第6章 核电站仪表流量测量.ppt

6.1 流量测量概述 伯努利方程和连续性方程 标准节流装置的压力损失 6.3 弯管流量计 原理及流量公式 稳定流动的流体经过弯管时，由于离心力的作用在弯管内、外侧壁上产生压力差。在弯曲中心最远与最近位置上测得的压力差的平方根正比于流速，即正比于流量。 应用：广泛用于反应堆流量测量。 注意：测堆冷却剂流量时，先用实际工作流体进行标定。如不进行标定，但精度要求达到3%-5%时，须测定弯管的曲率半径和弯头内径。 上下游有足够的直管段。 取压口在中央管径上弯曲的最外侧和最内侧，取压口直径大于 ，两个取压口对准。 特点： 弯管流量计在弯管内流动无障碍，所以没有压力损失，且安装方便，价格低廉。对介质条件要求低。 缺点是产生的压差小，是一种尚未标准化的仪表。由于许多装置上有不少的弯头，所以它是一种便宜的流量计。 弯头之间的差异限制了测量精度的提高，其精度约在±5 ％ ——±10 ％，重复性可达±1 ％ 结构：属于恒压降变截面积流量计 顺流流量计 定压差流量计 浮子流量计 恒压降流量计 组成： 变送器：涡轮、导流器、磁电转换器 指示积算器 壳体和导流器由不导磁材料制成。导流器的作用是支撑叶轮并导直流体的流动，以及减少流体自旋及涡旋干扰。 特点： 准确度高；动态性能好（时间常数为ms级）；频率输出，线性好； 对流速分布和粘度变化敏感，不易测量高粘以及脏污流体；适于水、轻质油、具有腐蚀性的溶液及空气、氧气等介质的流量测量。 有可动部件，有磨损问题，寿命不长。 原理： 涡轮机原理。 当变送器被安装在管道上时，涡轮就置于被测流体中，流体流动时冲击涡轮叶片使之转动，其转速代表了流体的流量。叶轮由导磁材料制成，当叶轮转动经过磁电转换器中的永久磁钢时，转换器中的磁路磁阻发生变化，在磁电转换器的线圈上感应出电势，其频率与转速成正比。 流量——转速的转换原理： 前提：不计叶轮转动时的摩擦阻力的影响，不计流体粘性阻力的影响，不计磁电感应器产生的感应电流所引起的电磁反作用力矩的影响。 注意事项： 被测流体必须洁净，防止叶片被卡和减少轴与轴承的摩擦。（过滤器） 被测流体的粘度和密度必须与仪表刻度标定时的流体粘度和密度相同，否则重新标定。 安装方式要求与校验情况相同。进出口不能接反，水平安装，前后直管段。（整流器） 依据：法拉第电磁感应定律，测量管道内的流动的导电液体（等效于许多连续的导电薄圆盘）做垂直于磁场的运动，产生感应电动势，电势大小与流量相关。 磁场： 恒定磁场：适于测量时不易产生极化现象的非电解液； 交变磁场：工业用的大部分形式（可减小极化现象）。 垂直安装，且被测流体是自下而上流动。也可水平安装，但要保证测量导管充满液体。 直管段。旁路管。信号线要单独穿入，用屏蔽线。 测量导管应由非导磁的高阻材料制成。不锈钢、玻璃钢、具有高电阻率的铝合金。 用不锈钢等导电材料做导管时，测量导管内壁及内壁与电极之间必须有绝缘衬里，以防感应电势被短路。 当超声波由一种介质入射到另一种介质时，由于在两种介质中的传播速度不同，在介质界面上会产生反射、折射和波形转换等现象。近三十年来，超声波检测技术在工业领域中的应用于其他无损检测的手段相比，发展很快。主要用于物位检测、厚度检测、金属探伤等，医学上的超声检查、超声清洗。 原理：超声波入射到管道流体中，顺流传播速度与逆流传播速度之差与流体的流速有确定的对应关系。 传播速度测量方法：时间差法、相位差法、频率差法 对流体而言： 非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体。（高温、高压、防爆、强腐蚀等） 测量大管径流量 不用在流体中安装测量元件，故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力。 仪表的安装检修不影响生产运行。 被测流体中的汽泡、未充满的空气层、泵及其它声源所混入的超声杂音会干扰测量。 涡街产生原理：当流体流动受到一个垂直于流动方向的非流线形柱体的阻碍时，柱体的下游两侧会发生明显的旋涡，成为卡门涡列，涡列的形成与流体雷诺数有关。 数量关系：当ReD=200~50000时： 特点： 优点：无可动部件，寿命长；准确度高，线性范围宽；量程范围宽（100：1）；压力损失小；不受P、t、η、ρ等流体参数变化的影响；气、液均可以使用，可用于大口径管道的气液测量。 缺点：干扰引起的流量振荡时影响较大。 热电阻法（P脉动）： 把圆柱做成空心，中间放入一个加热的电阻丝，在隔板层开几个导压孔，当一侧产生涡列时，P变化（脉动），另一侧未变，所以流体经过导压孔突然流过电阻丝，使之冷却，温度降低，电阻减小，另一侧再产生涡列时，流体反而再次冷却，电阻减小，测出电阻下降的次数就可以推出f。 热敏电阻法（灵敏度高）： 在