摘要(yao):根據(ju)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計
的(de)工作(zuo)原理(li),以主(zhu)泵第(di)三級(ji)密封(feng)洩漏(lou)流的(de)測量(liang)爲例(li),分析(xi)了其(qi)在核(he)電廠(chang)液體(ti)微小(xiao)流量(liang)測量(liang)中的(de)适💜用(yong)性,并(bing)與現(xian)有的(de)測量(liang)方👉法(fa)進行(hang)了比(bi)較。
流(liu)量是(shi)核電(dian)廠運(yun)行過(guo)程中(zhong)重要(yao)的過(guo)程參(can)數之(zhi)一,常(chang)用的(de)流量(liang)測量(liang)儀表(biao)有
孔(kong)闆流(liu)量計(ji)
、
超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)
、
電磁(ci)流量(liang)計
以(yi)及熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)等。熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)目前(qian)多用(yong)于工(gong)業中(zhong)♻️氣體(ti)流量(liang)的測(ce)量,在(zai)核電(dian)廠中(zhong)則普(pu)遍☎️應(ying)用于(yu)通風(feng)系統(tong)流量(liang)測量(liang)場合(he)。在采(cai)用軸(zhou)封型(xing)主🚶泵(beng)的核(he)電廠(chang)中💃🏻,主(zhu)泵第(di)三級(ji)密封(feng)洩漏(lou)流是(shi)典型(xing)的微(wei)小流(liu)量工(gong)況。孔(kong)闆流(liu)量計(ji)和超(chao)聲波(bo)流量(liang)計通(tong)常并(bing)不适(shi)用或(huo)不能(neng)取得(de)良好(hao)的測(ce)量效(xiao)果,熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)自問(wen)世以(yi)來,已(yi)在核(he)電廠(chang)通風(feng)系統(tong)中獲(huo)得了(le)成功(gong)的應(ying)用,而(er)在液(ye)體微(wei)小流(liu)量👣測(ce)量方(fang)面,熱(re)式👣質(zhi)量流(liu)量計(ji)也具(ju)有一(yi)定的(de)适用(yong)性。
1熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)的原(yuan)理
熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)是利(li)用熱(re)傳導(dao)原理(li),即通(tong)過流(liu)動中(zhong)的流(liu)體👈與(yu)熱源(yuan)之間(jian)的熱(re)量交(jiao)換,來(lai)測量(liang)介.質(zhi)流❌量(liang)的儀(yi)表,主(zhu)要☔可(ke)分爲(wei)兩類(lei):利用(yong)流體(ti)流動(dong)傳遞(di)熱❄️量(liang)改變(bian)測量(liang)管壁(bi)溫度(du)分布(bu)(即熱(re)傳導(dao)分布(bu))效應(ying)的熱(re)分布(bu)式流(liu)量計(ji),也稱(cheng)爲量(liang)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計;利(li)用熱(re)消散(san)效應(ying)(基于(yu)金氏(shi)定律(lü))的侵(qin)人式(shi)質量(liang)流量(liang)計,也(ye)稱爲(wei)導熱(re)式🏃質(zhi)量流(liu)量計(ji)或🧑🏾🤝🧑🏼插(cha)人式(shi)質量(liang)流量(liang)計。
熱(re)分布(bu)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)的工(gong)作原(yuan)理是(shi)在測(ce)量管(guan)外壁(bi)上、下(xia)遊各(ge)繞兩(liang)組加(jia)熱/檢(jian)測線(xian)圈,兩(liang)組線(xian)圈通(tong)以恒(heng)定🏃電(dian)流加(jia)熱,當(dang)流體(ti)靜止(zhi)(無流(liu)量通(tong)過)時(shi),兩組(zu)線圈(quan)中心(xin)上、下(xia)遊溫(wen)度分(fen)✉️布處(chu)于🔱對(dui)稱平(ping)衡狀(zhuang)态,兩(liang)組檢(jian)測線(xian)圈的(de)電阻(zu)相❄️等(deng);當有(you)流體(ti)流動(dong)時,流(liu)體将(jiang),上遊(you)管壁(bi)熱量(liang)🐪帶走(zou)傳遞(di)給下(xia)遊管(guan)壁,破(po)壞原(yuan)平衡(heng)狀态(tai),線圈(quan)電阻(zu)🤞産生(sheng)差異(yi),檢測(ce)其差(cha)值從(cong)而求(qiu)得流(liu)體質(zhi)量流(liu)量:
式(shi)中A----熱(re)傳導(dao)系數(shu);
Cp----被測(ce)介質(zhi)的定(ding)壓比(bi)熱容(rong);
K----常數(shu)。
熱消(xiao)散效(xiao)應(基(ji)于金(jin)氏定(ding)律)侵(qin)人式(shi)質量(liang)流量(liang)計的(de)工作(zuo)✔️原理(li)是将(jiang)兩個(ge)溫度(du)傳感(gan)器(一(yi)般爲(wei)
鉑熱(re)電阻(zu)
)分别(bie)置于(yu)管道(dao)的流(liu)體中(zhong),由其(qi)中一(yi)個鉑(bo)電阻(zu)測得(de)流體(ti)本身(shen)的溫(wen)度T,另(ling)一個(ge)鉑電(dian)阻經(jing)一定(ding)功率(lü)的電(dian)加熱(re),其溫(wen)度Tv高(gao)于T,當(dang)流體(ti)靜止(zhi)時其(qi)溫度(du)最高(gao),伴随(sui)🚶着管(guan)道中(zhong)流體(ti)流量(liang)的增(zeng)加,流(liu)體流(liu)動帶(dai)走更(geng)多熱(re)量使(shi)Tv降低(di),即可(ke)通過(guo)🧡溫度(du)差求(qiu)取流(liu)量值(zhi)。基于(yu)金氏(shi)定律(lü)的熱(re)絲熱(re)散失(shi)率爲(wei):
式中(zhong)cp一流(liu)體的(de)定容(rong)比熱(re)容;
d一(yi)熱絲(si)直徑(jing);
H/L一單(dan)位長(zhang)度熱(re)散失(shi)率;
V一(yi)流體(ti)的流(liu)速;
ρ一(yi)流體(ti)的密(mi)度;
λ一(yi)流體(ti)的熱(re)導率(lü)。
侵人(ren)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)根據(ju)對鉑(bo)熱電(dian)阻的(de)加熱(re)方式(shi),又分(fen)爲❗恒(heng)功率(lü)式、恒(heng)溫差(cha)式和(he)恒比(bi)率式(shi)。
恒功(gong)率式(shi)是在(zai)加熱(re)電路(lu)上用(yong)一個(ge)恒定(ding)功率(lü)的電(dian)能對(dui)鉑電(dian)阻進(jin)行加(jia)熱,流(liu)體介(jie)質在(zai)靜态(tai)時,被(bei)加熱(re)的鉑(bo)電阻(zu)和沒(mei)有被(bei)加熱(re)的鉑(bo)電阻(zu)之間(jian)溫度(du)差最(zui)大,随(sui)着流(liu)體介(jie)質的(de)流動(dong),被加(jia)熱鉑(bo)電阻(zu)上溫(wen)度降(jiang)低,則(ze)兩個(ge)鉑電(dian)阻之(zhi)🤩間的(de)溫差(cha)減小(xiao)。恒功(gong)率式(shi)熱式(shi)🌈質量(liang)流量(liang)計是(shi)通過(guo)測量(liang)溫差(cha)的變(bian)化來(lai)獲得(de)流體(ti)介質(zhi)流量(liang)的變(bian)化。
恒(heng)溫差(cha)式是(shi)加熱(re)一支(zhi)鉑電(dian)阻,使(shi)其比(bi)不加(jia)熱的(de)鉑電(dian)阻高(gao)出一(yi)個恒(heng)定的(de)溫度(du)。随着(zhe)流體(ti)介質(zhi)的流(liu)動,被(bei)加熱(re)的鉑(bo)電阻(zu)由✔️于(yu)散熱(re)而導(dao)緻溫(wen)度降(jiang)低,通(tong)過反(fan)饋電(dian)路反(fan)饋到(dao)處理(li)器增(zeng)大加(jia)熱器(qi)的電(dian)流(也(ye)可以(yi)是電(dian)壓)來(lai)保持(chi)其溫(wen)差爲(wei)恒定(ding)值,再(zai)通過(guo)檢測(ce)變化(hua)的電(dian)流(或(huo)電壓(ya))來獲(huo)得流(liu)量的(de)變化(hua)🔱值。恒(heng)比率(lü)式是(shi)在恒(heng)溫差(cha)🚶原理(li)的基(ji)礎上(shang),通過(guo)調.節(jie)施加(jia)在加(jia)熱端(duan)熱電(dian)阻.上(shang)的加(jia)熱電(dian)流🐅以(yi)保證(zheng)被🐕加(jia)熱的(de)鉑電(dian)阻🐇阻(zu)⭐值與(yu)不加(jia)熱的(de)鉑✍️電(dian)阻阻(zu)值成(cheng)-恒定(ding)🈲比率(lü)。同恒(heng)溫差(cha)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)一樣(yang),恒比(bi)率式(shi)質量(liang)流量(liang)計也(ye)是通(tong)過檢(jian)測變(bian)化的(de)電流(liu)來獲(huo)得管(guan)道中(zhong)流體(ti)的流(liu)量📱值(zhi)。
