核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及核电站汽水分离再热系统液位测量领域，更具体地说，本实用新 型涉及一种核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计。
【背景技术】
[0002] 压水堆核电站蒸汽发生器产生的新蒸汽为饱和蒸汽，新蒸汽进入高压缸做功，湿 度不断增大;为降低高压缸排汽蒸汽湿度，提高低压缸入口蒸汽的品质，进而达到保护低压 缸末级叶片及提高机组效率的目的，在高压缸排汽管道上增设汽水分离再热器(Moisture Separator Reheater，以下简称MSR)。
[0003] MSR接收来自汽轮机高压缸的排汽，去除湿蒸汽中的水分并利用主蒸汽及高压缸 抽汽对高压缸排汽进行再热，使之成为过热蒸汽，送入中、低压缸做功。MSR进、排汽口与高、 中压缸或者高、低压缸的汽空间直接相连，因此需要严格控制MSR壳体的水位状态，防止汽 轮机进水，避免出现汽轮机进水导致转轴形变等重大安全事故。
[0004] MSR壳体底部设置有V型汽水分离片，高压缸排汽中的水分通过V型分离片从水蒸 汽中分离出来，分离的疏水通过MSR壳体底部的疏水管排入疏水箱。为防止汽轮机进水，还 在MSR壳体底部设置有浮子式液位计，当液位计测到MSR壳体底部的液位达到设定值后，液 位计将触发汽轮机跳机保护。
[0005] 在已知核电站汽水分离再热系统中，浮子式液位计的上端通过上连通管连接MSR 汽测，底部通过下连通管连接MSR底部疏水管，液位计浮球置于测量筒中。在稳态运行工况 下，上述浮子式液位计可正确检测MSR底部的液位情况。但是，在瞬态甩负荷工况下，由于 MSR汽测压力瞬时下降，MSR疏水箱及疏水管道内的饱和疏水将发生大幅闪蒸，闪蒸蒸汽通 过液位计的下连通管进入测量筒，进而将测量筒内的浮球顶起，导致浮球触发液位计信号， 引起跳机连锁反应。而实际上，MSR底部的液位并未真实升高，也就是说，液位计因虚假液位 而误动作，引起了不必要的跳机连锁反应，影响了核电站的正常运行，以致给国家财产造成 了损失。
[0006] 有鉴于此，确有必要一种提供能够解决上述问题的核电站汽水分离再热系统用浮 子式液位计。 【实用新型内容】
[0007] 本实用新型的目的在于:提供一种抗干扰能力较高的核电站汽水分离再热系统用 浮子式液位计，以降低瞬态工况下MSR汽测压力快速变化引发液位计误动作的风险，保证核 电站的正常、经济运行。
[0008] 为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种核电站汽水分离再热系统用 浮子式液位计，其包括测量筒、浮球、磁性执行器、上连通管、下连通管和平衡管;浮球置于 测量筒中，测量筒的上端通过上连通管连接汽水分离再热器的汽测，底部通过下连通管连 接汽水分离再热器底部的疏水管;平衡管连接在测量筒的上端和下端之间。
[0009] 优选地，所述平衡管的上端接入上连通管的下端，借助上连通管接入测量筒的上 端，与测量筒的上部空间连通。
[0010] 优选地，所述平衡管的下端接入下连通管的上端，借助下连通管接入测量筒的底 部，与测量筒的下部空间连通。
[0011 ] 优选地，所述平衡管的内径为17~7 3mm。
[0012] 优选地，所述平衡管的内径优选为42~60mm。
[0013] 优选地，所述磁性执行器安装在测量筒的顶部。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计通过在测 量筒的上下端之间增加一根平衡管，平衡了测量筒中浮球上下方的压力差，因此对MSR汽测 压力突变时引发的虚假液位有较强的抗干扰能力，从而有效解决了浮子式液位计在MSR汽 测压力突变时引发误动作的问题，保证了核电站汽水分离再热系统的正常运行，取得了显 著的经济效益。
【附图说明】
[0015] 下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型核电站汽水分离再热系统用浮子式 液位计及其有益效果进行详细说明。
[0016] 图1为本实用新型核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计的安装结构示意图。
【具体实施方式】
[0017] 为了使本实用新型的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图 和【具体实施方式】，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具 体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
[0018] 请参阅图1，本实用新型核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计包括测量筒1、 浮球2、磁性执行器3、上连通管4、下连通管5及平衡管6。
[0019] 测量筒1的上端通过上连通管4连接MSR的汽测，底部通过下连通管5连接MSR底部 的疏水管32。浮球2置于测量筒1中，磁性执行器3安装在测量筒1的顶部。
[0020] 由于核电站MSR壳体的疏水为饱和水，瞬态工况下MSR壳体内压力迅速降低，浮子 式液位计的测量筒1内的上部空间压力也将随着MSR壳体压力下降而快速降低;与之相对的 是，测量筒1的底部与疏水管32相接，其下部空间压力因为传递速度的关系降低较慢。也就 是说，瞬态工况会导致测量筒1上下部空间的压力出现较大的偏差。
[0021] 为了避免压差导致浮球2误动作，本实用新型在测量筒1的上下端之间增设了一根 平衡管6。平衡管6连接在测量筒1的上端和下端之间，使得测量筒1的上下部空间导通，因此 能平衡测量筒1上下部空间的压力差，从而有效降低浮球2的误动作风险。具体来说，平衡管 6的上端接入上连通管4的下端，从而借助上连通管4接入测量筒1的上端，与测量筒1的上部 空间连通;平衡管6的下端接入下连通管5的上端，从而借助下连通管5接入测量筒1的底部， 与测量筒1的下部空间连通。
