合计算方法可以采用均方根法。例如:MTE=(RAE+RD2yl2阶式中:RD一二楼数不确定度。如果测量和测试设备因为在校准时使用的标准而存在不确定度并且还存在一个读数不确定度,则M&不确定度按公式(4)计算:MTE=RA+RA:TD+RD2)1I2 .(10) M&TE不确定度计算所与仪表通道不确定度计算使用相同的单位。如果仪表逼迫不确定度计算使用量程百分比单位,则测量和测试设备也同该转化成量程百分比进行计算。例如,如果-个M&TE的参比准确度是其量杠的0./.5%,如果测量范f却是ok:&3 000 kPa,且如果使用该仪表测量通道的量挝是10)0kPa,则M&TE的参比准确
20、度就是:。000kPa(l 000 kPa) x 0.025% = 0.0/5%仪表通道量程。组件的M&TE不确定度的:包括试验设备输入信号和输出信号的不确定度。通常,校准时的输入和输出信号都I-IJ以看作是相互独立的。这些单独的不确定度分量口J以用平方和开根方法来组合计算得到一个总的测量和测试设备不确定度分量。例如,如国4所示,传感器的M&TE不确定度,1) D 开根号C= (A)1/2 eC(ALG) :;: (A + e A(B) Y/2 -(A)1/2若旦旦,.,. (40) 附)._ 2(A)1/2 平方根乘法C=K(AxBy/2K (BxeA1R)+ (A x eB1BI) -x
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