2核電(dian)廠中(zhong)微小(xiao)流量(liang)的測(ce)量與(yu)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計的(de)應用(yong)
2.1核電(dian)廠中(zhong)的典(dian)型微(wei)小流(liu)量測(ce)量工(gong)況
在(zai)使用(yong)軸封(feng)型反(fan)應堆(dui)冷卻(que)劑泵(beng)(主泵(beng))的核(he)電廠(chang)中,主(zhu)泵🌈的(de)第♊三(san)級密(mi)封洩(xie)漏流(liu)是一(yi)-種典(dian)型的(de)微小(xiao)流量(liang)工♌況(kuang)。軸💃封(feng)系統(tong)是🐪軸(zhou)封型(xing)主泵(beng)的關(guan)鍵部(bu)件,其(qi)長🈲期(qi)可靠(kao)運行(hang)不僅(jin)關系(xi)到核(he)電廠(chang)的正(zheng)常運(yun)行,也(ye)直接(jie)影響(xiang)到核(he)電廠(chang)的♍安(an)全。軸(zhou)封的(de)功能(neng)是🐅保(bao)證核(he)電✉️廠(chang)正常(chang)運行(hang)🌈期間(jian)從一(yi)回路(lu)系統(tong)沿主(zhu)泵泵(beng)軸向(xiang)安全(quan)殼空(kong)間環(huan)境的(de)反應(ying)堆冷(leng)卻劑(ji)洩漏(lou)量基(ji)本爲(wei)零,要(yao)求其(qi)長期(qi)處于(yu)高壓(ya)差工(gong)況,并(bing)維持(chi)可控(kong)洩漏(lou)率。軸(zhou)封一(yi)旦失(shi)效會(hui)導💔緻(zhi)核電(dian)廠一(yi)回路(lu)的壓(ya)力邊(bian)界完(wan)整性(xing)喪失(shi),其洩(xie)漏率(lü)如果(guo)超💯過(guo)了化(hua)容系(xi)統🌈的(de)補給(gei)能力(li).則會(hui)導緻(zhi)潛在(zai)的小(xiao)破口(kou)失水(shui)事🤟故(gu)的發(fa)生,影(ying)響電(dian)廠安(an)♍全。典(dian)型的(de)流📞體(ti)動壓(ya)型軸(zhou)封系(xi)統通(tong)常⛷️由(you)3道串(chuan)聯機(ji)械密(mi)封和(he)1道停(ting)車☂️密(mi)封組(zu)成,通(tong)過降(jiang)壓裝(zhuang)置将(jiang)一❗回(hui)路系(xi)統壓(ya)力分(fen)配到(dao)❄️串聯(lian)👌的各(ge)級密(mi)封上(shang)面,從(cong)而降(jiang)低單(dan)級密(mi)封承(cheng)受的(de)壓力(li),增加(jia)主泵(beng)💜軸封(feng)長期(qi)運行(hang)的可(ke)靠性(xing)。通過(guo)三級(ji)降壓(ya),主泵(beng)第三(san)道密(mi)封之(zhi)後壓(ya)力降(jiang)低至(zhi)大氣(qi)壓。考(kao)慮到(dao)若主(zhu)泵第(di)三級(ji)密封(feng)洩漏(lou)🔅流流(liu)量過(guo)大,說(shuo)明💔密(mi)封可(ke)能已(yi)磨損(sun)或損(sun)壞,流(liu)量過(guo)小,則(ze)對密(mi)封面(mian)的散(san)熱和(he)潤滑(hua)不利(li),而影(ying)響軸(zhou)封壽(shou)命。因(yin)而在(zai)核電(dian)廠正(zheng)常運(yun)行工(gong)況下(xia)🏃🏻♂️,主🚶泵(beng)第三(san)級密(mi)封洩(xie)漏♉流(liu)的流(liu)量約(yue)爲5L./h左(zuo)右",當(dang)流🈲量(liang)達㊙️到(dao)50./h時.則(ze)需要(yao)産生(sheng)報警(jing)提醒(xing)操作(zuo)員。
2.2常(chang)用的(de)主泵(beng)第三(san)級密(mi)封洩(xie)漏流(liu)量測(ce)量方(fang)法
目(mu)前在(zai)多個(ge)核電(dian)廠(例(li)如秦(qin)山核(he)電)中(zhong),采用(yong)容積(ji)式🎯流(liu)量測(ce)♉量的(de)方法(fa),即通(tong)過液(ye)位儀(yi)表測(ce)量主(zhu)泵密(mi)封洩(xie)漏🌐流(liu)量在(zai)容器(qi)中的(de)變化(hua)速率(lü)來推(tui)算洩(xie)漏流(liu)量。測(ce)量示(shi)意圖(tu)如📐圖(tu)1所示(shi)💁。
