CN107702749A - 一种废液蒸发器多参数测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废液蒸发器多参数测量装置及测量方法，所述测量装置包括与蒸发器下部连通的旁通管，所述旁通管的自由端朝上设置，所述旁通管的自由端设置有法兰，所述法兰上设置有第一液位测量管、液位测量管、密度测量管和温度测量管，所述第一液位测量管、第二液位测量管、密度测量管和温度测量管的一端均伸入旁通管内，所述温度测量管的另一端设置有铂电阻温度计，所述第一液位测量管、第二液位测量管和密度测量管的另一端与测量机构连接。本发明通过在蒸发器设备上设置旁通管，在旁通管内同时进行温度、液位、密度测量，有效解决蒸发器设备仪表口布置困难、测量困难的工程问题。

Description

一种废液蒸发器多参数测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及核电厂、核设施废液蒸发处理技术领域，具体涉及一种废液蒸发器多参数测量装置及测量方法。

背景技术

反应堆运行产生的大量放射性低放废液和中放废液，需要高效净化处理后，达到国家规定的排放限值才能向环境释放。目前，净化处理技术有蒸发处理、离子交换、化学沉淀、反渗透等多种方法，但蒸发处理仍然是最成熟、最有效的净化技术。

在放射性废液蒸发处理过程中，蒸发器是重要的换热设备，设备内需监测的测量参数有液位、密度、温度。特别是蒸发器内液位的测量非常重要，液位高度关系到蒸发器汽液分离的速度，直接影响二次蒸汽的品质和蒸发器的安全。液位过高会影响汽液分离，加大蒸汽对放射性液体的夹带，影响蒸汽的品质，给后续的净化处理带来困难，如果排放水不合格，又要返回做二次蒸发，加大了运行成本和二次废物量。液位过低影响蒸汽和废液的自然循环,导致干锅现象。废液在蒸发过程中密度一直在变化，根据密度变化可以判断蒸发浓缩液含盐量的高低，从而指导运行人员进行蒸残液的下料工作。蒸发器在蒸发过程中，废液的温度检测为蒸发器稳定运行提供保障，让蒸汽的进入量与废液的上料量达到物料进出平衡。

工程上原来大都采用外加热式自然循环蒸发器，此类蒸发器和泡罩塔是分开布置的，通过管道连通。蒸发器本体设备由分离室和加热室组成，分离室和加热室通过上下循环管连通。但外加热蒸发器占的布置空间大，而且还存在管道泄漏危险，因此在一些新建的工程上采用一体化自然循环蒸发器。

一体式蒸发器采用中央循环管式，循环管设置在加热列管中间。在加热室上方设置重力分离室，分离室上方安装泡罩塔清洗装置。在泡罩塔上面，采用高效丝网除沫装置，对蒸汽夹带的雾沫进行气液分离。一体化蒸发器把加热室、分离室、泡罩塔、丝网除沫集成在一套设备里，设备组件之间不通过管道连接，占地空间小，泄漏风险小。

一体化蒸发器需要测量的参数有液位、密度、温度，由于多种设备组件集成在一个装置里，在装置顶部无法布置液位仪表口、密度仪表口、温度仪表口。因此，研究一体化蒸发器多参数集成测量方法和装置是必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废液蒸发器多参数测量装置，实现一体化蒸发器多参数的集成测量，解决现有一体化蒸发器无法布置仪表口的问题。

此外，本发明还提供一种基于上述测量装置的测量方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种废液蒸发器多参数测量装置，包括与蒸发器下部连通的旁通管，所述旁通管的自由端朝上设置，所述旁通管的自由端设置有法兰，所述法兰上设置有第一液位测量管、液位测量管、密度测量管和温度测量管，所述第一液位测量管、第二液位测量管、密度测量管和温度测量管的一端均伸入旁通管内，所述温度测量管的另一端设置有铂电阻温度计，所述第一液位测量管、第二液位测量管和密度测量管的另一端与测量机构连接。

本发明所述自由端具体是指不与蒸发器连接的一端，所述法兰为盲法兰，所述盲法兰上设置有液位仪表口、密度仪表口、温度仪表口，所述铂电阻温度计为现有技术，所述测量机构用于测量蒸发器内的液位、密度。

