JP2014169986A - Dryness measuring device - Google Patents

Dryness measuring device Download PDF

Info

Publication number
JP2014169986A
JP2014169986A JP2013043395A JP2013043395A JP2014169986A JP 2014169986 A JP2014169986 A JP 2014169986A JP 2013043395 A JP2013043395 A JP 2013043395A JP 2013043395 A JP2013043395 A JP 2013043395A JP 2014169986 A JP2014169986 A JP 2014169986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steam
dryness
sampling
pipe
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013043395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6083898B2 (en
Inventor
Hideaki Yumoto
湯本　　秀昭
Takayuki Morii
高之 森井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TLV Co Ltd
Original Assignee
TLV Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TLV Co Ltd filed Critical TLV Co Ltd
Priority to JP2013043395A priority Critical patent/JP6083898B2/en
Publication of JP2014169986A publication Critical patent/JP2014169986A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6083898B2 publication Critical patent/JP6083898B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dryness measuring device which can accurately measure dryness of steam which flows through piping.SOLUTION: A dryness measuring device 1 which samples steam flowing through steam piping and measures dryness includes: a stirring part (for example, static mixer) 10 which stirs the steam flowing through the inside of the steam piping; a sampling part 111 which samples the steam stirred by the stirring part 10; and a dryness calculation part 17 which calculates dryness by measuring the steam sampled by the sampling part 111.

Description

本発明は、例えば蒸気の乾き度を測定する乾き度測定装置等に関する。   The present invention relates to a dryness measuring device that measures the dryness of steam, for example.

蒸気の乾き度とは、蒸気中の気相と液相との重量割合をいう。従来の乾き度測定装置には、蒸気配管に流れる水蒸気の一部をサンプリング管に導き入れてサンプリングし、このサンプリングした水蒸気を気液分離した際の液体水量と、このサンプリングした水蒸気を凝縮させた全体水量との比率に基づいて、蒸気の乾き度を測定するものがある（例えば、特許文献１参照。）。   The dryness of steam means the weight ratio between the gas phase and the liquid phase in the steam. In the conventional dryness measuring device, a part of the water vapor flowing through the steam pipe is sampled by introducing it into the sampling pipe, the amount of liquid water when the sampled water vapor is separated into gas and liquid, and the sampled water vapor is condensed. Some measure the dryness of steam based on the ratio to the total amount of water (for example, see Patent Document 1).

特開２００３−７５３１７号公報JP 2003-75317 A

しかしながら、上記従来の乾き度測定装置は、配管の一部のみから蒸気をサンプリングしているので、配管を流れる蒸気の乾き度を正確に測定できないという問題があった。   However, since the conventional dryness measuring apparatus samples the steam from only a part of the pipe, there is a problem that the dryness of the steam flowing through the pipe cannot be accurately measured.

例えば、水滴と蒸気とが混合している状態の水蒸気は、湿り蒸気といわれている。このような湿り蒸気においては、乾き度が１（１００％）に近づくにつれて水滴の大きさや個数が減少していく。つまり、乾き度が１以下の水蒸気(湿り蒸気)が流れる蒸気配管中においては、大きさの異なる水滴が複数存在している。   For example, water vapor in a state where water droplets and steam are mixed is called wet steam. In such wet steam, the size and number of water droplets decrease as the dryness approaches 1 (100%). That is, a plurality of water droplets having different sizes exist in a steam pipe through which water vapor (wet steam) having a dryness of 1 or less flows.

そして、これらの大きさの異なるそれぞれの水滴は、配管内において決して均一に存在していない。図８は、蒸気配管の断面における水滴の存在状態の一例を模式的に示す図である。   These water droplets having different sizes never exist uniformly in the pipe. FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an example of the presence state of water droplets in the cross section of the steam pipe.

図８に示すように、液滴径が比較的小さい水滴９１は、配管断面９０の全体にまばらに分布している。また、液滴径が中程度の水滴９２は、配管断面９０の中部及び下部に多く存在している。さらに、液滴径が比較的大きい水滴９３は、配管断面９０の下部に多く存在している。   As shown in FIG. 8, the water droplets 91 having a relatively small droplet diameter are sparsely distributed over the entire pipe cross section 90. Further, many water droplets 92 having a medium droplet diameter are present in the middle and lower portions of the pipe cross section 90. Furthermore, many water droplets 93 having a relatively large droplet diameter are present in the lower part of the pipe cross section 90.