容積(ji)式流(liu)量測(ce)量裝(zhuang)置一(yi)般由(you)容器(qi)(允許(xu)流人(ren)和流(liu)出)和(he)液位(wei)❓開關(guan)組成(cheng)。當正(zheng)常運(yun)行時(shi),容器(qi)内的(de)液位(wei)随液(ye)體流(liu)人和(he)流出(chu)速率(lü)的變(bian)化而(er)變化(hua):
式中(zhong)
a-容器(qi)下洩(xie)口的(de)面積(ji);
A一容(rong)器的(de)截面(mian)積;
f(t)一(yi)洩漏(lou)流的(de)瞬時(shi)流量(liang);
h(t)--容器(qi)内液(ye)位。
當(dang)流量(liang)增大(da)時,流(liu)人容(rong)器的(de)流量(liang)大于(yu)經容(rong)器下(xia)洩口(kou)流😍出(chu)的流(liu)量,容(rong)器内(nei)的液(ye)位開(kai)始.上(shang)升。當(dang)上升(sheng)至容(rong)器内(nei)的❗設(she)定點(dian)時,觸(chu)發液(ye)位開(kai)關動(dong)作,發(fa)生報(bao)警,表(biao)明第(di)三級(ji)洩漏(lou)流的(de)🌐流量(liang)過大(da)。若将(jiang)液位(wei)測量(liang)儀表(biao)由液(ye)位開(kai)關改(gai)爲液(ye)位變(bian)送器(qi)
,并配(pei)合數(shu)據采(cai)集和(he)處理(li)系統(tong),則可(ke)獲取(qu)洩漏(lou)流實(shi)時流(liu)量。
2.3熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)的适(shi)用性(xing)
考慮(lü)到容(rong)積式(shi)流量(liang)測量(liang)裝置(zhi)結構(gou)較複(fu)雜,安(an)裝維(wei)護和(he)校準(zhun)🚩不方(fang)便,有(you)必要(yao)在滿(man)足精(jing)度和(he)抗震(zhen).性能(neng)要求(qiu)🔞的前(qian)提下(xia)✌️,采用(yong)安裝(zhuang)和維(wei)護方(fang)便的(de)其他(ta)形式(shi)流量(liang)測量(liang)儀表(biao)🔴。熱式(shi)質量(liang)流量(liang)👉計已(yi)在氣(qi)體流(liu)量測(ce)量領(ling)域獲(huo)得了(le)成功(gong)的應(ying)用,具(ju)有無(wu)可動(dong)部件(jian)、壓損(sun)✂️小及(ji)量程(cheng)比寬(kuan)等特(te)點,例(li)如在(zai)核電(dian)廠的(de)通風(feng)系統(tong)中,已(yi)成功(gong)地替(ti)代皮(pi)托管(guan)成爲(wei)重要(yao)的測(ce)量方(fang)式。但(dan)在液(ye)位流(liu)量測(ce)量領(ling)域,熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)的應(ying)用仍(reng)具有(you)局限(xian)性。
由(you)式(2)可(ke)知,熱(re)絲的(de)熱散(san)失率(lü)與流(liu)體的(de)熱導(dao)率、比(bi)熱容(rong)、流速(su)和密(mi)度有(you)關。相(xiang)對于(yu)通風(feng)系統(tong)中的(de)空氣(qi)來🈲說(shuo),水✊是(shi)-種具(ju)有較(jiao)大比(bi)熱容(rong)、較大(da)密度(du)和熱(re)導率(lü)的介(jie)質。在(zai)㊙️相同(tong)的流(liu)速下(xia),水帶(dai)走🔴的(de)熱量(liang)遠大(da)于空(kong)氣,對(dui)于以(yi)恒定(ding)功率(lü)加🥰熱(re)熱端(duan)鉑電(dian)阻的(de)恒功(gong)率型(xing)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)🆚計,爲(wei)了适(shi)應水(shui)流量(liang)的測(ce)量,加(jia)熱電(dian)路🏃♂️會(hui)采用(yong)比較(jiao)💃高的(de)加熱(re)功率(lü)爲⛱️熱(re)端鉑(bo)電阻(zu)進行(hang)加熱(re);對于(yu)恒溫(wen)差型(xing)的熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji),爲了(le)維持(chi)兩個(ge)鉑電(dian)阻之(zhi)間恒(heng)定的(de)溫差(cha),加熱(re)電路(lu)同樣(yang)會處(chu)于比(bi)較高(gao)的加(jia)熱功(gong)率狀(zhuang)态下(xia),且加(jia)熱功(gong)率将(jiang)随水(shui)流量(liang)的增(zeng)大而(er)增大(da)。