摘要(yao)：通過對(duì)福清核(hé)電廠1,2#機(jī)組的在(zài)線流量(liàng)儀表 應(ying)用情況(kuàng)進行學(xué)習和總(zong)結，分析(xī)核電廠(chang)在線流(liu)量儀表(biǎo)🈲選型設(she)計的注(zhù)意事項(xiang)，給出了(le)核電廠(chǎng)中在線(xian)流量儀(yí)表選型(xíng)🌂設計的(de)要點和(he)難點。在(zai)現行的(de)核安全(quán)法規要(yào)求下對(dui)于後續(xu)新建💁核(hé)電廠在(zài)線流量(liang)儀表選(xuǎn)型設計(jì)具有一(yī)定的指(zhi)導意義(yi)。
0引言
　　流(liu)量測量(liang)在核電(dian)廠監控(kòng)系統中(zhong)具有舉(ju)足輕重(zhong)的作用(yong)。與其它(ta)熱工檢(jiǎn)測儀表(biao)相比，在(zai)線流量(liang)測量技(jì)術和儀(yi)表🤞類型(xing)更多樣(yang)，選型設(shè)計更複(fu)雜。福清(qing)核電廠(chǎng)1,2#機組🌐（主(zhu)輔系統(tong)）使用了(le)421塊在線(xiàn)流量計(jì)，包含了(le)節流裝(zhuang)置（ 孔闆(pǎn)流量計(ji) 和文丘(qiu)裏）、浮子(zǐ)、容積式(shi)、 電磁流(liu)量計 、 渦(wō)街流量(liàng)計 和 超(chāo)聲波流(liu)量計 六(liù)大類型(xing)，涉及多(duo)種工況(kuàng)，各種類(lèi)型所占(zhàn)比例分(fen)布如圖(tu)1所示。本(běn)文從在(zài)線流量(liang)計可測(ce)性和可(ke)靠性對(duì)流量💜儀(yí)表選型(xíng)設計注(zhù)意❄️事項(xiàng)進行分(fèn)析，并輔(fu)以實際(ji)案例分(fen)析。

1核電廠(chǎng)在線流(liu)量計可(ke)測性
　　各(gè)類在線(xian)流量計(jì)的可測(cè)性，主要(yao)考慮介(jie)質參數(shu)、适❄️用口(kǒu)徑🐅和直(zhi)⛹🏻‍♀️管段要(yào)求。
1.1介質(zhi)參數
　　介(jiè)質參數(shù)主要包(bāo)括介質(zhi)的類型(xíng)、密度、粘(zhān)度、允許(xǔ)的壓損(sǔn)⚽值以及(ji)各種工(gōng)況下所(suo)測介質(zhì)的溫度(dù)、壓力和(he)流量♉範(fan)圍（電磁(cí)🛀流量計(jì)還需要(yao)考慮介(jie)質的電(diàn)導率是(shì)否在可(ke)測範圍(wei)之内）。
①單(dan)一介質(zhì)的類型(xíng)主要是(shì)指氣體(ti)和液體(ti)，一般情(qíng)況，容🔆積(ji)式流👌量(liang)計和電(diàn)磁流量(liang)計隻用(yòng)來測量(liàng)液體；其(qi)它流量(liang)計對于(yú)兩種單(dan)一介質(zhi)均可測(cè)。
②密度在(zai)體積流(liú)量測量(liang)中至關(guān)重要，常(chang)溫常壓(ya)下的介(jie)質密度(dù)是穩定(dìng)的，是可(ke)校準的(de)，密度不(bú)穩定的(de)情況主(zhǔ)要是指(zhi)氣體，比(bi)如蒸汽(qì)等，一般(ban)需要溫(wēn)壓補償(cháng)進行流(liú)量校正(zheng)。
③粘度主(zhǔ)要是液(yè)體介質(zhì)參數，對(duì)于所有(yǒu)與介質(zhì)直接接(jiē)觸的流(liu)🌐量💁計都(dou)有關系(xi)，主要是(shi)影響測(ce)量精度(du)，尤其是(shì)對于容(rong)積式流(liú)量計這(zhè)種機械(xie)接液部(bu)件直接(jie)測量的(de)流量計(jì)影響較(jiào)大。
④一般(ban)情況，流(liú)量測量(liang)産生壓(ya)損最大(dà)的是容(róng)積式流(liu)量計，其(qi)次是節(jie)流式差(cha)壓流量(liàng)計，沒有(yǒu)壓損的(de)是超聲(sheng)波🥵流量(liang)計和🔞電(diàn)磁流量(liang)計。