この場合において、配管断面９０の中心部にある領域９４においては、水滴９１及び９２をそれぞれ１つずつサンプリングすることができる。一方、配管断面９０の右下部にある領域９５においては、２つの水滴９１（液滴径小）、１つの水滴９２（液滴径中）及び、１つの水滴９３（液滴径大）をそれぞれサンプリングすることができる。   In this case, each of the water drops 91 and 92 can be sampled one by one in the region 94 at the center of the pipe cross section 90. On the other hand, in a region 95 in the lower right part of the pipe cross section 90, two water droplets 91 (small droplet diameter), one water droplet 92 (medium droplet diameter), and one water droplet 93 (large droplet diameter) are respectively provided. Sampling is possible.

つまり、領域９５においてサンプリングした水蒸気を気液分離した際の液体水量は、領域９４においてサンプリングした水蒸気を気液分離した際の液体水量よりも、１つの水滴９１及び１つの水滴９３の分だけ多くなる。乾き度は、気液分離した際の液体水量を用いて算出されるため、サンプリングした位置によりサンプリングした水蒸気の液体水量が異なると、配管中における正確な乾き度を算出することができない。   That is, the amount of liquid water when the water vapor sampled in the region 95 is gas-liquid separated is larger than the amount of liquid water when the water vapor sampled in the region 94 is gas-liquid separated by the amount of one water droplet 91 and one water droplet 93. Become. Since the dryness is calculated using the amount of liquid water at the time of gas-liquid separation, if the liquid water amount of the sampled water vapor differs depending on the sampled position, the exact dryness in the pipe cannot be calculated.

このように、上記従来の乾き度測定装置では、配管の一部のみから蒸気をサンプリングしているので、配管を流れる蒸気の乾き度を正確に測定することは困難である。   As described above, in the conventional dryness measuring apparatus, since the steam is sampled from only a part of the pipe, it is difficult to accurately measure the dryness of the steam flowing through the pipe.

したがって本発明が解決しようとする課題は、配管を流れる蒸気の乾き度を正確に測定することである。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is to accurately measure the dryness of the steam flowing through the pipe.

上記の課題を解決するために、本発明の乾き度測定装置は、
蒸気配管を流れる蒸気をサンプリングして乾き度を測定する乾き度測定装置であって、
前記蒸気配管内を流れる蒸気を撹拌する撹拌部と、
前記撹拌部にて撹拌した蒸気をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部にてサンプリングした蒸気を計測して乾き度を算出する乾き度算出部とを備える。 In order to solve the above problems, the dryness measuring apparatus of the present invention is
A dryness measuring device that measures the dryness by sampling the steam flowing through the steam pipe,
A stirring section for stirring the steam flowing in the steam pipe;
A sampling unit for sampling steam stirred in the stirring unit;
A dryness calculating unit that measures the vapor sampled by the sampling unit and calculates the dryness.

本願明細書の開示によれば、配管を流れる蒸気の乾き度を正確に測定することが可能となる。   According to the disclosure of the present specification, it is possible to accurately measure the dryness of the steam flowing through the pipe.

乾き度測定装置１の構成図の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the block diagram of the dryness measuring apparatus 1. FIG. 配管内にサンプル採取管１１の一端（サンプリング部１１１）が設置された場合における配管断面の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the pipe cross section in case one end (sampling part 111) of the sample collection pipe | tube 11 is installed in piping. サンプリング部１１１の変形例の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the modification of the sampling part. サンプリング部１１１の変形例の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the modification of the sampling part. サンプリング部１１１の変形例の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the modification of the sampling part. サンプリング部１１１の変形例の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the modification of the sampling part. サンプリング部１１１の変形例の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the modification of the sampling part. 配管断面における水滴の存在状態の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the presence state of the water droplet in a piping cross section.

以下、本発明の乾き度測定装置の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、サンプリングした水蒸気を加熱した場合におけるエンタルピ変化に基づいて、その乾き度を計測する例について説明する。また、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the dryness measuring apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an example in which the dryness is measured based on the enthalpy change when the sampled water vapor is heated will be described. Moreover, the dimension of the structural member in each figure does not faithfully represent the actual dimension of the structural member, the dimensional ratio of each structural member, or the like.

