CN109507372B - 一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统及方法 - Google Patents

一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于热工测量技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统及方法，目的是针对现有测量技术的不足，提供一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统及方法，以便能够对蒸汽发生器的蒸汽湿度进行实时测量，结果准确可靠，并能够适用于不同的流量测量范围。其特征在于：它包括干燥器疏水流量测量模块、甲板疏水流量测量模块；干燥器疏水流量测量模块和甲板疏水流量测量模块分别通过管路连接在蒸汽发生器的两侧。本发明实现了蒸汽发生器蒸汽湿度测量的实时测量，并有较高的测量精度，能够适用于不同的疏水流量范围，能量损失小、更安全、更自动化。

Description

一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统及方法
技术领域
本发明属于热工测量技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统及方法。
背景技术
湿蒸汽广泛存在于蒸汽发生器中，蒸汽湿度小于0.1％才允许进入汽轮机做工。因此，蒸汽发生器中蒸汽湿度测量一直是蒸汽发生器设计、实验研究、工程应用中的关键问题。测量和监测汽水分离器和干燥器出口蒸汽湿度可以获得两个关键部件的汽水分离性能，为设计改进和工程验证提供依据；监测和测量蒸汽发生器出口蒸汽湿度，为蒸汽发生器的设计改进、工程验证和核电站的安全运行提供充分的论据。
目前的工业应用中主要采用化学试剂滴定法或者示踪剂法来测量湿蒸汽干度。化学试剂滴定法的测量精度取决于湿蒸汽中氢氧根或氯根的分布均匀性以及操作者的熟练程度。示踪剂法也要求示踪剂在整个蒸汽供应系统中分布均匀，测点取样过程繁琐，示踪剂测量分析成本较高。并且这两种方法不能实现蒸汽湿度的实时测量。
发明内容
本发明的目的是针对现有测量技术的不足，提供一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统及方法，以便能够对蒸汽发生器的蒸汽湿度进行实时测量，结果准确可靠，并能够适用于不同的流量测量范围。
本发明是这样实现的：
一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，包括干燥器疏水流量测量模块、甲板疏水流量测量模块；干燥器疏水流量测量模块和甲板疏水流量测量模块分别通过管路连接在蒸汽发生器的两侧。
如上所述干燥器疏水流量测量模块包括第一排汽管阀门、第一进水管阀门、第一集水罐、第一液位计、第一差压变送器、第一回水管阀门、第一流量测量直管、第二流量测量直管、第三流量测量直管，第一旁通阀门；
所述第一集水罐通过管道与蒸汽发生器上端蒸汽连通，所述第一排汽管阀门安装在第一集水罐与蒸汽发生器蒸汽侧连通的管道上，所述第一进水管阀门通过管道两端分别连接蒸汽发生器分离器集水槽和第一集水罐筒体，所述第一液位计，安装于第一集水罐一侧，所述第一差压变送器安装于第一集水罐一侧，引压管位于第一集水罐筒体两端；所述第一流量测量直管入口侧通过管道与第一集水罐下端相连，第二流量测量直管入口侧通过管道与第一集水罐下端相连，第三流量测量直管入口侧通过管道与第一集水罐下端相连，所述第一流量测量直管、第二流量测量直管、第三流量测量直管三段测量直管并联安装；所述第一回水管阀门通过管道连接第一流量测量直管、第二流量测量直管、第三流量测量直管三段测量直管出口侧和蒸汽发生器疏水侧，第一旁通阀门通过管道连通分离器疏水槽和蒸汽发生器疏水侧。
如上所述第一流量测量直管包含第一直管、第一阀门和第一流量计，所述第一流量测量直管管径为DN50，所述第一流量测量直管第一阀门、第一流量计均以法兰形式连接。
