CN107806917A - 高精度云母水位计 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度云母水位计，由汽包、汽侧取样管、水侧取样管、汽侧阀门、水侧阀门、汽侧阀门连接管、水侧阀门连接管、汽侧三通、平衡管、水侧三通、汽侧连接管、水侧连接管、冷凝罐、表体、云母组件、压盖、热补偿孔、汽水连通孔、伴热汇合装置、排水管、排污管、下降管、横向汽侧孔组成。布置在表体中的三条热补偿孔从表体中的引出点低于两条汽水连通孔从表体中引出点，消除汽水连通孔内水柱密度对水位测量造成的偏差，使得水位测量孔内的水位在任何工况下都接近汽包内的真实水位，达到精准监测汽包水位的目的，故该发明称为高精度云母水位计；同时三条热补偿孔的引出点不占用水位测量范围，增加了水位测量范围和可视范围。

Description

高精度云母水位计

技术领域

本发明涉及一种高精度云母水位计，是锅炉汽包水位的测量装置，属于锅炉配套产品。

背景技术

发电厂锅炉汽包水位对于保证汽轮发电机组的安全经济运行有着至关重要的意义。汽包水位过低，可能会导致四管爆漏甚至“烧干锅”等一系列安全问题，引发停机、停炉等严重后果；另一方面，如果汽包水位过高，可能导致汽轮机进汽带水、产生汽蚀或轴系断裂等严重问题。所以，对汽包水位的精确实时自动监控保证汽包安全稳定运行，对于实现发电机组的高效安全经济节能优化运行是极其重要的前提和保证手段。

云母水位计是应用在锅炉汽包上或其它压力容器上、用来监视水位变化的一种仪表，是根据连通器的原理制作的，通过光的反射、折射、透视等原理，使气相呈红色，液相呈绿色，运行人员可直接看到水位计里面水位的变化判断汽包内水位。

简要介绍一下现有的汽包水位低偏差云母水位计，例如专利号为ZL200320127482.4和ZL201620918725.3的实用新型专利。如图1、图2所示，由汽包(1)、汽侧取样管(2)、水侧取样管(3)、汽侧阀门(4)、水侧阀门(5)、汽侧阀门连接管(6)、水侧阀门连接管(7)、汽侧三通(8)、平衡管(9)、水侧三通(10)、汽侧连接管(11)、水侧连接管(12)、冷凝罐(13)、表体(14)、云母组件(15)、压盖(16)、热补偿孔(17)、汽水连通孔（18）、伴热汇合装置(19)、排水管(20)、排污管(21)、下降管(22)组成，工作原理如下：

1、汽包(1)内的饱和水通过水侧取样管(3)、水侧阀门(5)、水侧阀门连接管(7)、水侧三通(10)、水侧连接管(12)进入表体(14)内的汽水连通孔(18)；汽包(1)内的饱和蒸汽通过汽侧取样管(2)、汽侧阀门(4)、汽侧阀门连接管(6)、汽侧三通(8)、汽侧连接管(11)进入表体(14)内的汽水连通孔(18)，进入表体(14)的汽水连通孔(18)内的饱和水与饱和蒸汽在此混合，根据连通器的原理，其分界线即是测量出来的汽包(1)内的水位。

2、由于在相同压力条件下，水的密度随着温度的降低而升高，云母水位计所处的环境温度比汽包(1)内的温度低得多，水位计内的汽水连通孔(18)内的水位就会低于汽包(1)内的水位；为了保证云母水位计内的温度更加接近汽包(1)内的温度，使得水位计内汽水连通孔(18)内的水位和汽包(1)内更加接近，故在表体(14)内设计了三个热补偿孔(17)，饱和蒸汽进入这三个热补偿孔(17)后，提高了表体(14)的温度，使其接近汽包(1)内的温度，冷凝而成的水通过伴热汇合装置(19)、排水管(20)流入下降管(22)。

3、进入表体(14)的饱和蒸汽有一部分进入冷凝罐(13)，经过冷凝后变成水流入表体(14)，用以冲刷清洗云母组件(15)和置换汽水连通孔(18)中的水进一步提高水温和水质并进一步提高水位测量的准确性；云母组件(15)安装在表体(14)和压盖(16)之间，起到光的反射、折射、透视作用并显示水位的汽红水绿。

4、平衡管(9)把汽侧三通(8)和水侧三通(10)连接起来，起到了平衡汽侧连接管(11)和水侧连接管(12)内压力的作用，使得汽水连通孔(18)中水柱不至于大幅度波动。