[１．第１の実施形態]
[１−１．乾き度測定装置の構成]
図１は、乾き度測定装置１の構成図の一例を模式的に示す図である。乾き度測定装置１は、スタティックミキサ１０、サンプル採取管１１、蒸気配管用（１次圧力用）の圧力センサ１２、サンプル採取管用（２次圧力用）の圧力センサ１３、サンプル採取管用の温度センサ１４、オリフィス１５、ヒータ１６及び、乾き度算出部１７を含む。 [1. First Embodiment]
[1-1. Configuration of dryness measuring device]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration diagram of a dryness measuring apparatus 1. The dryness measuring apparatus 1 includes a static mixer 10, a sample collection pipe 11, a pressure sensor 12 for a steam pipe (for primary pressure), a pressure sensor 13 for a sample collection pipe (for secondary pressure), and a temperature sensor for the sample collection pipe. 14, an orifice 15, a heater 16, and a dryness calculation unit 17.

スタティックミキサ１０は、蒸気配管４の内部に乱流を発生させることにより、蒸気配管内を流れる湿り蒸気を混ぜ合わせることができる。湿り蒸気を混ぜ合わせることにより、湿り蒸気を均一化することができる。この場合、乱流効果により、湿り蒸気に含まれる水滴が配管壁面に衝突してドレン化する確率を低減することができる。   The static mixer 10 can mix wet steam flowing in the steam pipe by generating a turbulent flow in the steam pipe 4. By mixing the wet steam, the wet steam can be made uniform. In this case, due to the turbulent flow effect, it is possible to reduce the probability that water droplets contained in the wet steam collide with the pipe wall surface and drain.

上述した通り、湿り蒸気においては、液滴径の異なる水滴が複数存在し、これらの水滴は、配管内において決して均一に存在していない。しかしながら、スタティックミキサ１０を用いて湿り蒸気を撹拌することにより、液滴径のそれぞれ異なる水滴を蒸気配管内において均一存在させることができる。   As described above, in the wet steam, there are a plurality of water droplets having different droplet diameters, and these water droplets never exist uniformly in the pipe. However, by stirring the wet steam using the static mixer 10, water droplets having different droplet diameters can be uniformly present in the steam pipe.

スタティックミキサ１０の内部には、例えば板材をねじって形成した複数のエレメント１０１、１０２が設けられている。スタティックミキサ１０は、これらのエレメント１０１、１０２により、流入した流体を順次撹拌して混ぜ合わせることができる。スタティックミキサ１０は、「蒸気配管内を流れる蒸気を撹拌する撹拌部」に該当する。   Inside the static mixer 10, for example, a plurality of elements 101 and 102 formed by twisting a plate material are provided. The static mixer 10 can stir and mix inflowed fluids sequentially by these elements 101 and 102. The static mixer 10 corresponds to “a stirrer that stirs the steam flowing in the steam pipe”.

サンプル採取管１１は、サンプリング部１１１と加熱部１１２とを含む。サンプリング部１１１は、その一端が蒸気配管４の内部に配置されているサンプル採取管１１の一部である。サンプリング部１１１は、スタティックミキサ１０において撹拌された湿り蒸気をサンプリングすることができる。サンプリング部１１１は、蒸気配管４内に配置され、かつ、蒸気を複数の異なる位置からそれぞれ流入させる複数の採取孔を備える。サンプリング部１１１は、「撹拌部にて撹拌した蒸気をサンプリングするサンプリング部」に該当する。   The sample collection tube 11 includes a sampling unit 111 and a heating unit 112. The sampling unit 111 is a part of the sample collection pipe 11 whose one end is arranged inside the steam pipe 4. The sampling unit 111 can sample the wet steam stirred in the static mixer 10. The sampling unit 111 includes a plurality of sampling holes that are arranged in the steam pipe 4 and allow the steam to flow in from a plurality of different positions. The sampling unit 111 corresponds to a “sampling unit that samples the steam stirred in the stirring unit”.