因而(er),無論(lun)是恒(heng)功率(lü)型還(hai)是恒(heng)溫差(cha)型,加(jia)熱功(gong)🥰率的(de)提高(gao)會對(dui)流量(liang)計的(de)安全(quan)性和(he)壽命(ming)有💞很(hen)大的(de)影響(xiang),也使(shi)其應(ying)用環(huan)🐅境造(zao)成一(yi)定的(de)局限(xian)性。而(er)恒比(bi)率式(shi)流量(liang)計由(you)于通(tong)🐪過調(diao)節🛀施(shi)加在(zai)熱端(duan)熱電(dian)阻上(shang)的加(jia)熱電(dian)流,使(shi)熱端(duan)熱電(dian)阻的(de)阻值(zhi)與冷(leng)端熱(re)電阻(zu)的阻(zu)值成(cheng)一恒(heng)定💋比(bi)率,因(yin)🌐而同(tong)恒溫(wen)差式(shi)流量(liang)計相(xiang)比,在(zai)測量(liang)相同(tong)流速(su)流體(ti)的情(qing)況下(xia),恒比(bi)率式(shi)流量(liang)計熱(re)端鉑(bo)電阻(zu)的加(jia)熱電(dian)流要(yao)小于(yu)恒溫(wen)差式(shi),因而(er)其加(jia)熱功(gong)率不(bu)會過(guo)高而(er)産生(sheng)儀表(biao)安全(quan)性和(he)使用(yong)壽命(ming)方面(mian)的不(bu)⛹🏻♀️利影(ying)響。對(dui)于主(zhu)泵第(di)三級(ji)密封(feng)洩漏(lou)流這(zhe)種🔞微(wei)小流(liu)量的(de)測量(liang),相對(dui)于恒(heng)功率(lü)式和(he)恒溫(wen)差式(shi),恒比(bi)率式(shi)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計具(ju)有🔞更(geng)好的(de)應用(yong)價值(zhi),然而(er)對于(yu)較大(da)液體(ti)流量(liang)的測(ce)量則(ze)并不(bu)适用(yong)。恒比(bi)率式(shi)流量(liang)計的(de)熱端(duan)🔴鉑電(dian)阻加(jia)熱電(dian)流Ih與(yu)介質(zhi)質量(liang)流量(liang)m的關(guan)系爲(wei):
式中(zhong)Ap-一流(liu)體流(liu)經管(guan)道的(de)截面(mian)積;
As一(yi)傳感(gan)器參(can)與熱(re)交換(huan)部分(fen)的表(biao)面積(ji);
C1、C2一通(tong)過校(xiao)準确(que)定的(de)常數(shu);
d一熱(re)電阻(zu)傳感(gan)器直(zhi)徑;
k一(yi)流體(ti)熱導(dao)率;
Ls一(yi)傳感(gan)器損(sun)耗能(neng)量的(de)因數(shu);
n一校(xiao)準過(guo)程中(zhong)通過(guo)回歸(gui)确定(ding)的指(zhi)數;
Pr一(yi)流體(ti)的普(pu)朗特(te)數;
Rc一(yi)冷端(duan)鉑電(dian)阻阻(zu)值;
Rco一(yi)冷端(duan)鉑電(dian)阻在(zai)0℃時的(de)阻值(zhi);
RH一熱(re)端鉑(bo)電阻(zu)阻值(zhi);
RH0一熱(re)端鉑(bo)電阻(zu)在0C時(shi)的阻(zu)值;,
r一(yi)恒比(bi)率參(can)數(自(zi)加熱(re)系數(shu)),r=
a一鉑(bo)電阻(zu)的參(can)數。
2.3.1基(ji)本性(xing)能
熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)作爲(wei)一種(zhong)直接(jie)測量(liang)質量(liang)流量(liang)的智(zhi)能型(xing)流量(liang)🔴儀表(biao),具有(you)結構(gou)簡單(dan)、體積(ji)小、數(shu)字化(hua)程度(du)高❌及(ji)安裝(zhuang)方便(bian)等優(you)點👅。熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)的.測(ce)量精(jing)度一(yi)般約(yue)爲±1%,重(zhong)複性(xing)爲±0.2%;量(liang)程比(bi)寬可(ke)達100:1,最(zui)高可(ke)達1000:1;在(zai)-40~60℃的環(huan)境溫(wen)度下(xia)可✏️正(zheng)常工(gong)作🌏;可(ke)耐受(shou)3MPa或更(geng)高的(de)管道(dao)壓力(li);允許(xu)介質(zhi)工作(zuo)溫度(du)-70~400℃;允許(xu)被測(ce)液體(ti)的流(liu)速爲(wei)0~4m/s;支持(chi)HART協議(yi)。