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在核電廠循環(huán)水流量測量中,由于循環(huán)水管道管徑大,差壓式和電磁式流量計不適合測量大管徑的流體。
循環(huán)水流量計則可用于大管徑流體的流量測量,測量精度高,性能穩(wěn)定可靠,對流體不產(chǎn)生任何影響。由于在不同季節(jié)海水的溫度不同,冷卻效果也不一致,通過計算在不同季節(jié)所需要的循環(huán)水量,轉(zhuǎn)換成對應的循環(huán)水流量,便于進行循環(huán)水泵葉片角度的調(diào)節(jié)。
熱傳遞的基本公式:
φ=κ·A·△T
其中:φ為傳遞的熱量,κ為總導熱系數(shù),A為傳熱面積,△T為熱流體與冷流體之間的溫度差。
根據(jù)公式(4)可得知,流體介質(zhì)等不變的情況下,總導熱系數(shù)κ為常數(shù),傳熱面積A不變,在溫度差△T越大的情況下,并且冷卻流體數(shù)量不變,所傳遞的熱量? 就越多。當需要傳遞相同熱量φ 時,在溫度差△T增大的情況下,可以相應地減少冷卻流體的數(shù)量。對應到循環(huán)水系統(tǒng)中,在不同循環(huán)水溫度下,可以調(diào)節(jié)循環(huán)水流量,以達到帶走凝汽器中相同的能量,通過流體的流量值可以計算出相應的循環(huán)水泵葉片角度。
根據(jù)三門核電現(xiàn)場的實際情況,流量計主機安裝在汽輪機廠房,用于顯示和輸出測量結果;換能器安裝在管道外壁;前置測量單元安裝在現(xiàn)場的測量井,測量井與汽輪廠房相距200米左右,流量計主機與前置單元可通過通訊方式來交換數(shù)據(jù)。
循環(huán)水流量計安裝注意事項如下:
(1)固定常數(shù)的測量:由于超聲波換能器安裝在管道外壁,需要測量管道的壁厚,并計算出超聲波在管道壁中的傳播時間t;測量超聲波傳播方向與管道軸向的夾角θ以及兩個換能器間超聲波傳播的距離S。
(2)換能器的正確安裝:超聲波換能器的安裝位置需要滿足直管段*D/后5D的要求,由于循環(huán)水泵房距離汽輪機房較遠,中間距離可以滿足直管段要求,只需要選擇使用于安裝和檢修的位置即可;換能器探頭安裝處管壁表應光滑,保證探頭與管壁間沒有縫隙,以減少縫隙帶來的誤差;換能器應安裝牢固,并與管道外壁緊密安裝,防止換能器的移動,產(chǎn)生超聲波的衰減。
(3)換能器探頭安裝處管道內(nèi)壁清潔:由于流體為海水,在長期運行后,管道的內(nèi)壁會有一定的結垢產(chǎn)生,結垢會影響超聲波測量的準確性,在電廠停機后,需要對管道內(nèi)壁進行清潔工作,以減少結垢帶來的測量影響。
(4)安裝定位:在換能器固定后,需要使用瞄準工具將每對換能器超聲波發(fā)射方向進行定位,以減少超聲波傳播方向的偏差而引起的誤差。
(5)安裝后試驗:在換能器安裝和循環(huán)水進水前,需要進行無水試驗,檢測換能器的性能及電纜的完整性。具體方法:輕輕敲擊換能器發(fā)射面,在相應電纜的另一側用萬用表交流mV檔,測量電壓是否有波動產(chǎn)生,在安裝正確時應有電壓輸出。
三門核電廠循環(huán)水系統(tǒng)具有管徑大、流速低等特點,常規(guī)測量儀表難以準確測量其流量,進而無法快速調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的葉片角度,造成循環(huán)水泵電能的浪費。
通過簡單對比不同流量測量方法,并分析時差法循環(huán)水流量計的基本原理,說明了現(xiàn)場應用循環(huán)水流量計可行性和必要性,但相同冷卻效果所需的循環(huán)水流量及葉片角度的具體關系還需進一步的研究計算。在應用循環(huán)水流量計時,安裝過程中需掌握流量計的安裝注意事項,以減少外在因素對流量測量產(chǎn)生的誤差,提高流量計測量準確度,以便更加準確地調(diào)節(jié)循環(huán)水泵。
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