加熱部１１２は、蒸気配管４の外部に配置されているサンプル採取管１１の一部であり、サンプリング部１１１においてサンプリングした湿り蒸気を、ヒータ１６により加熱させることができる。このため、加熱部１１２は、ヒータ１６により加熱可能な位置に配置される。なお、サンプリング部１１１と加熱部１１２とは、それぞれ別体とし、それぞれを連結する構成としてもよい。   The heating unit 112 is a part of the sample collection pipe 11 disposed outside the steam pipe 4, and the wet steam sampled in the sampling unit 111 can be heated by the heater 16. For this reason, the heating part 112 is arrange | positioned in the position which can be heated with the heater 16. FIG. Note that the sampling unit 111 and the heating unit 112 may be separated from each other and connected to each other.

圧力センサ１２は、蒸気配管４の内部圧力を計測することができる。圧力センサ１３は、サンプル採取管１１における加熱部１１２の内部圧力を計測することができる。温度センサ１４は、サンプル採取管１１における加熱部１１２の内部温度を計測することができる。   The pressure sensor 12 can measure the internal pressure of the steam pipe 4. The pressure sensor 13 can measure the internal pressure of the heating unit 112 in the sample collection tube 11. The temperature sensor 14 can measure the internal temperature of the heating unit 112 in the sample collection tube 11.

オリフィス１５は、加熱部１１２の上流側と下流側の二箇所に配置されており、サンプル採取管１１における加熱部１１２に存在する蒸気の圧力及び体積を一定に保持することができる。   The orifices 15 are disposed at two locations on the upstream side and the downstream side of the heating unit 112, and can maintain a constant pressure and volume of the steam present in the heating unit 112 in the sample collection tube 11.

ヒータ１６は、サンプル採取管１１における加熱部１１２に存在する蒸気を加熱することができる。ヒータ１６には、例えば電熱式ヒータを用いることができる。   The heater 16 can heat the steam present in the heating unit 112 in the sample collection tube 11. As the heater 16, for example, an electrothermal heater can be used.

乾き度算出部１７は、圧力センサ１２、圧力センサ１３、温度センサ１４及び、ヒータ１６からの情報に基づいて、サンプリングした蒸気の乾き度を算出することができる。乾き度算出部１７には、例えばＣＰＵを備えたコンピュータ装置を用いることができる。乾き度算出部１７は、「サンプリングした蒸気を計測して乾き度を算出する乾き度算出部」に該当する。   The dryness calculation unit 17 can calculate the dryness of the sampled steam based on information from the pressure sensor 12, the pressure sensor 13, the temperature sensor 14, and the heater 16. For the dryness calculation unit 17, for example, a computer device including a CPU can be used. The dryness calculating unit 17 corresponds to a “dryness calculating unit that measures the sampled steam and calculates the dryness”.

[１−２．サンプル採取管におけるサンプリング部の構成]
図２は、配管内にサンプル採取管１１の一端（サンプリング部１１１）が設置された場合における配管断面の一例を模式的に示す図である。図２においては、図８と比較して、液滴径が比較的小さい水滴５１、液滴径が中程度の水滴５２及び、液滴径が比較的大きい水滴５３のそれぞれは、配管断面４０からみて均一に存在している。 [1-2. Configuration of sampling section in sample collection tube]
FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a pipe cross section when one end (sampling unit 111) of the sample collection pipe 11 is installed in the pipe. In FIG. 2, compared with FIG. 8, each of a water droplet 51 having a relatively small droplet diameter, a water droplet 52 having a medium droplet diameter, and a water droplet 53 having a relatively large droplet diameter are shown in FIG. It exists uniformly.

サンプリング部１１１には、複数の採取孔４１がそれぞれ形成される。蒸気配管４の内部を流れる湿り蒸気は、採取孔４１に流入する。湿り蒸気には、気相と液相が含まれているため、液相である水滴（液滴）が採取孔４１に流入する。つまり、採取孔４１を介して、水滴を含む蒸気を採取することができる。   A plurality of sampling holes 41 are respectively formed in the sampling unit 111. The wet steam flowing inside the steam pipe 4 flows into the sampling hole 41. Since the wet steam includes a gas phase and a liquid phase, water droplets (droplets) that are liquid phases flow into the sampling hole 41. That is, steam including water droplets can be collected through the collection hole 41.