⑤溫度(du)和壓力(li)也是影(ying)響流量(liàng)計使用(yong)的重要(yào)指标，節(jie)流式✨差(chà)壓流量(liàng)計、電磁(cí)流量計(jì)對于溫(wen)壓适用(yong)性最強(qiáng)；浮子流(liu)量計中(zhong)玻璃管(guǎn)浮子流(liu)量計隻(zhi)能用于(yú)低溫低(di)壓工況(kuang)；容積式(shì)流量計(jì)對壓力(lì)不敏感(gǎn)，但是在(zài)高溫下(xià)容⁉️易熱(re)膨脹♻️變(bian)形，溫度(dù)太低又(you)會📱導緻(zhi)材質變(biàn)脆，所以(yi)隻适用(yòng)于-30~160℃溫度(dù)範圍；超(chao)聲波流(liú)量計在(zài)測量氣(qì)體的時(shí)🔞候要求(qiu)P≥0.3MPa。
⑥流量範(fan)圍主要(yào)是指最(zuì)小流速(su)和量程(cheng)比。一般(ban)情況下(xia)，流量測(ce)量均爲(wèi)滿管流(liú)，不同流(liú)量計能(néng)測量的(de)最小流(liú)🈲速是🤟有(you)限值的(de)，比如渦(wo)街流量(liang)計常壓(ya)條件可(ke)測最小(xiao)流速爲(wei)0.4m/s，電磁流(liú)量計可(kě)測最小(xiao)流速0.1m/s等(deng)。量程比(bi)是流量(liang)計的重(zhong)要參數(shu)，一般🔞情(qing)況下，差(cha)壓變送(song)器的量(liàng)程比一(yī)般爲3：1，最(zuì)大可達(da)10：1；浮子流(liú)量計最(zui)大可達(da)10：1；容積式(shì)、渦街、電(dian)磁和超(chāo)聲波的(de)🌏量程比(bi)均可到(dào)30：1或者40：1。
1.2适(shì)用口徑(jìng)
　　絕大部(bù)分的流(liu)量計需(xū)要與工(gōng)藝管道(dao)直接連(lian)接，對于(yu)🔴工藝管(guǎn)道的口(kǒu)徑，不同(tóng)的流量(liàng)計有不(bu)同的适(shi)用範圍(wei)，非特殊(shu)情況一(yī)般不💯進(jin)行變徑(jing)處理。一(yī)般情況(kuàng)🆚下， 節流(liú)式差壓(yā)流量計(jì) 适用于(yú)DN≥50的管徑(jing)； 浮子流(liu)量計 可(kě)以用于(yu)DN<50的管徑(jing)，最大不(bu)超過DN250；容(rong)積式流(liú)量計适(shì)用于DN15~DN500；渦(wo)街流量(liang)計适用(yòng)于DN15~DN400；電磁(ci)流量計(ji)适用于(yu)DN2.5~DN3000；超聲波(bō)流量☔計(jì)原理上(shang)對口💃徑(jing)無要求(qiu)，尤其擅(shàn)用于大(dà)口徑流(liú)量測量(liàng)。
1.3直管段(duàn)要求
　　除(chú)了浮子(zǐ)流量計(ji)和容積(ji)式流量(liàng)計對直(zhi)管段基(jī)本⚽沒要(yào)求以外(wài)💃，其它流(liu)量計對(dui)于直管(guan)段均有(yǒu)要求，而(er)且前後(hou)（上下遊(you)）直管🌏段(duan)越長越(yue)好，如表(biǎo)1所示。

　　不(bu)同流量(liang)計廠家(jiā)對于直(zhi)管段的(de)最小長(zhǎng)度有不(bú)同的要(yào)求，在很(hen)多工程(cheng)中，普遍(bian)采用的(de)最小直(zhi)管段長(zhang)度爲前(qián)10D後5D。
2核電(diàn)廠在線(xian)流量計(ji)可靠性(xing)
　　在滿足(zu)可測性(xìng)之後，需(xū)要考慮(lü)流量計(jì)的可靠(kao)性。核電(dian)産品📧首(shǒu)先要考(kǎo)慮滿足(zú)現行相(xiang)關核安(an)全法規(gui)對設備(bei)等級的(de)要求，其(qí)次要考(kǎo)慮儀表(biao)的精度(du)、響應時(shí)📞間、環境(jing)㊙️因素和(he)校準維(wei)護。