本发明通过在蒸发器上设置有旁通管，使旁通管内的温度、液位和密度环境与蒸发器内一致，在旁通管内同时进行温度、液位、密度测量，有效解决蒸发器设备仪表口布置困难、测量困难的工程问题。

进一步地，测量机构包括压空管、气源调节部、液位差压变送器、密度差压变送器，所述第一液位测量管、第二液位测量管的另一端与气源调节部连接，经过气源调节部连接第一引压管和第二引压管，再分别接入液位差压变送器的高压侧和低压侧；所述密度测量管的另一端与气源调节部连接，经过气源调节部连接第三引压管连接，再接入密度差压变送器的低压侧，所述第一引压管连接有第四引压管，所述第四引压管接入密度差压变送器的高压侧，所述气源调节部与压空管连接。

本发明所述测量机构为吹气式测量装置，其中气源调节部包括过滤减压阀、自力式调节阀、转子流量计组成，与压空管连接，其功能是向测量管提供稳定流量的压缩空气，所述吹气式测量装置的测量原理根据静压力与高度、密度的关系，当密度一定时，液位的高度与压力差成正比。密度测量管与正测量管在旁通管内以固定的高度差安装的，当高度一定时，压力差与密度成正比。液位和密度的测量信号分别通过差压变送器输出4～20mA的电流信号。

本发明所述测量机构集成了液位、密度测量，不仅能够同时对蒸发器内的液位、密度进行测量，而且测量精准。

进一步地，测量机构还包括蒸汽清洗管，所述蒸汽清洗管通过四通阀分成3个支路，3个支路分别与第一液位测量管、第二液位测量管和密度测量管连通。

本发明所述的蒸汽清洗管能够对测量管进行清洗，能够有效避免由于废液结晶堵塞测量管而影响测量的问题。

进一步地，气源调节部包括过滤减压阀、自力式调节阀、转子流量计，所述气源调节部的吹气流量为0～60L/h。

进一步地，旁通管与蒸发器为三级连通，第一级连通是旁通管与加热室连通，第二级连通是旁通管与分离室下部连通，第三级连通是旁通管与分离室上部连通。

三级连通即旁通管与蒸发器有三处连通，能够充分保证旁通管与蒸发器的液位平衡和气体压力平衡。

并且，下连通管与加热室连通，中连通管与分离室下端连通，确保此处连通管在液体中，上连通管与分离室的上端连通，确保此处连通管在二次蒸汽中。

进一步地，第一级连通方式是旁通管直接焊接在蒸发器设备蒸发器上，第三级连通方式是旁通管与分离室采用法兰式连接。

第三级连通采用法兰式连接便于与蒸发器本体的拆卸。

进一步地，第一液位测量管、第二液位测量管、密度测量管和温度测量管在法兰的圆周上均匀分布，所述第一液位测量管高出法兰上端面300mm，所述密度测量管高出法兰上端面400mm，所述第二液位测量管高出法兰上端面100mm，所述温度测量管高出法兰上端面200mm。

所述圆周上均匀分布具体是指仪表口在法兰面成90°度分布，同时将各个测量管高出法兰上端面的高度设置不同，能够避免各个测量管之间的相互干扰，便于实现多参数集成测量。

进一步地，温度测量管与铂电阻温度计为螺纹连接。

便于更换铂电阻温度计。

进一步地，蒸发器为一体式蒸汽发生器，所述一体式蒸汽发生器包括壳体，在壳体内由下到上依次设置有加热室、分离室、泡罩塔、丝网除沫器，所述壳体的顶部和底部分别设置有二次蒸汽出口管、排液管。

一种基于上述测量装置的测量方法，包括以下步骤：

1)、检查管路的气密性和仪表的误差；

2)、通过铂电阻温度计获取蒸发器的温度信息；通过液位差压变送器获取第一液位测量管和第二液位测量管的压力差，根据液位高度与第一液位测量管、第二液位测量管的压力差呈正比，测量出蒸发器内的液位；通过密度差压变送器获取第一液位测量管和密度测量管的压力差，根据密度与第一液位测量管和密度测量管的压力差呈正比，测量出蒸发器内的密度。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过在蒸发器上设置旁通管，在旁通管内同时进行温度、液位、密度测量，有效解决了蒸发器设备仪表口布置困难、测量困难的工程问题。

