反应堆温差法液位传感器的研究

周星杰，邓 森，李伯洋，陈双军

（中广核研究院有限公司，深圳518000）

反应堆压力容器内液位是涉及反应堆安全保护和反应堆事故后监测的重要参数，目前，国内新建的第三代核电技术基于更高的安全要求，放弃了需要在压力容器上开孔的压差式液位测量方法，传统的工业液位计种类很多，如浮力式水位计、超声波水位计、电接点式水位计、电容和电感式水位计等，然而能够在具有高温、高压以及高辐照环境的反应堆压力容器内部，实现液位测量的传感器较少，温差法液位传感器作为一种成熟技术，能够实现反应堆液位的定点测量，其结构简单，主要由电加热器和热电偶组成，受环境影响较小，具有很高的可靠性，目前广泛被第三代核电技术所采用。

1 液位传感器原理与设计

1.1 传感器测量原理

液位传感器通过ΔT的方法进行液位测量，主要由1个电加热器和2个热电偶组成，其中，一个热电偶处于电加热器的加热区内，用于进行水位判读（水位测点）；一个热电偶处于距离加热区一定距离的非加热区内，用于测量环境温度。

由水和水蒸气或空气的物性参数可知，水的换热系数与水蒸气的换热系数存在着较为明显的差别，当水位测点（电加热器加热区的热电偶）位于水中时，由于水具有更高的换热系数，热电偶测得的温度值相对较低，而当水位测点处于水蒸气中时，水蒸气换热系数较低，热电偶测得的温度值相对较高。

在进行水位测量时，将加热热电偶和非加热热电偶共同组成一个水位测点，采用温差输出值ΔT来判定水位，即