如上所述第二流量测量直管包含第二直管、第二阀门和第二流量计，所述第二流量测量直管管径为DN32，所述第二流量测量直管第二阀门、第二流量计均以法兰形式连接。
如上所述第三流量测量直管包含第三直管、第三阀门和第三流量计，所述第三流量测量直管管径为DN65，所述第三流量测量直管第三阀门、第三流量计均以法兰形式连接。
如上所述甲板疏水流量测量模块包括第二排汽管阀门、第二进水管阀门、第二集水罐、第二液位计、第二差压变送器、第二回水管阀门、第四流量测量直管，第二旁通阀门；
所述集水罐通过管道与蒸汽发生器上端蒸汽连通，所述第二排汽管阀门安装在第二集水罐与蒸汽发生器蒸汽侧连通的管道上，所述第二进水管阀门通过管道连通分别连接蒸汽发生器分离器疏水和第二集水罐筒体，所述第二液位计，安装于第二集水罐一侧，所述第二差压变送器安装于第二集水罐一侧，引压管位于第二集水罐筒体两端；所述第四流量测量直管入口侧通过管道与集水罐下端相连；所述第二回水管阀门通过管道连接第四流量测量直管出口侧和蒸汽发生器疏水侧，第二旁通阀门通过管道连通分离器疏水槽和蒸汽发生器疏水侧。
如上所述第四流量测量直管包含第四直管、第四阀门和第四流量计，所述第四流量测量直管管径为DN80，所述第四流量测量直管第四阀门、第四流量计均以法兰形式连接。
一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量方法，使用上述测量系统实现，包括流量计测量方法和采用集水法测量方法；
所述干燥器疏水流量测量模块流量计测量方法包括以下步骤：
1.1：第一排汽管阀门、第一进水管阀门、第一回水管阀门为全开；
1.2：根据测量工况的实际疏水流量情况选择测量直管管线，关闭另外两个管线的球阀；
1.3：观察第一集水罐内水位是否高出封头焊缝300mm且没有超过上限，如果没有高出焊缝300mm，调小阀门开度，即测量管线上的阀门，或者第一回水管阀门，人为增大阻力，使水位上升；如果水位超过上限，则开启较大管径的测量管线，关闭当前测量管线球阀；
1.4：第一集水罐内水位会围绕平均线上下波动，待稳定3分钟后，记录流量计读数瞬时值、平均值和累计值；
1.5：测量结束后将测量管线所有阀门全开；
所述干燥器疏水流量测量模块集水法测量包括以下步骤：
2.1：实际流量小于流量计测量范围时需要采用集水法进行测量，先将测量管线阀门关闭；
2.2：待水位抵达差压计下部测点时，读取压力值；
2.3：待水位接近差压计上限时，读取压力值；
2.4：将测量管线球阀全开；
所述甲板疏水流量测量模块流量计测量方法包括以下步骤：
3.1：第二排汽管阀门、第二进水管阀门、第二回水管阀门为全开；
3.2：观察第二集水罐内水位是否高出封头焊缝300mm且没有超过上限，如果没有高出焊缝300mm，调小阀门开度，测量管线上的阀门，或者第二回水管阀门，人为增大阻力，使水位上升；
3.3：第二集水罐内水位会围绕平均线上下波动，待稳定3分钟后，记录流量计读数瞬时值、平均值和累计值；
3.4：测量结束后将测量管线所有阀门全开；
所述甲板疏水流量测量模块集水法测量包括以下步骤：
4.1：对于需要采用集水法进行测量的工况，先将测量管线阀门关闭；
4.2：待水位抵达差压计下部测点时，读取压力值；
4.3：待水位接近差压计上限时，读取压力值；
4.4：将测量管线阀门全开。
本发明的有益效果是：
本发明的一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统结构简单、易于安装、使用方便，干燥器疏水槽内水分在重力驱动下流入集水罐，集水罐顶部通过连通管与蒸汽发生器连接用于排汽；实时监测集水罐内水位，维持在合理范围，使得疏水管保持满管状态以保证流量计测量的有效性；
本发明能够测量不同湿度条件下的蒸汽发生器蒸汽湿度，当水量较大时，可采用多条测量管线测量；当水量较小时，将回水管阀门关闭，通过测量一定时间内集水罐内水位上升高度来确定水量；
本发明既能用于蒸汽发生器研发试验中的在线实时湿度测量，也可作为蒸汽发生器长期运行时的湿度测量装置。
附图说明
