专利名称：组合式汽包水位取样装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及工业、电站锅炉汽包远传水位测量用的电极型水位计，差压型水位计共用的一种改进的水位取样装置-组合式汽包水位取样装置。它适用于汽水两相压力容器水位测量，尤其适用于锅炉汽包水位测量。
现有国内工业、电站锅炉汽包水位测量用的水位取样装置型式有汽包就地高水位计测量筒，电极水位计单容器测量筒，差压型水位计各类高位基准参比平衡容器等。上述测量筒和平衡容器的共同缺陷是存在室温散热引起的水柱密度误差;差压型高位基准参比类平衡容器还存在锅炉参数变化引起水位指示表“0”位飘移误差;高位基准带饱和段平衡容器还存在遇汽压骤降饱和段自沸腾汽化失水造成水位指示表暂态失准误差。国外一种名为[Hydrastep7]型双容器双纵列12个均布电极测量筒，虽无上述缺陷，但存在电极测量内筒结构不合理，双纵列电极布置方式难于在水位变动频繁的正常的“0”水位附近密集布置电极，直接影响汽包正常“0”水位附近测量精度。以上所述各类水位计的测量筒和平衡容器一般只适宜单独布置在汽包不同位置的水位取样孔上，由于锅炉在运行工况下汽包水位沿轴向各部位或横断面不同侧水位是不一致的，加上测量原理不同的各类水位计的测量筒和平衡容器误差规律不同，因此现有锅炉汽包多台水位计难于得到有两套能显示相同的且接近汽包真实水位的可靠水位计，运行人员难于判断汽包低水位计的误差或失准状态，这给锅炉运行人员判别和监控汽包水位带来盲目和困难，它会导致蒸汽品质恶化，热循环效率降低，甚至会危及汽轮机、锅炉主设备的安全。
本发明的任务是为锅炉汽包远传水位测量用的测量原理不同的电极型水位计、差压型水位计提供一种共用的几乎不存在室温散热引起的密度误差，不存在零位飘移误差(差压型)，不存在汽压骤降时仪表失准误差的组合式汽包水位取样装置。
本发明的解决方案如下主测量筒内充满从汽连通管伐15导入的汽包饱和汽，冷凝水汽引至下降管19，与汽包液向空间成水连通状的内筒体4中的水柱被连续加热可视为饱和水，它与汽包内理论重度饱和水位成静力学重量等位平衡状态，伸入内筒体4空间的电极18根据汽水导电率的差异分辨汽相或液相。位于主测量筒1内的零位基准管5中水柱也被加热成饱和状态，先假定它是维持恒位状态，则它与内筒体4中变化着的理论重度水位比较，其输出差压和水位转换关系式有△P＝-(Ho-H)(γw-γs)……(-)△P-输出差压Ho-水侧取样管中心至“O”水位高度H-饱和状态下汽包内理论重度水位γw-饱和水重度(不含汽泡)γs-饱和汽容重1、式中末出现受室温影响的变量(γa)表明△P不受室温影响。
2、当H＞Ho时，△P为正值，H＜Ho时△P为负值，当H＝Ho时△P＝0，这与我们的习惯称呼的汽包水位正、负、零水位一致且表明汽压变化在“0”水位时指示表“0”位不飘移。
3、当H为定值，则△P＝f(γw-γs)，表明汽压变化只引起水位表幅值变化，根据特点2、3，在差压水位指示表面版上均匀增刻几条等压水位示值线，可直接获得机械压力补偿功能。
为此，本发明采取的措施是在主测量筒1旁并列有付宽容器2、付宽容器2与零位基准管5相通，汽连络管8将主测量筒1与付宽容器2汽室连通，付宽容器2上部有与内筒体4相通的虹吸管3。
采取上述措施后，本发明的零位基准管恒位有三套自动保护，其保护原理简述如下①付宽容器2有园周和底部较大的室温冷却面积，且上部与主测量筒1连通，饱和汽在其中连续冷凝，冷凝水可补充付宽容器2、零位基准管5，余水经零位基准管5上端自溢恒位。
②当遇汽压中小幅度骤降时，零位基准管5中水柱与付宽容器2中水柱成静力学重量自由平衡状态，由于付宽容器2的横截面积数十倍于零位基准管5截面积，零位基准管5中的饱和水柱自沸腾汽化损失的水柱量得到付宽容器2降低一个微量高度乘其横截面积的水量补充，平衡后的零位基准管5中的水面比恒位面也低一个近似付宽容器2降低的一个微量高度，经一个过程冷凝水自补充后恢复恒位。
③当遇汽压大幅度骤降时，在重复上述补水过程的同时，由于汽压大幅度骤降，必然导致汽包水位急速上升至高水位，内筒体4内饱和水位随汽包水位同步急速上升，当水位超过虹吸高程时，虹吸管3实施从内筒体4中虹吸调水补充付宽容器2，进而使零位基管5水柱获得迅速补充恒位。由于虹吸管3内径比水连通管16内径小多倍，虹吸调水不影响内筒体4中水位应升至的高度，当汽压骤降停止，水位开始下降，虹吸管3延迟补水至水位低于虹吸进口时停止调水，因此虹吸补水既可靠又不过度。
为提高电极测量精度，本发明采取的另一种措施是对内筒体4进行改进，将内筒体4制成横断面呈曲多边形的带底变形管或者是由一种三根管平行并列布置且相互连通的带底组合状筒体，该筒体下部与汽包水相通，在筒体的周边安装有三纵列测量电极18，纵列各测量电极之最小垂直间距达15毫米，因此，缩短了测量电极18的各测量点的距离，使测量精度得到提高。