2、本发明通过在旁通管顶部设置盲法兰，在法兰面上仪表口90°度分布，防止了测量管的相互干扰，实现了多参数的集成测量。

3、本发明的检测机构集成了液位、密度测量，以及对测量管的清洗功能，解决了由于废液结晶堵塞测量管而影响测量的工程难题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是测量装置的结构示意图；

图2是旁通管的结构示意图；

图3是旁通管内温度、液位、密度测量管分布图；

图4是测量机构集成测量图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第一液位测量管，2-密度测量管，3-第二液位测量管，4-温度测量管，5-第一引压管，6-第二引压管，7-第三引压管，8-第四引压管，9-蒸汽清洗管，10-压空管，11-气源调节部，12-液位差压变送器，13-密度差压变送器，14-铂电阻温度计，100-分离室，101-加热室，102-泡罩塔，103-丝网除沫器，104-二次蒸汽出口管，105-排液管，106-旁通管，200-蒸发器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

如图1至图4所示，一种废液蒸发器多参数测量装置，包括与蒸发器200下部连通的旁通管106所述蒸发器200为一体式蒸汽发生器，所述一体式蒸汽发生器包括壳体，在壳体内由下到上依次设置有加热室101、分离室100、泡罩塔102、丝网除沫器103，所述壳体的顶部和底部分别设置有二次蒸汽出口管104、排液管105，所述旁通管106的自由端朝上设置，所述旁通管106的自由端设置有法兰，所述法兰上设置有第一液位测量管1、液位测量管3、密度测量管2和温度测量管4，所述第一液位测量管1第二液位测量管3密度测量管2和温度测量管4的一端均伸入旁通管106内，所述温度测量管4的另一端通过螺纹连接有铂电阻温度计14，所述第一液位测量管1、第二液位测量管3和密度测量管2的另一端与测量机构连接，所述测量机构包括压空管10、气源调节部11、液位差压变送器12、密度差压变送器13，所述气源调节部11包括过滤减压阀、自力式调节阀、转子流量计，所述气源调节部11的吹气流量为0～60L/h，所述第一液位测量管1、第二液位测量管3的另一端与气源调节部11连接，经过气源调节部11连接第一引压管5和第二引压管6，再分别接入液位差压变送器12的高压侧和低压侧；所述密度测量管2的另一端与气源调节部11连接，经过气源调节部11连接第三引压管7连接，再接入密度差压变送器13的低压侧，所述第一引压管5连接有第四引压管8，所述第四引压管8接入密度差压变送器13的高压侧，所述气源调节部11与压空管10连接。

实施例2：

如图1至图4所示，本实施例基于实施例1，所述测量机构还包括蒸汽清洗管9，所述蒸汽清洗管9通过四通阀分成3个支路，3个支路分别与第一液位测量管1、第二液位测量管3和密度测量管2连通。

实施例3：

如图1至图4所示，本实施例基于实施例1，所述旁通管106与蒸发器200为三级连通，第一级连通是旁通管106与加热室101连通，所述第一级连通方式是旁通管106直接焊接在蒸发器设备蒸发器200上，第二级连通是旁通管106与分离室100下部连通，第三级连通是旁通管106与分离室100上部连通；第三级连通方式是旁通管106与分离室100采用法兰式连接。

实施例3：

如图1至图4所示，本实施例基于实施例1，所述第一液位测量管1、第二液位测量管3、密度测量管2和温度测量管4在法兰的圆周上均匀分布，所述第一液位测量管1高出法兰上端面300mm，所述密度测量管2高出法兰上端面400mm，所述第二液位测量管3高出法兰上端面100mm，所述温度测量管4高出法兰上端面200mm。