図２に示すように、例えば採取孔４１ａ、４１ｂ及び４１ｄは、それぞれ水滴５１を１つずつ採取することができる。また、採取孔４１ｃは、水滴５２を１つ採取することができる。   As shown in FIG. 2, for example, the collection holes 41 a, 41 b, and 41 d can each collect one water droplet 51. The collection hole 41c can collect one water droplet 52.

このように、蒸気配管４の中に発生している水滴を含む湿り蒸気を、複数の異なる位置に設けられた採取孔４１に流入させることにより、蒸気配管４の内に発生する大きさの異なる水滴をまんべんなくサンプリングすることができる。特に、複数の採取孔４１が形成されたサンプリング部１１１を、配管４の断面中央付近において垂直方向に延びるように配置することにより、配管４の垂直方向の各位置（例えば、上、中、下）において流れ飛ぶ水滴を確実に採取することができる。   As described above, the wet steam containing water droplets generated in the steam pipe 4 flows into the sampling holes 41 provided at a plurality of different positions, so that the sizes generated in the steam pipe 4 are different. Water droplets can be sampled evenly. In particular, by arranging the sampling unit 111 in which a plurality of sampling holes 41 are formed so as to extend in the vertical direction near the center of the cross section of the pipe 4, each position in the vertical direction of the pipe 4 (for example, upper, middle, lower ) Can be reliably collected.

[１−３．乾き度の算出例]
図１に示した度測定装置１において蒸気の乾き度を算出する例を以下に説明する。蒸気配管４を流れる蒸気は、サンプリング部１１１を介してサンプル採取管１１に導かれる。蒸気配管４の圧力は、圧力センサ１２により計測され、乾き度算出部１７に通知される。 [1-3. Example of dryness calculation]
An example in which the degree of vapor dryness is calculated in the degree measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described below. The steam flowing through the steam pipe 4 is guided to the sample collection pipe 11 via the sampling unit 111. The pressure in the steam pipe 4 is measured by the pressure sensor 12 and notified to the dryness calculation unit 17.

サンプリング部１１１を介してサンプリングされた蒸気は、サンプル採取管１１の上流側のオリフィス１５を介して、加熱部１１２に流入する。加熱部１１２に流入した蒸気は、ヒータ１６により加熱されて乾き度１（１００％）の過熱蒸気となる。乾き度１の過熱蒸気が、圧力センサ１３及び温度センサ１４に導かれると、加熱部１１２における圧力及び温度が計測される。これら計測された、加熱部１１２における圧力及び温度は、乾き度算出部１７に通知される。この過熱蒸気は、サンプル採取管１１の下流側のオリフィス１５を介して、サンプル採取管１１の外部に排出される。   The vapor sampled through the sampling unit 111 flows into the heating unit 112 through the orifice 15 on the upstream side of the sample collection pipe 11. The steam that has flowed into the heating unit 112 is heated by the heater 16 and becomes superheated steam having a dryness of 1 (100%). When superheated steam with a dryness of 1 is led to the pressure sensor 13 and the temperature sensor 14, the pressure and temperature in the heating unit 112 are measured. The measured pressure and temperature in the heating unit 112 are notified to the dryness calculation unit 17. The superheated steam is discharged to the outside of the sample collection tube 11 through the orifice 15 on the downstream side of the sample collection tube 11.

なお、圧力センサ１４及び下流側のオリフィス１５は必須ではない。圧力センサ１４及び下流側のオリフィス１５を設けない場合、過熱蒸気は大気に放出される。この場合、乾き度算出装置１７は、大気圧を用いて乾き度を算出することができる。   The pressure sensor 14 and the downstream orifice 15 are not essential. When the pressure sensor 14 and the downstream orifice 15 are not provided, superheated steam is released to the atmosphere. In this case, the dryness calculating device 17 can calculate the dryness using the atmospheric pressure.