[0022]平衡管6的设置跟系统参数相关，根据核电站MSR的运行参数变化情况，在瞬态工 况下，MSR汽侧压力压降大于初压40%。因浮球2在测量筒1的底部，为避免闪蒸蒸汽将其冲 开，则浮球2上下方的压差应小于浮球的重力，因此，平衡管6的内径可以按照以下方法计 算：
[0023] 1)闪蒸蒸汽通过下连通管5进入浮球测量装置内，所以下连通管5内的蒸汽临界流 速为：
[0024]
[0025]式（1)中，Wc为临界流速，单位m/s; ρο为始端滞止压力，单位Pa; νο为始端滞止比容， 单位m3/kg; k为绝热指数；
[0026] 2)下连通管5的蒸汽质量流量为：
[0027] G5=ffcXp3i(D5/1000)2/4式（2);
[0028]式(2)中，G5为下连通管5的临界质量流量，单位kg/s;P为流体密度，单位kg/m3;D 5 为下连通管5的内径，单位mm;
[0029] 3)平衡管6内的蒸汽流速为：
[0030]
[0031]式(3)中，W6为平衡管6内的蒸汽流速，单位m/s;D6为平衡管6的内径，单位mm;
[0032] 4)平衡管6的阻力为：
[0033]
[0034] 式(4)中，ξ*为管道总阻力系数;λ为管道摩擦系数;L为管道总展开长度(包括附件 长度），单位为m; Σ ξ:为管道总局部阻力系数；
[0035] 5)平衡管动压力为：
[0036]
[0037] 式(5)中，Pd为动压力，单位bar;
[0038] 6)平衡管上下部空间差压为：
[0039] AP = |tXPd---式（6)。
[0040] 按照式（1)~(6)，根据浮球重力，可以得到平衡管6的上下压差临界值ΔΡ，根据通 用布置方法得到U，并计算得到临界条件下平衡管6的内径D 6，根据管道标准，选取对应的管 道做为平衡管6。根据实际情况，本实用新型所使用平衡管6的内径为17mm~73mm，优选为 42mm~60mm〇
[0041 ]与现有技术相比，本实用新型核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计通过在测 量筒1的上下端之间增加一根平衡管6,平衡了测量筒1中浮球上下方的压力差，因此对MSR 汽测压力突变时引发的虚假液位有较强的抗干扰能力，从而有效解决了浮子式液位计在 MSR汽测压力突变时引发误动作的问题，保证了核电站汽水分离再热系统的正常运行，取得 了显著的经济效益。
[0042]在核电站中进行的满负荷甩空载试验也表明，使用传统式浮子液位计时，MSR的6 个浮子式液位计基本均发生误触发现象，但使用本实用新型的浮子式液位计时，却均未被 误触发。
[0043]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实 施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施 方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。 此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实 用新型构成任何限制。
【主权项】
1. 一种核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计，包括测量筒、浮球、磁性执行器、上 连通管和下连通管;浮球置于测量筒中，测量筒的上端通过上连通管连接汽水分离再热器 的汽测，底部通过下连通管连接汽水分离再热器底部的疏水管;其特征在于:还包括一根平 衡管，平衡管连接在测量筒的上端和下端之间。2. 根据权利要求1所述的核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计，其特征在于:所述 平衡管的上端接入上连通管的下端，借助上连通管接入测量筒的上端，与测量筒的上部空 间连通。3. 根据权利要求1所述的核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计，其特征在于:所述 平衡管的下端接入下连通管的上端，借助下连通管接入测量筒的底部，与测量筒的下部空 间连通。4. 根据权利要求1所述的核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计，其特征在于:所述 平衡管的内径为17mm~73mm。5. 根据权利要求1所述的核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计，其特征在于:所述 平衡管的内径优选为42mm~60mm。6. 根据权利要求1所述的核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计，其特征在于:所述 磁性执行器安装在测量筒的顶部。
【专利摘要】本实用新型公开了一种核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计，其包括测量筒、浮球、磁性执行器、上连通管、下连通管和平衡管；浮球置于测量筒中，测量筒的上端通过上连通管连接汽水分离再热器(简称MSR)的汽测，底部通过下连通管连接汽水分离再热器底部的疏水管；平衡管连接在测量筒的上端和下端之间。与现有技术相比，本实用新型核电站汽水分离再热系统用浮子式液位计通过在测量筒的上下端之间增加一根平衡管，平衡了测量筒中浮球上下方的压力差，因此对MSR汽测压力突变时引发的虚假液位有较强的抗干扰能力，从而有效解决了浮子式液位计在MSR汽测压力突变时引发误动作的问题，保证了核电站汽水分离再热系统的正常运行，取得了显著的经济效益。
【IPC分类】G01F23/64
【公开号】CN205175516
【申请号】CN201520966811
【发明人】苏鸿, 陈齐平, 杨鹭翔, 胡安彬, 刘星, 司锐, 罗重奎, 王旭峰
【申请人】中广核工程有限公司, 中国广核集团有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月27日