2.1設備(bei)等級
　　目(mù)前國内(nèi)獲得審(shěn)批的核(he)電項目(mù)中，核安(an)全局要(yao)求安🔞裝(zhuang)在安全(quan)🔱級管道(dao)的流量(liàng)儀表保(bǎo)持抗震(zhèn)完整性(xìng)，即流量(liàng)儀表的(de)機械部(bù)件抗震(zhèn)等級與(yu)工藝管(guan)道抗震(zhen)等級保(bǎo)持一❌緻(zhi)，并對儀(yi)表材料(liào)和焊接(jie)增加了(le)相關要(yào)求；對于(yu)流量儀(yi)表的電(diàn)氣部件(jian)，需要㊙️根(gen)據其執(zhí)✔️行的功(gōng)能來确(que)定是1E級(ji)或者NC級(jí)。
2.2精度
　　不(bú)同的工(gong)況和監(jian)控聯鎖(suo)要求對(dui)流量計(ji)的輸出(chū)信号有(yǒu)不同的(de)精度要(yào)求（考慮(lǜ)線性度(du)、遲滞性(xing)與重複(fu)性因素(sù)在内的(de)參考精(jīng)度🈚）。常見(jian)的在線(xiàn)流量計(ji)中，精度(du)最高的(de)是容積(ji)式流量(liang)計，次之(zhi)是節流(liu)式差壓(ya)流量計(jì)和渦街(jiē)流量計(jì)🐪，再次之(zhī)是電磁(ci)流量計(ji)，精度最(zui)㊙️差的是(shì)浮子流(liu)量計和(hé)超聲波(bō)流量計(ji)。
2.3響應時(shi)間
　　響應(yīng)時間（量(liàng)程中值(zhi)附近，在(zài)10%的階躍(yue)輸入變(bian)化下，輸(shu)出上升(sheng)或🈲下降(jiàng)63.2%需要的(de)時間）在(zai)流量計(ji)參與聯(lián)鎖控制(zhì)的時候(hòu)至關重(zhong)要。平時(shi)🏃‍♂️說的響(xiang)應時間(jian)主要是(shì)指變送(song)器（包括(kuò)工作和(he)功🏃🏻‍♂️能類(lèi)似于變(bian)送器的(de)二次儀(yí)表）輸出(chū)電信号(hào)的時間(jian)，需要靈(líng)敏度特(tè)别高的(de)聯鎖控(kòng)制場合(hé)要求響(xiang)應時間(jian)很短，比(bi)如ms級，普(pu)通的監(jian)控顯示(shì)則對響(xiǎng)應時間(jiān)沒有特(tè)殊要求(qiu)，幾秒鍾(zhōng)甚😍至幾(jǐ)十秒鍾(zhong)都可滿(mǎn)足要求(qiú)。一般來(lái)說，節流(liu)式差壓(ya)流量計(ji)和電磁(ci)流量計(ji)的變送(song)單元響(xiǎng)應時間(jian)普遍可(ke)以達到(dao)0.5S以内，渦(wō)街和容(róng)積式還(hái)有超聲(shēng)波基本(ben)都可以(yǐ)🈲控制在(zai)1s内。
2.4環境(jìng)因素
　　環(huán)境因素(su)是決定(ding)儀表是(shi)否可以(yǐ)長期穩(wen)定工作(zuo)的重要(yao)🌈因素之(zhi)一，主要(yào)是輻照(zhao)、振動和(hé)水塵。
　　輻(fú)照對于(yu)儀表的(de)長期穩(wen)定工作(zuò)是一個(gè)挑戰，對(duì)于安🤞裝(zhuang)布置在(zài)🈲輻照區(qū)域（指紅(hóng)、橙、黃區(qu)）的在線(xiàn)流量計(jì)，必須🐅具(jù)備抗輻(fu)照能力(li)。比如XREA059MD在(zai)嶺澳二(èr)期選用(yong)重慶川(chuan)儀一體(tǐ)式電✂️磁(ci)流量計(jì)，在方福(fu)項目中(zhong)選用上(shang)海光華(hua)電磁流(liu)量計，因(yīn)光華所(suo)供電磁(ci)流量計(ji)轉換器(qì)🏃‍♀️部分不(bu)能滿足(zu)黃區的(de)抗輻照(zhào)能力，所(suǒ)以分體(tǐ)安裝，把(bǎ)轉換器(qi)安裝布(bu)置到綠(lü)區房間(jian)，福清二(er)期選用(yong)E-mag電磁流(liú)量計，因(yin)其滿足(zu)黃區的(de)輻照強(qiáng)🙇‍♀️度，又回(huí)歸一體(ti)式。