一种基于实施例1至实施例4任一项所述测量装置的测量方法，包括以下步骤：

1)、检查管路的气密性和仪表的误差；

2)、通过铂电阻温度计14获取蒸发器200的温度信息；通过液位差压变送器12获取第一液位测量管1和第二液位测量管3的压力差，根据液位高度与第一液位测量管1、第二液位测量管3的压力差呈正比，测量出蒸发器200内的液位；通过密度差压变送器13获取第一液位测量管1和密度测量管2的压力差，根据密度与第一液位测量管1和密度测量管2的压力差呈正比，测量出蒸发器200内的密度。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，包括与蒸发器(200)下部连通的旁通管(106)，所述旁通管(106)的自由端朝上设置，所述旁通管(106)的自由端设置有法兰，所述法兰上设置有第一液位测量管(1)、液位测量管(3)、密度测量管(2)和温度测量管(4)，所述第一液位测量管(1)、第二液位测量管(3)、密度测量管(2)和温度测量管(4)的一端均伸入旁通管(106)内，所述温度测量管(4)的另一端设置有铂电阻温度计(14)，所述第一液位测量管(1)、第二液位测量管(3)和密度测量管(2)的另一端与测量机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述测量机构包括压空管(10)、气源调节部(11)、液位差压变送器(12)、密度差压变送器(13)，所述第一液位测量管(1)、第二液位测量管(3)的另一端与气源调节部(11)连接，经过气源调节部(11)连接第一引压管(5)和第二引压管(6)，再分别接入液位差压变送器(12)的高压侧和低压侧；所述密度测量管(2)的另一端与气源调节部(11)连接，经过气源调节部(11)连接第三引压管(7)连接，再接入密度差压变送器(13)的低压侧，所述第一引压管(5)连接有第四引压管(8)，所述第四引压管(8)接入密度差压变送器(13)的高压侧，所述气源调节部(11)与压空管(10)连接。

3.根据权利要求2所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述测量机构还包括蒸汽清洗管(9)，所述蒸汽清洗管(9)通过四通阀分成3个支路，3个支路分别与第一液位测量管(1)、第二液位测量管(3)和密度测量管(2)连通。

4.根据权利要求2所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述气源调节部(11)包括过滤减压阀、自力式调节阀、转子流量计，所述气源调节部(11)的吹气流量为0～60L/h。

5.根据权利要求1所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述旁通管(106)与蒸发器(200)为三级连通，第一级连通是旁通管(106)与加热室(101)连通，第二级连通是旁通管(106)与分离室(100)下部连通，第三级连通是旁通管(106)与分离室(100)上部连通。

6.根据权利要求5所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述第一级连通方式是旁通管(106)直接焊接在蒸发器设备蒸发器(200)上，第三级连通方式是旁通管(106)与分离室(100)采用法兰式连接。

7.根据权利要求1所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述第一液位测量管(1)、第二液位测量管(3)、密度测量管(2)和温度测量管(4)在法兰的圆周上均匀分布，所述第一液位测量管(1)高出法兰上端面300mm，所述密度测量管(2)高出法兰上端面400mm，所述第二液位测量管(3)高出法兰上端面100mm，所述温度测量管(4)高出法兰上端面200mm。

8.根据权利要求1所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述温度测量管(4)与铂电阻温度计(14)为螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的一种废液蒸发器多参数测量装置，其特征在于，所述蒸发器(200)为一体式蒸汽发生器，所述一体式蒸汽发生器包括壳体，在壳体内由下到上依次设置有加热室(101)、分离室(100)、泡罩塔(102)、丝网除沫器(103)，所述壳体的顶部和底部分别设置有二次蒸汽出口管(104)、排液管(105)。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、检查管路的气密性和仪表的误差；

2)、通过铂电阻温度计(14)获取蒸发器(200)的温度信息；通过液位差压变送器(12)获取第一液位测量管(1)和第二液位测量管(3)的压力差，根据液位高度与第一液位测量管(1)、第二液位测量管(3)的压力差呈正比，测量出蒸发器(200)内的液位；通过密度差压变送器(13)获取第一液位测量管(1)和密度测量管(2)的压力差，根据密度与第一液位测量管(1)和密度测量管(2)的压力差呈正比，测量出蒸发器(200)内的密度。