5、将与热补偿孔(17)和伴热汇合装置（19）相连的排水管(20)向下延长约15米高度再和下降管(22)连通，不进行保温彻底散热以保证热补偿孔（17）中始终充满饱和蒸汽，保证表体（14）及其中的汽水连通孔（18）有伴热，汽包（1）过来的饱和蒸汽对表体（14）及汽水连通孔（18）中的水加热，减少汽水连通孔（18）内的液体向外传热，再利用冷凝罐（13）冷凝后的饱和水置换汽水连通孔（18）内的水，加速水循环，使汽水连通孔（18）的水更接近饱和水温度，从而消除汽水连通孔（18）内水柱密度对水位测量造成的偏差，使得水位测量孔内的水位在任何工况下都接近汽包（1）内的真实水位，达到准确低偏差监测汽包水位的目的。

现有汽包水位低偏差云母水位计根据汽水连通孔（18）与热补偿孔（17）、伴热汇合装置(19)的位置关系分为两种情况，一是如图1所示两根汽水连通孔（18）底部一段未设置在表体(14)内部，造成未在表体(14)内部的这一段汽水连通孔（18）不能被热补偿孔（17）加热；二是如图2所示两根汽水连通孔（18）整体设置在表体(14)内部，热补偿孔（17）引出表体(14)点高于汽水连通孔（18）引出表体(14)点，同样造成下面一段汽水连通孔（18）不能完全被热补偿孔（17）加热。以上两种情况都会造成水位测量存在一定偏差，并且汽水连通孔和热补偿孔有交叉部分，制作工艺复杂，易出现差错；当热补偿孔引出表体点高于汽水连通孔引出表体点时，这个引出点和伴热汇合装置会占用云母窗口到水侧引出管的一段距离，使得该处不能安装云母组件也就不能观察到此段的水位，也就是减少了测量范围可视范围。

为了克服汽包水位低偏差云母水位计存在的不足，有必要研发一种精度高、加工方便、测量范围更宽的云母水位计。

发明内容

本发明提供一种高精度云母水位计，能够解决汽包水位低偏差云母水位计存在的不足之处，提高水位测量精度，便于加工制造，增大测量范围。

为克服现有技术中存在的不足，本发明是由以下技术方案实现的：一种高精度云母水位计，由汽包(1)、汽侧取样管(2)、水侧取样管(3)、汽侧阀门(4)、水侧阀门(5)、汽侧阀门连接管(6)、水侧阀门连接管(7)、汽侧三通(8)、平衡管(9)、水侧三通(10)、汽侧连接管(11)、水侧连接管(12)、冷凝罐(13)、表体(14)、云母组件(15)、压盖(16)、热补偿孔(17)、汽水连通孔（18）、伴热汇合装置(19)、排水管(20)、排污管(21)、下降管(22)、横向汽侧孔（23）组成。其特征是：布置在表体（14）中的三条热补偿孔(17)从表体（14）中的引出点低于两条汽水连通孔（18）从表体（14）中引出点。该结构方案使布置在在表体(14)内的热补偿孔(17)比汽水连通孔（18）长，保证在表体（14）中汽水连通孔（18）整条孔上都有伴热，汽包（1）过来的饱和蒸汽对整个表体（14）及全部汽水连通孔（18）中的水加热，更加减少汽水连通孔（18）内的液体向外传热，使汽水连通孔（18）的水温更接近汽包内饱和水温度，从而消除汽水连通孔（18）内水柱密度对水位测量造成的偏差，使得水位测量孔内的水位在任何工况下都接近汽包（1）内的真实水位，达到精准监测汽包水位的目的，故该发明称为高精度云母水位计；同时三条热补偿孔（17）的引出点不占用水位测量范围，增加了水位测量范围和可视范围。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明的结构采用更改三条热补偿孔（17）和两条汽水连通孔（18）在表体（14）外的汇合方式，采用在表体（14）上钻孔分别与伴热汇合装置（19）和水侧连接管(12)焊接连接，表体内部的热补偿孔（17）和汽水连通孔（18）之间没有相交叉的结构，简化了云母水位计的加工制造工艺，避开了在表体（14）内部堵焊，避免了表体（14）内的泄露点隐患。