　　振動(dòng)對渦街(jie)流量計(jì)和超聲(sheng)波流量(liàng)計的工(gong)作有較(jiao)大影響(xiang)，比如🌍一(yi)般壓電(dian)式渦街(jie)流量計(ji)可耐受(shou)0.2g的振動(dòng)，電容式(shi)♋渦街👄流(liu)量計可(kě)耐受0.5~1g的(de)振動。這(zhe)幾類流(liu)量計都(dou)不能适(shì)用于強(qiáng)振動場(chang)所，在弱(ruò)振動場(chǎng)合，可以(yi)采取相(xiang)關🐆減振(zhen)措施，但(dan)是仍然(ran)會對這(zhè)幾📧類儀(yí)表長期(qī)穩定工(gong)作帶來(lái)較大影(ying)🙇🏻響。
　　水塵(chen)是任何(he)工況都(dou)必須考(kǎo)慮的因(yin)素，我們(men)遵照IEC529-1976外(wài)💞殼♋防護(hù)等級🚶，對(dui)現場儀(yi)表可能(neng)出現的(de)環境影(ying)響進行(háng)分析，進(jìn)❤️而規🔴定(dìng)此處的(de)❌儀表所(suo)應具備(bei)的防護(hu)等級IPXY（X代(dài)表防塵(chén)能👌力，Y代(dài)表防水(shui)能力）。
2.5安(ān)裝、校準(zhun)和維護(hù)
　　儀表安(an)裝是儀(yi)表選型(xing)設計必(bì)須要考(kao)慮的問(wèn)題，除了(le)流🔴量計(ji)本身安(an)裝有簡(jiǎn)易和繁(fán)瑣之分(fèn)，測點所(suǒ)在💋位置(zhi)是否方(fāng)便流量(liang)🏒計進行(háng)安裝也(yě)必須要(yào)考慮。相(xiàng)對來說(shuō)節流式(shi)差壓流(liú)量計是(shì)安裝最(zuì)繁瑣也(yě)是最容(róng)易發生(shēng)洩漏的(de)，而法蘭(lan)式安裝(zhuāng)的其它(tā)一體型(xing)流量計(jì)安裝相(xiang)對方便(bian)，尤其是(shi)純機械(xiè)計量模(mo)式的儀(yi)表，在隻(zhi)需就地(dì)顯示的(de)時候尤(yóu)其方便(biàn)。
　　所有的(de)流量計(ji)都需要(yao)定期校(xiao)準和維(wei)護，某些(xiē)工況💋不(bú)适合頻(pin)✌️繁對儀(yi)表進行(háng)校準和(he)維護，比(bi)如高輻(fu)照區等(deng)，需要儀(yí)表有較(jiào)好的♍重(zhòng)複性和(hé)較長壽(shou)命。
3核電(diàn)廠流量(liàng)計選型(xing)設計案(an)例
　　本章(zhāng)選取福(fú)清核電(dian)廠1,2#機組(zǔ)中的設(she)備冷卻(què)水系統(tǒng)主泵（001/003PO）入(rù)🎯口🔅流量(liàng)選型設(shè)計案例(li)進行分(fèn)析。
3.1可測(cè)性分析(xī)
該流量(liàng)測點的(de)介質參(cān)數、管道(dao)口徑和(he)前後直(zhí)管段長(zhang)度如下(xia)：
介質類(lèi)型：除鹽(yán)水流向(xiang)：水平
密(mì)度：975kg/m3動力(lì)粘度：0.378cP溫(wēn)度：75℃
壓力(li)：1.2MPa.g
流量範(fan)圍：2136/2838/3718m3/h（近2m/s~3.65m/s，量(liang)程比近(jìn)2：1）
最大允(yun)許壓損(sun)：13.6KPa
口徑：24”直(zhí)管段：11m（近(jìn)18D）
對該流(liú)量測點(diǎn)的流量(liàng)計選型(xíng)進行可(kě)測性分(fèn)析如下(xià)：
①介質類(lèi)型是液(ye)體，六大(da)類流量(liàng)計均滿(mǎn)足測量(liang)要求；