图1是本发明的蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统示意图；
图中：模块1.干燥器疏水流量测量模块，模块2.甲板疏水流量测量模块，1.第一排汽管阀门，2.第一进水管阀门，3.第一集水罐，4.第一液位计，5.第一差压变送器，6.第一回水管阀门，7.第一流量测量直管，8.第二流量测量直管，9.第三流量测量直管，10.第一旁通阀门，11.第二排汽管阀门，12.第二进水管阀门，13.第二集水罐，14.第二液位计，15.第二差压变送器，16.第二回水管阀门，17.第四流量测量直管，18.第二旁通阀门。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
如图1所示，一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，包括干燥器疏水流量测量模块1、甲板疏水流量测量模块2；干燥器疏水流量测量模块1和甲板疏水流量测量模块2分别通过管路连接在蒸汽发生器的两侧。
所述干燥器疏水流量测量模块1包括第一排汽管阀门1、第一进水管阀门2、第一集水罐3、第一液位计4、第一差压变送器5、第一回水管阀门6、第一流量测量直管7、第二流量测量直管8、第三流量测量直管9，第一旁通阀门10；
所述第一流量测量直管7包含第一直管、第一阀门和第一流量计，所述第一流量测量直管7直管管径为DN50，所述第一流量测量直管7第一阀门、第一流量计均以法兰形式连接。
所述第二流量测量直管8包含第二直管、第二阀门和第二流量计，所述第二流量测量直管8直管管径为DN32，所述第二流量测量直管8第二阀门、第二流量计均以法兰形式连接。
所述第三流量测量直管9包含第三直管、第三阀门和第三流量计，所述第三流量测量直管9直管管径为DN65，所述第三流量测量直管9第三阀门、第三流量计均以法兰形式连接。
所述第一集水罐3通过管道与蒸汽发生器上端蒸汽连通，所述排汽管阀门1安装在第一集水罐3与蒸汽发生器蒸汽侧连通的管道上，所述第一进水管阀门2通过管道两端分别连接蒸汽发生器分离器集水槽和第一集水罐3筒体，所述第一液位计4，安装于第一集水罐3一侧，所述第一差压变送器5安装于第一集水罐3一侧，引压管位于第一集水罐3筒体两端；所述第一流量测量直管7入口侧通过管道与第一集水罐3下端相连，第二流量测量直管8入口侧通过管道与集水罐3下端相连，第三流量测量直管9入口侧通过管道与第一集水罐3下端相连，所述第一流量测量直管7、第二流量测量直管8、第三流量测量直管9三段测量直管并联安装；所述第一回水管阀门6通过管道连接第一流量测量直管7、第二流量测量直管8、第三流量测量直管9三段测量直管出口侧和蒸汽发生器疏水侧，第一旁通阀门10通过管道连通分离器疏水槽和蒸汽发生器疏水侧。
所述甲板疏水流量测量模块2包括第二排汽管阀门11、第二进水管阀门12、第二集水罐13、第二液位计14、第二差压变送器15、第二回水管阀门16、第四流量测量直管17，第二旁通阀门18。
所述第四流量测量直管17包含第四直管、第四阀门和第四流量计，所述第四流量测量直管17直管管径为DN80，所述第四流量测量直管17第四阀门、第四流量计均以法兰形式连接。
所述集水罐13通过管道与蒸汽发生器上端蒸汽连通，所述第二排汽管阀门11安装在第二集水罐13与蒸汽发生器蒸汽侧连通的管道上，所述第二进水管阀门12通过管道连通分别连接蒸汽发生器分离器疏水和第二集水罐13筒体，所述第二液位计14，安装于第二集水罐13一侧，所述第二差压变送器15安装于第二集水罐13一侧，引压管位于第二集水罐13筒体两端；所述第四流量测量直管17入口侧通过管道与集水罐13下端相连；所述第二回水管阀门16通过管道连接第四流量测量直管17出口侧和蒸汽发生器疏水侧，第二旁通阀门18通过管道连通分离器疏水槽和蒸汽发生器疏水侧。
一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量方法，使用上述测量系统实现，包括流量计测量方法和采用集水法测量方法；
所述干燥器疏水流量测量模块1流量计测量方法包括以下步骤：
