0簡(jiǎn)介

　　蒸發(fā)裝置和冷卻裝置是核電站硼回收系統(tǒng)和廢液收集處理系統(tǒng)的重要組成部分。蒸汽冷凝水平衡罐用于收集蒸汽冷凝水，并通過(guò)其液位控制保持冷卻器充滿冷卻液體。蒸汽冷凝水箱的液位控制對(duì)核電廠輔助工藝系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。由于核電站硼回收系統(tǒng)和廢液收集處理系統(tǒng)產(chǎn)生的氣體和液體具有放射性，蒸汽冷凝罐放置在禁止人員靠近或不易靠近的區(qū)域，這就要求儀表的安裝位置，測(cè)量?jī)x表應(yīng)安裝在放射性低、維修方便的區(qū)域。差壓式液位變送器因其性能穩(wěn)定、精度高、可分離安裝等優(yōu)點(diǎn)，在核電站液位測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。本文以某核電站蒸汽凝結(jié)水平衡罐液位測(cè)量為例，詳細(xì)闡述了蒸汽凝結(jié)水平衡罐差壓液位變送器的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，并對(duì)某核電站實(shí)際安裝調(diào)試中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析和改進(jìn)。

　　1蒸汽冷凝水平衡罐液位測(cè)量系統(tǒng)

　　1.1差壓液位變送器的測(cè)量原理

　　差壓變送器主要由差壓傳感器和變送器組成。

　　傳感器的差壓測(cè)量原理是：來(lái)自傳感器兩側(cè)壓力導(dǎo)向槽的壓力作用在傳感器兩側(cè)的隔離膜片上，并通過(guò)膜片中的密封液傳遞給測(cè)量元件。測(cè)量元件將測(cè)得的壓差轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)(4 ~ 20 mA信號(hào))輸出。差壓變送器：的工作原理是根據(jù)液體壓力計(jì)算公式(P=)通過(guò)特定的系統(tǒng)布置，將被測(cè)容器的液位測(cè)量轉(zhuǎn)換為差壓測(cè)量，再通過(guò)相應(yīng)的公式計(jì)算，計(jì)算出被測(cè)容器的實(shí)時(shí)液位值。差壓變送器主要有兩種應(yīng)用：常壓容器的液位測(cè)量和壓力容器的液位測(cè)量。

　　1.2蒸汽冷凝水平衡罐液位測(cè)量系統(tǒng)

　　凝結(jié)水平衡罐液位測(cè)量系統(tǒng)采用差壓液位測(cè)量原理，其系統(tǒng)設(shè)置如圖1流程圖所示。液位測(cè)量系統(tǒng)主要由儲(chǔ)罐013BA(壓力容器)、平衡容器、平衡容器供水管道及連接管、儀表根閥、差壓變送器405MN和壓力引線管道組成。液位測(cè)量裝置專門(mén)配有平衡容器，以避免差壓變送器氣體測(cè)量端蒸汽冷凝造成的誤差和高溫蒸汽對(duì)測(cè)量?jī)x表的損壞。工作過(guò)程和原理如下：平衡罐安裝在被測(cè)容器的上方，平衡罐的中部通過(guò)管道與冷凝罐上部的進(jìn)氣/進(jìn)液管道相連。系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行前，首先通過(guò)平衡罐頂部供水管道向平衡容器補(bǔ)水。當(dāng)平衡罐內(nèi)的液體超過(guò)連接管接口時(shí)，多余的液體自動(dòng)流入廢液儲(chǔ)罐，停止補(bǔ)水，保持平衡罐上部氣壓與廢液儲(chǔ)罐013BA上部氣壓一致。差壓變送器一端接廢液儲(chǔ)罐底部壓力接口(405VML閥)，另一端接平衡罐底部壓力接口(405VML閥)。根據(jù)差壓液位測(cè)量原理，將差壓變送器405MN實(shí)測(cè)的差壓值通過(guò)公式換算后，即可得到廢液儲(chǔ)罐013BA的實(shí)時(shí)液位。

　　2差壓式液位變送器的安裝和調(diào)試方法

　　2.1安裝液位測(cè)量?jī)x表

　　差壓變送器的正確標(biāo)準(zhǔn)安裝以及安裝方法相應(yīng)量程、上限、下限的計(jì)算和設(shè)定，決定了容器液位測(cè)量的正確性。在蒸汽冷凝水平衡罐：的液位測(cè)量中使用差壓式液位變送器時(shí)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

　　(1)傳感器(差壓變送器)的安裝高度應(yīng)低于0%容器液位；(2)平衡罐的安裝高度應(yīng)高于容器上部的源入口，容器與平衡罐之間的管道坡度應(yīng)至少保持2%，以保證平衡罐內(nèi)補(bǔ)充或冷凝的多余液體回流到容器內(nèi)，維持傳感器平衡罐測(cè)得的壓力恒定；(3)集裝箱上部的源端口應(yīng)高于集裝箱水平的100%；(4)從儀表根部閥到傳感器的壓力導(dǎo)管應(yīng)保持至少2%的向下坡度，這樣壓力導(dǎo)管罐中就不會(huì)聚集氣體；(5)傳感器應(yīng)安裝在輻射劑量低的區(qū)域(黃色區(qū)域、綠色區(qū)域或白色區(qū)域)，便于現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。