②除(chú)鹽水電(diàn)導率太(tai)低，不适(shì)合用電(diàn)磁流量(liang)計；
③動力(lì)粘度0.378cP情(qing)況下最(zui)大允許(xǔ)壓損13.6KPa，不(bu)适合用(yòng)容積式(shi)流👨‍❤️‍👨量🌈計(ji)。國内最(zuì)好的容(róng)積式流(liú)量計廠(chang)家合肥(féi)精大，在(zài)動力粘(zhan)度<30mpa.S（30cP）時，流(liu)量計在(zai)最大流(liu)量下運(yùn)行時的(de)壓損也(ye)有幾十(shi)KPa，最大可(ke)達80KPa。
④密度(du)、溫度、壓(ya)力和量(liàng)程比都(dou)在常見(jiàn)流量計(jì)可測範(fan)圍内。
⑤24”的(de)口徑，不(bu)适合用(yong)浮子流(liú)量計和(he)渦街流(liu)量計。
⑥測(cè)點所在(zài)管道可(kě)提供18D直(zhi)管段，基(ji)本滿足(zu)前10D後5D的(de)最短直(zhí)♊管段要(yào)求。
經過(guo)可測性(xing)分析，可(kě)選用的(de)流量計(jì)類型有(yǒu)節流式(shì)差壓流(liu)量計和(hé)超聲波(bo)流量計(ji)。3.2
可靠性(xing)分析
①該(gai)流量測(ce)點所在(zài)工藝管(guan)道安全(quan)等級爲(wèi)3級，抗震(zhen)等級爲(wèi)1F，該流量(liàng)測點需(xu)要在KIC進(jìn)行指示(shì)并在流(liú)量低于(yú)500m3/h時報警(jǐng)，并作爲(wèi)PAMS1信号進(jin)BUP顯示。根(gen)據本文(wen)2.1的内容(rong)，要求在(zài)線流量(liang)計機械(xie)部件抗(kang)震等級(jí)爲1F，電氣(qi)部件（二(èr)次儀表(biao)）爲1E級💁設(shè)備，目前(qián)❌隻有核(he)級變送(song)器具備(bei)1E級電氣(qì)設備要(yao)求，所以(yǐ)排除超(chāo)聲波流(liú)量計和(he)插入式(shi)流量計(ji)，該處隻(zhi)能選用(yong)節流式(shì)差壓流(liu)量計。
②該(gāi)處流量(liang)測點所(suo)選流量(liang)計參考(kao)精度要(yao)求≤0.5%，功能(neng)精度≤2%，節(jie)流式差(chà)壓流量(liang)計可以(yi)滿足要(yao)求。
③該處(chu)流量測(cè)點所選(xuan)流量計(jì)響應時(shí)間要求(qiú)≤0.4s，可以從(cóng)常見的(de)👣變送器(qi)廠家艾(ài)默生、羅(luo)斯蒙特(te)和霍尼(ní)韋爾🏃中(zhōng)選擇合(hé)适的型(xíng)号。
④該測(ce)點所在(zài)區域是(shi)輻射分(fen)區中的(de)白區，對(dui)變送器(qi)外✂️殼⭕和(hé)本體沒(mei)有耐輻(fu)照要求(qiu)，防護等(děng)級要求(qiu)也較低(dī)，隻有IP55。
綜(zong)上所述(shu)，該處流(liú)量測點(diǎn)隻适合(he)選用節(jie)流式差(cha)壓流量(liàng)✏️計，與♊福(fú)清核電(dian)廠1,2#機組(zu)中該處(chù)的實際(jì)儀表選(xuan)型相同(tong)。
4結論
　　核(hé)電廠在(zài)線流量(liàng)儀表的(de)選型設(shè)計，要同(tóng)時保證(zhèng)可測性(xìng)和可靠(kao)性。本文(wén)通過對(duì)福清核(he)電廠1,2#機(ji)組在線(xian)❓流量儀(yí)表💛應用(yòng)❌情況進(jin)行學習(xí)，總結分(fèn)析了常(chang)見在🈲線(xiàn)流量計(ji)的選型(xíng)設計注(zhu)意事項(xiang)，對後續(xu)核電廠(chang)在線流(liu)量儀表(biao)選型設(she)計具有(yǒu)一定的(de)參考意(yi)義。

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