采取上述措施后，本发明可以有四种用途;任选其一均不影响准确度、可靠性，其四种用途是电极型水位计、差压型水位计联合使用;纯电极型水位计;纯差压型水位计;带电极报警、保护差压型水位计。
本发明的优点是电极、差压两套水位计能同步、准确可靠测得汽包内理论重度水位，几乎不存在室温散热引起的密度误差，不存在零位飘移误差(差压型)，不存在汽压骤降时仪表失准误差，具有显著的改善蒸汽品质和节能效果，可确保锅炉汽轮机主设备安全。
本发明的实施例如附图如示附
图1是结构示意图附图2是A-A视图附图3是B-B视图本发明包括有主测量筒1、内筒体4、零位基准管5、测量电极18、在主测量筒1旁并列有付宽容器2、付宽容器2与零位基准管5相通，汽连络管8将主测量筒1与付宽容器2汽室相通，付宽容器2上部连着与内筒体4相通的虹吸管3。零位基准管5的高度平汽包正常“0”水位，其下部由其准水头输出管7连通付宽容器2并接通到其准水头脉冲管12。付宽容器2的截面积多倍于零位基准管5的截面积，其贮水高度从汽包正常“0”水位向下有不少于零位基准管长度的2/3，付宽容器2与内筒体4相通的虹吸管3是从内筒体4中上段部位引出穿越主测量筒1，向上弯曲后下引至付宽容器2的上部汽室，虹吸管3的虹吸高度不超过最高水位，虹吸管3与内筒体4连接处的高度在报警水位附近。汽连络管8是在正常“0”水位以上连通付宽容器2汽室与主测量筒1。
内筒体4为曲多边形，内筒体4在本实施例中可制成两种，第一种是其横断面是曲多边形带底变形管，如附图3所示只采用一根变形管制成。另一种是由多根平行并列布置互相连通的带底组合状筒体组成，如附图2所示。在内筒体4的周边上安装有三纵列测量电极18，纵列各交错状测量电极之最小垂直距达15毫米。电极18固定于电极座17上，穿越由电极座17、主测量筒1壁、内筒体4壁组成的同心封闭状园形孔道伸入内筒体4的空间，每纵列电极设置数要视测量精度来定。
附图中1、主测量筒 2、付宽容器 3、虹吸管 4、内筒体 5、零位基准管 6、主测量筒底板 7、基准水头输出管 8、汽连络管 9、变化水头输出管 10、水连络短管 11、变化水头脉冲管 12、基准水头脉冲管 13、排泄管口 14、内筒底板 15、汽侧连通管伐 16、水侧连通管伐 17、电极座 18、测量电极 19、下降管 20、排泄管伐 21、汽包
权利要求
1.一种组合式汽包水位取样装置，包括有主测量筒1、内筒体4、零位基准管5、测量电极18，其特征在于在主测量筒1旁并列有付宽容器2，付宽容器2与零位基准管5相通，汽连络管8将主测量筒1与付宽容器2汽室连通，付宽容器2上部有与内筒体4相通的虹吸管3。
2.根据权利要求1所述的组合式汽包水位取样装置，其特征在于零位基准管5的高度平汽包正常“0”水位。
3.根据权利要求1所述的组合式汽包水位取样装置，其特征在于付宽容器2的截面积多倍于零位基准管5的截面积，付宽容器2的贮水高度从汽包正常“0”水位向下有不少于零位基准管5长度的2/3。
4.根据权利要求1所述的组合式汽包水位取样装置，其特征在于付宽容器2与内筒体4相通的虹吸管3是从内筒体4中上段部位引出穿越主测量筒1，向上弯曲后下引至付宽容品2的上部。
5.根据权利要求1或4所述的组合式汽包水位取样装置，其特征在于虹吸管3的虹吸高度不超过最高水位，虹吸管3与内筒体4连接处的高度在极警水位附近。
6.根据权利要求1所述的组合式汽包水位取样装置，其特征在于汽连络管8在正常“0”水位以上连通付宽容器2汽室与主测量筒1。
7.根据权利要求1所述的组合式汽包水位取样装置，其特征在于内筒体4为曲多边形，在其周边上安装有三纵列测量电极18，纵列交错状测量电极最小垂直间距达15毫米。
8.根据权利要求7所述的组合式汽包水位取样装置，其特征在于内筒体4可以是横断面呈曲多边形的带底变形管，也可以是由多根平行并列布置互相连通的带底组合状筒体组成。
全文摘要
本发明由三纵列双容器电极测量筒和零位基准恒位带保护平衡容器两项发明科学地组合在一起成为组合式汽包水位取样装置，可用于与电极显示仪和各类差压型仪表配套使用，测量汽水两相压力容器的理论重度水位，尤其适用于测量锅炉汽包理论重度水位和水位自动调节讯号，其优点是准确、可靠、可信，无室温误差，无零位飘移误差，适应锅炉变参数和全工况运行。具有显著的节能效果和安全意义。
文档编号G01F23/22GK1063936SQ9110064
公开日1992年8月26日 申请日期1991年1月30日 优先权日1991年1月30日
发明者成文章 申请人:成文章