1.1：第一排汽管阀门1、第一进水管阀门2、第一回水管阀门6为全开；
1.2：根据测量工况的实际疏水流量情况选择测量直管管线，关闭另外两个管线的球阀；
1.3：观察第一集水罐3内水位是否高出封头焊缝300mm且没有超过上限，如果没有高出焊缝300mm，调小阀门开度(测量管线上的阀门，或者回水管阀门6)，人为增大阻力，使水位上升；如果水位超过上限，则开启较大管径的测量管线，关闭当前测量管线球阀；
1.4：第一集水罐3内水位会围绕平均线上下波动，待稳定3分钟后，记录流量计读数瞬时值、平均值和累计值；
1.5：测量结束后将测量管线所有阀门全开。
所述干燥器疏水流量测量模块1集水法测量包括以下步骤：
2.1：实际流量小于流量计测量范围时需要采用集水法进行测量，先将测量管线阀门关闭；
2.2：待水位抵达差压计下部测点时，读取压力值；
2.3：待水位接近差压计上限时，读取压力值；
2.4：将测量管线球阀全开。
所述甲板疏水流量测量模块2流量计测量方法包括以下步骤：
3.1：第一排汽管阀门11、第一进水管阀门12、第一回水管阀门16为全开；
3.2：观察第二集水罐13内水位是否高出封头焊缝300mm且没有超过上限，如果没有高出焊缝300mm，调小阀门开度(测量管线上的阀门，或者第二回水管阀门16，人为增大阻力，使水位上升；
3.3：第二集水罐13内水位会围绕平均线上下波动，待稳定3分钟后，记录流量计读数瞬时值、平均值和累计值；
3.4：测量结束后将测量管线所有阀门全开。
所述甲板疏水流量测量模块2集水法测量包括以下步骤：
4.1：对于需要采用集水法进行测量的工况，先将测量管线阀门关闭；
4.2：待水位抵达差压计下部测点时，读取压力值；
4.3：待水位接近差压计上限时，读取压力值；
4.4：将测量管线阀门全开。
上面结合实施例对发明的实施方法作了详细说明，但是发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (7)

1.一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，其特征在于：它包括干燥器疏水流量测量模块、甲板疏水流量测量模块；干燥器疏水流量测量模块和甲板疏水流量测量模块分别通过管路连接在蒸汽发生器的两侧；
所述干燥器疏水流量测量模块包括第一排汽管阀门(1)、第一进水管阀门(2)、第一集水罐(3)、第一液位计(4)、第一差压变送器(5)、第一回水管阀门(6)、第一流量测量直管(7)、第二流量测量直管(8)、第三流量测量直管(9)，第一旁通阀门(10)；
所述第一集水罐(3)通过管道与蒸汽发生器上端蒸汽连通，所述第一排汽管阀门(1)安装在第一集水罐(3)与蒸汽发生器蒸汽侧连通的管道上，所述第一进水管阀门(2)通过管道两端分别连接蒸汽发生器分离器集水槽和第一集水罐(3)筒体，所述第一液位计(4)，安装于第一集水罐(3)一侧，所述第一差压变送器(5)安装于第一集水罐(3)一侧，引压管位于第一集水罐(3)筒体两端；所述第一流量测量直管(7)入口侧通过管道与第一集水罐(3)下端相连，第二流量测量直管(8)入口侧通过管道与第一集水罐(3)下端相连，第三流量测量直管(9)入口侧通过管道与第一集水罐(3)下端相连，所述第一流量测量直管(7)、第二流量测量直管(8)、第三流量测量直管(9)三段测量直管并联安装；所述第一回水管阀门(6)通过管道连接第一流量测量直管(7)、第二流量测量直管(8)、第三流量测量直管(9)三段测量直管出口侧和蒸汽发生器疏水侧，第一旁通阀门(10)通过管道连通分离器疏水槽和蒸汽发生器疏水侧。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，其特征在于：所述第一流量测量直管(7)包含第一直管、第一阀门和第一流量计，所述第一流量测量直管(7)直管管径为DN50，所述第一流量测量直管(7)第一阀门、第一流量计均以法兰形式连接。
3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，其特征在于：所述第二流量测量直管(8)包含第二直管、第二阀门和第二流量计，所述第二流量测量直管(8)直管管径为DN32，所述第二流量测量直管(8)第二阀门、第二流量计均以法兰形式连接。