另外(wai),具有(you)壓損(sun)小🐇、直(zhi)管段(duan)要求(qiu)低和(he)允許(xu)動态(tai)修正(zheng)的特(te)點,其(qi)響應(ying)時間(jian)較長(zhang),未采(cai)用特(te)殊設(she)計時(shi)可達(da)幾秒(miao)。熱🚩式(shi)質量(liang)流量(liang)計具(ju)☂️有☂️一(yi)體式(shi)和分(fen)體式(shi)兩種(zhong).結構(gou),在累(lei)積輻(fu)照劑(ji)量較(jiao)大區(qu)域,可(ke)采🍓用(yong)分體(ti)式流(liu)量計(ji)進行(hang)測量(liang),信号(hao)處理(li)部分(fen)布置(zhi)于累(lei)積輻(fu)照劑(ji)量較(jiao)小區(qu)域📱。
主(zhu)泵第(di)三級(ji)密封(feng)洩漏(lou)流正(zheng)常工(gong)況下(xia)在5L/h左(zuo)右,達(da)到50L/h時(shi)報警(jing)😍,不用(yong)于過(guo)程控(kong)制。在(zai)電廠(chang)正常(chang)運行(hang)工況(kuang)下,測(ce)點所(suo)在區(qu)域的(de)環境(jing)溫度(du)約爲(wei)50℃以下(xia),工作(zuo)壓力(li)小于(yu)0.6MPa,工作(zuo)溫度(du)小👨❤️👨于(yu)100℃,要求(qiu)測量(liang)範圍(wei)的量(liang)🤟程比(bi)約爲(wei)30:1,屬于(yu)非1E級(ji)測點(dian)。因此(ci),就測(ce)量要(yao)求而(er)言,熱(re)式質(zhi)量流(liu)量♋計(ji)适用(yong)于主(zhu)🆚泵第(di)三級(ji)密封(feng)洩漏(lou)流量(liang)的測(ce)量。
2.3.2抗(kang)震性(xing)能
由(you)于主(zhu)泵第(di)三級(ji)密封(feng)洩漏(lou)流測(ce)點位(wei)于安(an)全殼(ke)内,周(zhou)圍存(cun)在1E級(ji)儀表(biao)和核(he)級管(guan)道,盡(jin)管測(ce)點本(ben)身不(bu)需要(yao)在設(she)計基(ji)準事(shi)件工(gong)況下(xia)執行(hang)功能(neng),但不(bu)應對(dui)其他(ta)需要(yao)執行(hang)功💃🏻能(neng)的設(she)備或(huo)儀表(biao)造成(cheng)損害(hai),因而(er)用于(yu)該測(ce)點的(de)儀表(biao)應🚶♀️滿(man)足抗(kang)震要(yao)求,在(zai)SSE地震(zhen)載荷(he)下🔞,滿(man)足結(jie)構完(wan)🌈整性(xing)的要(yao)求,避(bi)免放(fang)射性(xing)💃🏻物質(zhi)經儀(yi)表✏️破(po)口向(xiang)環境(jing)釋放(fang)以及(ji)對周(zhou)圍1E級(ji)儀表(biao)和核(he)級設(she)備産(chan)生潛(qian)在危(wei)害。
熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)結構(gou)簡單(dan),除進(jin)行抗(kang)震試(shi)驗外(wai),抗👣震(zhen)🈲分析(xi)📞亦✔️可(ke)用于(yu)分析(xi)其抗(kang)震性(xing)能。在(zai)抗震(zhen)分析(xi)中,需(xu)要重(zhong)點對(dui)薄🍓弱(ruo)部位(wei)進行(hang)應力(li)分析(xi),通常(chang)包括(kuo)傳感(gan)器與(yu)管道(dao)相交(jiao)的節(jie)點處(chu)、螺紋(wen)連接(jie)處及(ji)法蘭(lan)連接(jie)處等(deng)位置(zhi)。
對某(mou)一型(xing)号熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)進行(hang)抗震(zhen)分析(xi),取三(san)向👨❤️👨峰(feng)值加(jia)速度(du)爲6g。通(tong)過應(ying)力分(fen)析表(biao)明,流(liu)量計(ji)的第(di)一-階(jie)自振(zhen)頻率(lü)大于(yu)33Hz,在地(di)震載(zai)荷作(zuo)用下(xia),薄弱(ruo)部位(wei)的計(ji)算♊應(ying)力值(zhi)均小(xiao)于規(gui)定的(de)應力(li)限值(zhi),從而(er)認爲(wei)其在(zai)SSE地震(zhen)載荷(he)下,結(jie)🌈構完(wan)整性(xing)可以(yi)得到(dao)🌐保證(zheng)。
2.3.3耐輻(fu)照性(xing)能