また、サンプル採取管１１の断面積、オリフィス１５の孔断面積及び、オリフィスの流量係数等は、予め乾き度算出部１７に設定されており、圧力センサ１２及び１３からの圧力値に基づいて加熱部１１２における蒸気流量が算出可能である。なお、オリフィス１５に代えて、図示しない流量センサを用いてもよい。この場合、流量センサは、サンプル採取管１１における加熱部１１２に流入した蒸気の流量を、乾き度算出部１７に通知することができる。また、流量センサを用いた場合、圧力センサ１２を設ける必要はない。   Further, the cross-sectional area of the sampling tube 11, the hole cross-sectional area of the orifice 15, the flow coefficient of the orifice, etc. are set in advance in the dryness calculation unit 17, and heating is performed based on the pressure values from the pressure sensors 12 and 13. The steam flow rate in the unit 112 can be calculated. Instead of the orifice 15, a flow sensor (not shown) may be used. In this case, the flow rate sensor can notify the dryness calculation unit 17 of the flow rate of the steam that has flowed into the heating unit 112 in the sample collection tube 11. Further, when the flow sensor is used, it is not necessary to provide the pressure sensor 12.

乾き度算出部１７は、圧力センサ１３及び温度センサ１４からの計測値に基づいて、加熱部１１２における過熱蒸気のエンタルピｈ１を算出する。また、乾き度算出部１７は、ヒータ１６において与えた熱量と、加熱部１１２に流入した蒸気の流量値とにより、単位流量当りのエンタルピ変化量Δｈを算出する。過熱蒸気のエンタルピｈ１から、エンタルピ変化量Δｈを減算することにより、湿り蒸気のエンタルピｈ２を求め、湿り蒸気のエンタルピｈ２に基づいて、湿り蒸気の乾き度を算出することができる。   The dryness calculation unit 17 calculates the enthalpy h1 of superheated steam in the heating unit 112 based on the measurement values from the pressure sensor 13 and the temperature sensor 14. Further, the dryness calculation unit 17 calculates the enthalpy change amount Δh per unit flow rate based on the amount of heat given by the heater 16 and the flow rate value of the steam flowing into the heating unit 112. By subtracting the enthalpy change amount Δh from the enthalpy h1 of the superheated steam, the enthalpy h2 of the wet steam can be obtained, and the dryness of the wet steam can be calculated based on the enthalpy h2 of the wet steam.

[１−４．まとめ]
上記乾き度測定装置１においては、撹拌部であるスタティックミキサ１０は、蒸気配管４内を流れる蒸気を乱流により撹拌する。サンプリング部は、撹拌部であるスタティックミキサ１０にて撹拌された蒸気をサンプリングする。乾き度算出部は、サンプリング部にてサンプリングした蒸気を計測して乾き度を算出する。このため、上記乾き度測定装置１は、水滴が均一に存在する蒸気を用いてその乾き度を算出することができる。これにより、上記乾き度測定装置１は、配管を流れる蒸気の乾き度を正確に測定することが可能となる。 [1-4. Summary]
In the dryness measuring apparatus 1, the static mixer 10 as a stirring unit stirs the steam flowing in the steam pipe 4 by turbulent flow. A sampling part samples the vapor | steam stirred with the static mixer 10 which is a stirring part. The dryness calculation unit calculates the dryness by measuring the steam sampled by the sampling unit. For this reason, the said dryness measuring apparatus 1 can calculate the dryness using the vapor | steam in which a water droplet exists uniformly. Thereby, the said dryness measuring apparatus 1 becomes possible [measuring the dryness of the vapor | steam which flows through piping accurately].

[２．他の実施形態]
[２−１．撹拌部の変形例]
上記実施形態においては、撹拌部としてスタティックミキサ１０を用いて乾き度測定装置１を構成したが、スタティックミキサ１０に代えてダイナミックミキサを用いてもよい。また、撹拌部には、１又は２以上の撹拌羽根を備えた装置を用いてもよい。 [2. Other Embodiments]
[2-1. Variation of stirring section]
In the embodiment described above, the dryness measuring apparatus 1 is configured using the static mixer 10 as the stirring unit, but a dynamic mixer may be used instead of the static mixer 10. Moreover, you may use the apparatus provided with the stirring blade of 1 or 2 or more for the stirring part.

[２−２．サンプリング部の変形例]
図３、図４、図５、図６及び図７は、それぞれ、サンプリング部１１１の変形例の一例を模式的に示す図である。 [2-2. Variation of sampling unit]
3, 4, 5, 6, and 7 are diagrams schematically illustrating examples of modifications of the sampling unit 111.