4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，其特征在于：所述第三流量测量直管(9)包含第三直管、第三阀门和第三流量计，所述第三流量测量直管(9)直管管径为DN65，所述第三流量测量直管(9)第三阀门、第三流量计均以法兰形式连接。
5.根据权利要求1所述的蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，其特征在于：所述甲板疏水流量测量模块包括第二排汽管阀门(11)、第二进水管阀门(12)、第二集水罐(13)、第二液位计(14)、第二差压变送器(15)、第二回水管阀门(16)、第四流量测量直管(17)，第二旁通阀门(18)；
所述第二集水罐(13)通过管道与蒸汽发生器上端蒸汽连通，所述第二排汽管阀门(11)安装在第二集水罐(13)与蒸汽发生器蒸汽侧连通的管道上，所述第二进水管阀门(12)通过管道连通分别连接蒸汽发生器分离器疏水和第二集水罐(13)筒体，所述第二液位计(14)，安装于第二集水罐(13)一侧，所述第二差压变送器(15)安装于第二集水罐(13)一侧，引压管位于第二集水罐(13)筒体两端；所述第四流量测量直管(17)入口侧通过管道与集水罐(13)下端相连；所述第二回水管阀门(16)通过管道连接第四流量测量直管(17)出口侧和蒸汽发生器疏水侧，第二旁通阀门(18)通过管道连通分离器疏水槽和蒸汽发生器疏水侧。
6.根据权利要求5所述的蒸汽发生器蒸汽湿度测量系统，其特征在于：所述第四流量测量直管(17)包含第四直管、第四阀门和第四流量计，所述第四流量测量直管(17)直管管径为DN80，所述第四流量测量直管(17)第四阀门、第四流量计均以法兰形式连接。
7.一种蒸汽发生器蒸汽湿度测量方法，使用如权利要求6所述的测量系统实现，包括流量计测量方法和采用集水法测量方法；
所述干燥器疏水流量测量模块流量计测量方法包括以下步骤：
1.1：第一排汽管阀门(1)、第一进水管阀门(2)、第一回水管阀门(6)为全开；
1.2：根据测量工况的实际疏水流量情况选择测量直管管线，关闭另外两个管线的球阀；
1.3：观察第一集水罐(3)内水位是否高出封头焊缝300mm且没有超过上限，如果没有高出焊缝300mm，调小阀门开度，即测量管线上的阀门，或者第一回水管阀门(6)，人为增大阻力，使水位上升；如果水位超过上限，则开启较大管径的测量管线，关闭当前测量管线球阀；
1.4：第一集水罐(3)内水位会围绕平均线上下波动，待稳定3分钟后，记录流量计读数瞬时值、平均值和累计值；
1.5：测量结束后将测量管线所有阀门全开；
所述干燥器疏水流量测量模块集水法测量包括以下步骤：
2.1：实际流量小于流量计测量范围时需要采用集水法进行测量，先将测量管线阀门关闭；
2.2：待水位抵达差压计下部测点时，读取压力值；
2.3：待水位接近差压计上限时，读取压力值；
2.4：将测量管线球阀全开；
所述甲板疏水流量测量模块流量计测量方法包括以下步骤：
3.1：第二排汽管阀门(11)、第二进水管阀门(12)、第二回水管阀门(16)为全开；
3.2：观察第二集水罐(13)内水位是否高出封头焊缝300mm且没有超过上限，如果没有高出焊缝300mm，调小阀门开度，测量管线上的阀门，或者第二回水管阀门(16)，人为增大阻力，使水位上升；
3.3：第二集水罐(13)内水位会围绕平均线上下波动，待稳定3分钟后，记录流量计读数瞬时值、平均值和累计值；
3.4：测量结束后将测量管线所有阀门全开；
所述甲板疏水流量测量模块集水法测量包括以下步骤：
4.1：对于需要采用集水法进行测量的工况，先将测量管线阀门关闭；
4.2：待水位抵达差压计下部测点时，读取压力值；
4.3：待水位接近差压计上限时，读取压力值；
4.4：将测量管线阀门全开。
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