　　2.2液位測(cè)量?jī)x表的偏移計(jì)算

　　在蒸汽冷凝罐液位測(cè)量?jī)x的調(diào)試過(guò)程中，通過(guò)偏移計(jì)算將差壓變送器的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為實(shí)際液位值是調(diào)試的主要任務(wù)。以冷凝罐中的液位測(cè)量?jī)x表為例，下面介紹儀表的偏移計(jì)算方法(見(jiàn)圖2)。傳感器高壓側(cè)壓力高，低壓側(cè)壓力低。1是被測(cè)容器的介質(zhì)密度，2是平衡罐中的介質(zhì)濃度，L1是被測(cè)容器的液位值，L2是平衡罐液位到被測(cè)容器0液位的距離。p是傳感器在正常水位以下產(chǎn)生的固定壓力值和容器內(nèi)部的壓力值之和。

　　容器0%液位時(shí)的HP和LP計(jì)算如下：

　　容器100%液位時(shí)的HP和LP計(jì)算如下：

　　傳感器值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

　　由于傳感器的輸出mA值隨差壓的顯示值呈線性變化，根據(jù)上式可以得到傳感器 P值對(duì)應(yīng)的實(shí)際液位值。3現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試問(wèn)題的分析和處理某核電站蒸汽冷凝水平衡罐液位測(cè)量?jī)x表在調(diào)試過(guò)程中量程移位不到位，無(wú)法滿足測(cè)量要求。

　　3.1問(wèn)題分析

　　根據(jù)相關(guān)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪，冷凝罐和平衡容器中的液體為水，1和2的密度為998。35Kg/m  3，容器液位的測(cè)量范圍為0500mm，L2為1。1m，現(xiàn)場(chǎng)到達(dá)儀的大量程為6kPa。液位測(cè)量流程圖見(jiàn)圖1，偏移計(jì)算見(jiàn)圖2。

　　根據(jù)第二章，正常水位為0時(shí)，差壓變送器兩端壓差的*值達(dá)到*值。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，*大壓差約為11kPa，超出了現(xiàn)有儀器的測(cè)量范圍。通過(guò)分析，造成這種情況的原因是：儀控專業(yè)根據(jù)過(guò)程輸入條件選擇儀表。儀控專業(yè)接到系統(tǒng)專業(yè)輸入條件，需要測(cè)量013BA的液位，測(cè)量范圍為0 ~ 500 mm，設(shè)計(jì)人員不清楚差壓液位測(cè)量?jī)x表的安裝方法和測(cè)量原理。他沒(méi)有考慮儀表量程的選擇與儀表平衡罐的位置有關(guān)，只是根據(jù)工藝輸入條件進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得儀表不適合現(xiàn)場(chǎng)。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前掌握液位測(cè)量?jī)x表的測(cè)量原理和安裝方法，避免現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)問(wèn)題。

　　3.2問(wèn)題處理

　　通過(guò)以上分析，我們知道問(wèn)題是目前選用的差壓變送器量程小造成的，過(guò)程中的*大壓差與平衡罐的高度有關(guān)(即偏移計(jì)算書(shū)中的L2長(zhǎng)度)，L2長(zhǎng)度越小，對(duì)應(yīng)的*大壓差越小。那么，這個(gè)問(wèn)題：有兩個(gè)解決方案。

　　(1)更換儀表量程，選擇*大于11kPa的大量程儀表；(2)將平衡罐的高度降低500mm左右，使現(xiàn)有儀器能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的要求。

　　方案一主要涉及采購(gòu)周期，從儀器采購(gòu)到儀器到貨*不到三個(gè)月，而核電站建設(shè)周期和時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制嚴(yán)格，反饋問(wèn)題到下一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)只需要一個(gè)多月，為時(shí)已晚，暫不考慮該方案。

　　方案2需要考慮降低平衡罐高度的可能性?；谄胶夤迌?nèi)液體回流至013BA的原理，平衡罐至013BA上部出口管線的管線應(yīng)稍微水平敷設(shè)，因此當(dāng)平衡罐下降時(shí)，連接管線也應(yīng)同時(shí)下降。根據(jù)設(shè)備圖紙，013BA底部出口到設(shè)備頂部出口的距離約為550mm，方案可行。雖然現(xiàn)場(chǎng)管道和保溫層已經(jīng)安裝，但改變平衡罐的高度將涉及SED供水管道、平衡罐連接管道和拆除保溫層等。工作量很大，但為了滿足加載時(shí)間節(jié)點(diǎn)，*最終采用了這個(gè)方案。4結(jié)束語(yǔ)差壓式液位變送器已廣泛應(yīng)用于核電站蒸汽冷凝水平衡罐的液位測(cè)量。在各電站的運(yùn)行反饋中，這種液位測(cè)量方法運(yùn)行穩(wěn)定，測(cè)量精度高，易于維護(hù)，經(jīng)濟(jì)性高。但在安裝調(diào)試過(guò)程中，仍存在各種問(wèn)題，這就要求核電站的設(shè)計(jì)人員、安裝人員和調(diào)試人員對(duì)液位測(cè)量變送器的測(cè)量原理、安裝要求和遷移計(jì)算方法有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，以保證凝結(jié)水平衡罐液位的正確、準(zhǔn)確測(cè)量。