2.本发明的结构采用更改为三条热补偿孔（17）在表体（14）外的汽水连通孔（18）汇合引出点下方引出的方式，为表体（14）云母组件窗口下到水侧引出点之间节省出很大空间，靠近水侧一端的表体上可以多加一个测量窗口，在不改变原有表体的基础上增大了水位测量范围。

3.与现有技术相比，本发明改变表体（14）中的三条热补偿孔(17)和两条汽水连通孔（18）的连接结构及连接位置，使热补偿孔(17)比汽水连通孔（18）长，保证测量出的水位更加接近汽包内的真实水位，提高了测量精度。

附图说明：

图1汽包水位低偏差云母水位计的结构示意图1

图2汽包水位低偏差云母水位计的结构示意图2

图3本发明的结构示意图

图4本发明具体实施方式一的表体结构剖示图

图5本发明具体实施方式二的表体结构剖示图

图中：1汽包、2汽侧取样管、3水侧取样管、4汽侧阀门、5水侧阀门、6汽侧阀门连接管、7水侧阀门连接管、8汽侧三通、9平衡管、10水侧三通、11汽侧连接管、12水侧连接管、13冷凝罐、14表体、15云母组件、16压盖、17热补偿孔、18汽水连通孔、19伴热汇合装置、20排水管、21排污管、22下降管、23横向汽侧孔。

具体实施方式：

具体实施方式一

见图3和图4。高精度云母水位计的表体（14）内部纵向开有5条通孔，以表体（14）的中心为基准，左右两侧开两条汽水连通孔（18），剩下的三条孔为热补偿孔（17）开在汽水连通孔（18）的两侧和中间；表体（14）顶部靠下侧面开有1条连通5条通孔的横向汽侧孔（23）。两个冷凝罐（13）分别焊接在表体（14）顶部的两条汽水连通孔（18）上，汽水连通孔（18）的下端通过水侧连接管（12）与表体（14）外部的水侧取样管（3）连接到汽包（1）上。三条热补偿孔（17）在表体（14）顶部的口堵焊上，通过侧面开的横向汽侧孔（23）与汽侧连接管（11）焊接连接，再用汽侧取样管（2）与汽包（1）连接，热补偿孔（17）的下端孔口与伴热汇合装置（19）焊接连接，通过排水管（20）与汽包（1）的下降管（22）连接。云母组件（15）安装在表体（14）和压盖（16）之间。其中水侧连接管（12）由三段弯管和三通接头焊接组成，通过在表体（14）侧面钻孔与表体（14）内部的汽水连通孔（18）连通，伴热汇合装置（19）由两段弯管和一个四通接头焊接组成，与表体（14）底部的热补偿孔（17）焊接连接，组成整个伴热循环通路。

运行时，汽测阀门（4）、水侧阀门（5）打开，饱和蒸汽和饱和水通过表体（14）外的汽侧取样管（2）、水侧取样管（3）、汽侧外接管（1）和水侧连接管（12）进入到表体（14）内，饱和蒸汽和饱和水在汽水连通孔（18）中混合，部分饱和水蒸气进入冷凝罐（13），冷却后也汇入到汽水连通孔（18）中。饱和蒸汽通过热补偿孔（17）为汽水连通孔（18）加热，冷却后通过伴热汇合装置（19）流入到排水管（21）进入下降管（22）中。

具体实施方式二

见图5，与具体实施方式一不同的就是伴热汇合装置（19）相对于表体（14）上的位置不同，伴热汇合装置（19）由2段弯管和一个L型四通接头焊接组成，与在表体（14）侧面开的与热补偿孔（17）相通的三个孔焊接连接，与表体（14）内热补偿孔（17）形成通路，此处伴热汇合装置（19）的开孔在水侧连接管（12）的下端，以保证热补偿孔（17）的长度大于汽水连通孔（18）的长度。

Claims (1)

1.一种高精度云母水位计，由汽包(1)、汽侧取样管(2)、水侧取样管(3)、汽侧阀门(4)、水侧阀门(5)、汽侧阀门连接管(6)、水侧阀门连接管(7)、汽侧三通(8)、平衡管(9)、水侧三通(10)、汽侧连接管(11)、水侧连接管(12)、冷凝罐(13)、表体(14)、云母组件(15)、压盖(16)、热补偿孔(17)、汽水连通孔（18）、伴热汇合装置(19)、排水管(20)、排污管(21)、下降管(22)、横向汽侧孔（23）组成，其特征是：布置在表体（14）中的三条热补偿孔(17)从表体（14）中的引出点低于两条汽水连通孔（18）从表体（14）中引出点。