因(yin)主泵(beng)第三(san)級密(mi)封洩(xie)漏流(liu)測點(dian)位于(yu)安全(quan)殼内(nei),在電(dian)廠正(zheng)常運(yun)行工(gong)況下(xia),探頭(tou)所處(chu)的環(huan)境具(ju)有一(yi)定的(de)電離(li)輻射(she)存在(zai)。因而(er),用💯于(yu)該測(ce)點的(de)儀表(biao)應能(neng)經受(shou)--定的(de)累積(ji)輻照(zhao)劑量(liang)而測(ce)量結(jie)果仍(reng)在要(yao)求的(de)測量(liang)精度(du)範圍(wei)内。目(mu)前,對(dui)于儀(yi)表🔞的(de)耐輻(fu)照🚶♀️性(xing)能,主(zhu)要采(cai)用試(shi)驗法(fa)進行(hang)驗證(zheng)。
對某(mou)一型(xing)号分(fen)體式(shi)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計探(tan)頭進(jin)行耐(nai)輻照(zhao)試驗(yan)🌂,輻射(she)源采(cai)用钴(gu)-60,試驗(yan)時間(jian)持續(xu)40h以上(shang),累積(ji)輻照(zhao)劑量(liang)約2x104Gy,輻(fu)照後(hou)❗進行(hang)功能(neng)試驗(yan),流量(liang)計的(de)輸出(chu)🔞維持(chi)在測(ce)量精(jing)度範(fan)圍内(nei),表明(ming)該型(xing)流量(liang)計可(ke)以經(jing)受若(ruo)幹年(nian)的累(lei)積輻(fu)♈照劑(ji)量而(er)❌不損(sun)壞。
2.3.4安(an)裝
爲(wei)便于(yu)安裝(zhuang)和維(wei)護,流(liu)量計(ji)可采(cai)用法(fa)蘭-法(fa)蘭連(lian)接💁的(de)✔️形式(shi)。在🔞一(yi)般情(qing)況下(xia),爲了(le)滿足(zu)測量(liang)精度(du),熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計✔️對(dui)于前(qian)後直(zhi)管段(duan)的要(yao)求較(jiao)高,部(bu)分型(xing)号的(de)流量(liang)計要(yao)求的(de)直管(guan)段長(zhang)度可(ke)達到(dao)前15D、後(hou)5D以上(shang)。但由(you)于流(liu)量計(ji)允許(xu)動态(tai)修正(zheng),經過(guo)标定(ding)和修(xiu)正後(hou),可📐降(jiang)低熱(re)式質(zhi)🐆量流(liu)量計(ji)的前(qian)後直(zhi)管段(duan)👉要求(qiu)。對于(yu)主泵(beng)第三(san)級密(mi)🏃♀️封🏒洩(xie)漏流(liu)的測(ce)量☎️,熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)可滿(man)足安(an)裝和(he)維護(hu)要求(qiu)。
2.4水流(liu)量測(ce)量試(shi)驗驗(yan)證
熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)在出(chu)廠前(qian)均經(jing)過出(chu)廠标(biao)定,以(yi)确保(bao)其性(xing)能滿(man)足要(yao)求。此(ci)外,爲(wei)了驗(yan)證流(liu)量計(ji)在主(zhu)泵⛹🏻♀️第(di)三🤞級(ji)密封(feng)洩漏(lou)流量(liang)測👄量(liang)場合(he)的适(shi)用性(xing),搭建(jian)了♊模(mo)拟試(shi)👣驗裝(zhuang)置如(ru)圖2所(suo)🌈示。試(shi)驗裝(zhuang)置由(you)玻璃(li)轉子(zi)流量(liang)計、壓(ya)力表(biao)、Swagelok計量(liang)閥📧和(he)管道(dao)組成(cheng)。流量(liang)計🏃♀️探(tan)頭安(an)裝在(zai)壓力(li)表和(he)閥門(men)之間(jian),測量(liang)信号(hao)通過(guo)😍電纜(lan)送至(zhi)流量(liang)計的(de)數據(ju)處🌈理(li)單元(yuan),并最(zui)終在(zai)顯示(shi)儀上(shang)進行(hang)顯🎯示(shi)。計量(liang)閥用(yong)于調(diao)節試(shi)驗裝(zhuang)置的(de)流📱量(liang),玻璃(li)轉子(zi)流量(liang)計測(ce)得的(de)結果(guo)作♍爲(wei)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計測(ce)量結(jie)果的(de)參考(kao),壓力(li)表用(yong)于試(shi)驗裝(zhuang)置試(shi)驗過(guo)程壓(ya)力的(de)測量(liang)。