例えば図３に示すように、サンプリング部１１１を、配管４の断面４０からみて略十字形状となるように構成して、複数の異なる位置に採取孔４１を配置してもよい。   For example, as illustrated in FIG. 3, the sampling unit 111 may be configured to have a substantially cross shape when viewed from the cross section 40 of the pipe 4, and the sampling holes 41 may be arranged at a plurality of different positions.

例えば図４に示すように、サンプリング部１１１を、配管４の断面４０からみて垂直方向に２つのＩ字形状となるように構成して、複数の異なる位置に採取孔４１を配置してもよい。   For example, as shown in FIG. 4, the sampling unit 111 may be configured to have two I shapes in the vertical direction when viewed from the cross section 40 of the pipe 4, and the sampling holes 41 may be arranged at a plurality of different positions. .

例えば図５に示すように、サンプリング部１１１を、配管４の断面４０からみて略Ｈ字形状となるように構成して、複数の異なる位置に採取孔４１を配置してもよい。   For example, as shown in FIG. 5, the sampling unit 111 may be configured to have a substantially H shape when viewed from the cross section 40 of the pipe 4, and the sampling holes 41 may be arranged at a plurality of different positions.

例えば図６又は図７に示すように、蒸気配管の断面４０の中心からの距離に応じて、蒸気のサンプリング量を異ならせてもよい。図６においては、蒸気配管の断面４０の中心からの距離に応じて、蒸気をサンプリングする採取孔の個数を異ならせている。   For example, as shown in FIG. 6 or FIG. 7, the sampling amount of steam may be varied according to the distance from the center of the cross section 40 of the steam pipe. In FIG. 6, the number of sampling holes for sampling steam is varied according to the distance from the center of the cross section 40 of the steam pipe.

具体的には、図６においては、蒸気配管の断面４０の中心付近は４つの採取孔４１Ａを設け、その下部には３つの採取孔４１Ｂを設け、さらにその下部には２つの採取孔４１Ｃを設けている。このように、蒸気配管の断面４０の中心から離れる程、採取孔の個数を減少させることにより、水滴の分布が多い配管下部からのサンプリング量を抑制することができる。なお、採取孔４１Ａ、採取孔４１Ｂ及び採取孔４１Ｃは、蒸気配管の断面４０の中心からの距離が異なる同心円状にそれぞれ配置してもよい。   Specifically, in FIG. 6, four sampling holes 41A are provided near the center of the cross section 40 of the steam pipe, three sampling holes 41B are provided at the lower part thereof, and two sampling holes 41C are provided at the lower part thereof. Provided. As described above, the sampling amount from the lower part of the pipe where the distribution of water droplets is large can be suppressed by decreasing the number of sampling holes as the distance from the center of the cross section 40 of the steam pipe increases. The sampling hole 41A, the sampling hole 41B, and the sampling hole 41C may be arranged concentrically at different distances from the center of the cross section 40 of the steam pipe.

また、図７においては、蒸気配管の断面４０の中心からの距離に応じて、蒸気をサンプリングする採取孔の大きさを異ならせている。具体的には、図７においては、蒸気配管の断面４０の中心付近は開口面積が比較的大きい採取孔４１Ｄを設け、その下部には開口面積が中程度の採取孔４１Ｅを設け、さらにその下部には開口面積が比較的小さい採取孔４１Ｆを設けている。このように、蒸気配管の断面４０の中心から離れる程、採取孔の開口面積を小さくすることにより、水滴の分布が多い配管下部からのサンプリング量を抑制することができる。なお、採取孔４１Ｄ、採取孔４１Ｅ及び採取孔４１Ｆは、蒸気配管の断面４０の中心からの距離が異なる同心円状にそれぞれ配置してもよい。   Further, in FIG. 7, the size of the sampling hole for sampling the steam is varied according to the distance from the center of the cross section 40 of the steam pipe. Specifically, in FIG. 7, a sampling hole 41D having a relatively large opening area is provided near the center of the cross section 40 of the steam pipe, and a sampling hole 41E having a medium opening area is provided below the sampling hole 41D. Is provided with a sampling hole 41F having a relatively small opening area. As described above, the sampling amount from the lower part of the pipe where the distribution of water droplets is large can be suppressed by reducing the opening area of the sampling hole as the distance from the center of the cross section 40 of the steam pipe decreases. The sampling hole 41D, the sampling hole 41E, and the sampling hole 41F may be arranged concentrically at different distances from the center of the cross section 40 of the steam pipe.