由于(yu)主泵(beng)第三(san)級密(mi)封洩(xie)漏流(liu)的流(liu)量在(zai)正常(chang)運行(hang)㊙️工況(kuang)下約(yue)爲5L/h左(zuo)右,當(dang)達到(dao)50L/h時需(xu)要發(fa)出報(bao)警。因(yin)此,試(shi)驗點(dian)可适(shi)當取(qu)爲5L/h以(yi)👅下、5L/h、5~50L/h和(he)50L/h以上(shang)。通過(guo)調節(jie)計量(liang)閥達(da)🧡到各(ge)選取(qu)試驗(yan)點的(de)流量(liang),将熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)的測(ce)量結(jie)果與(yu)玻璃(li)轉子(zi)❤️流量(liang)計測(ce)🐪量結(jie)果進(jin)行對(dui)比,結(jie)果顯(xian)示,熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)的結(jie)果與(yu)玻璃(li)轉子(zi)流量(liang)計的(de)結果(guo)是相(xiang)符的(de)。
2.5布置(zhi)設計(ji)
采用(yong)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計替(ti)代容(rong)積式(shi)流量(liang)測量(liang)裝置(zhi)測量(liang)主🔴泵(beng)第三(san)級密(mi)封洩(xie)漏流(liu)量,對(dui)于簡(jian)化洩(xie)漏流(liu)管道(dao)布置(zhi)和儀(yi)表安(an)✂️裝具(ju)有一(yi)定的(de)積極(ji)作用(yong)。然而(er)爲了(le)确保(bao)流量(liang)計正(zheng)常✌️工(gong)作,以(yi)及安(an)裝‼️和(he)維護(hu)方便(bian),流量(liang)計的(de)布置(zhi)也需(xu)要采(cai)取一(yi)些措(cuo)施。一(yi)般洩(xie)漏流(liu)🔅管道(dao)的通(tong)徑采(cai)用DN25mm,由(you)于洩(xie)漏流(liu)量小(xiao),在電(dian)廠運(yun)行過(guo)程中(zhong),可能(neng)出現(xian)洩漏(lou)流管(guan)道内(nei)介質(zhi)不滿(man)管的(de)情況(kuang),這一(yi)情況(kuang)對于(yu)流🔞量(liang)計的(de)測量(liang)是不(bu)利的(de)。爲了(le)滿足(zu)流量(liang)計測(ce)量條(tiao)件,采(cai)😍取如(ru)下措(cuo)施:熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji)自帶(dai)管道(dao)采用(yong)通徑(jing)較小(xiao)的管(guan)💋道,如(ru)DN8mm,與洩(xie)漏流(liu)管道(dao)通過(guo)異徑(jing)接頭(tou)進🤩行(hang)連接(jie);在流(liu)量計(ji)F遊适(shi)當位(wei)置設(she)🎯置一(yi)段向(xiang)上的(de)坡度(du)後再(zai)向下(xia)接至(zhi)下洩(xie)管道(dao),替代(dai)直接(jie)向下(xia)接至(zhi)下洩(xie)管道(dao)的做(zuo)💞法。通(tong)過上(shang)述措(cuo)施,避(bi)免洩(xie)漏流(liu)管道(dao)内出(chu)現介(jie)質不(bu)滿管(guan)的情(qing)況。另(ling)外,流(liu)量計(ji)與管(guan)道采(cai)用法(fa)📞蘭安(an)裝,以(yi)簡化(hua)安裝(zhuang)和維(wei)護。
3結(jie)束語(yu)
盡管(guan)熱式(shi)質量(liang)流量(liang)計的(de)響應(ying)時間(jian)較慢(man),但對(dui)于核(he)🈚電廠(chang)中對(dui)響👌應(ying)時間(jian)要求(qiu)不高(gao)的液(ye)體微(wei)小流(liu)量測(ce)量場(chang)✔️合,它(ta)提供(gong)⭐了另(ling)外一(yi)種選(xuan)擇。除(chu)熱擴(kuo)散式(shi)質量(liang)流量(liang)計🧑🏽🤝🧑🏻外(wai),近些(xie)年出(chu)現了(le)基于(yu)珀爾(er)帖效(xiao)應的(de)制冷(leng)型熱(re)式質(zhi)量流(liu)量計(ji),對于(yu)液體(ti)流量(liang)的測(ce)量,也(ye)表現(xian)出一(yi)定的(de)适⭐用(yong)性。新(xin)型儀(yi)表的(de)出現(xian),爲過(guo)程測(ce)量提(ti)♋供了(le)新的(de)方法(fa),但其(qi)實際(ji)應用(yong)需基(ji)于充(chong)分地(di)分析(xi)和驗(yan)證。
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