なお、サンプリング部１１１に形成される採取孔４１の形状、大きさ又は個数は、上記において例示したものに限定されない。例えば、配管径や蒸気の質に応じて、上記採取孔４１の形状、大きさ又は個数は適宜変更することができる。   Note that the shape, size, or number of the sampling holes 41 formed in the sampling unit 111 is not limited to those exemplified above. For example, the shape, size, or number of the sampling holes 41 can be changed as appropriate according to the pipe diameter and the quality of the steam.

[２−３．乾き度算出部の変形例]
上記実施形態においては、サンプリングした湿り蒸気を加熱した際におけるエンタルピ変化に基づいて乾き度を算出する例を説明したが、他の方法を用いて乾き度を算出してもよい。 [2-3. Modified example of dryness calculation unit]
In the above-described embodiment, the example in which the dryness is calculated based on the change in enthalpy when the sampled wet steam is heated has been described, but the dryness may be calculated using another method.

例えば、湿り蒸気をノズルを通して測定容器内に噴射して断熱膨脹させて過熱蒸気とし、ノズルの上流側の圧力と測定容器内の圧力及び温度を検出することにより、モリエル線図あるいは飽和蒸気表及び過熱蒸気表を用いて乾き度を測定する方法により、蒸気の乾き度を算出してもよい。   For example, wet steam is injected into a measurement container through a nozzle and adiabatically expanded to form superheated steam. By detecting the pressure upstream of the nozzle and the pressure and temperature in the measurement container, the Mollier diagram or the saturated steam table and You may calculate the dryness of a vapor | steam by the method of measuring dryness using a superheated steam table.

また、赤外線、超音波又はレーザー等を利用して検出した気相と液相の割合に基づいて、蒸気の乾き度を算出してもよい。   The vapor dryness may be calculated based on the ratio between the gas phase and the liquid phase detected using infrared rays, ultrasonic waves, lasers, or the like.

[２−４．その他]
なお、上記各実施形態において説明した構成の一部または全部を、２以上組み合わせた構成としてもよい。 [2-4. Other]
In addition, it is good also as a structure which combined a part or all of the structure demonstrated in said each embodiment 2 or more.

１ 乾き度測定装置
１０ スタティックミキサ
１１ サンプル採取管
１２ 圧力センサ
１３ 圧力センサ
１４ 温度センサ
１５ オリフィス
１６ ヒータ
１７ 乾き度算出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dryness measuring apparatus 10 Static mixer 11 Sample collection pipe 12 Pressure sensor 13 Pressure sensor 14 Temperature sensor 15 Orifice 16 Heater 17 Dryness calculation part

Claims (5)

蒸気配管を流れる蒸気をサンプリングして乾き度を測定する乾き度測定装置であって、
前記蒸気配管内を流れる蒸気を撹拌する撹拌部と、
前記撹拌部にて撹拌した蒸気をサンプリングするサンプリング部と、
前記サンプリング部にてサンプリングした蒸気を計測して乾き度を算出する乾き度算出部と
を備える乾き度測定装置。 A dryness measuring device that measures the dryness by sampling the steam flowing through the steam pipe,
A stirring section for stirring the steam flowing in the steam pipe;
A sampling unit for sampling steam stirred in the stirring unit;
A dryness measuring apparatus comprising: a dryness calculating unit that measures the vapor sampled by the sampling unit and calculates the dryness. 前記撹拌部は、前記蒸気配管内に乱流を発生させることにより前記蒸気を撹拌する
請求項１に記載の乾き度測定装置。 The dryness measuring apparatus according to claim 1, wherein the stirring unit stirs the steam by generating turbulent flow in the steam pipe. 前記撹拌部は、前記蒸気配管内に設けられたスタティックミキサを含むものである
請求項２に記載の乾き度測定装置。 The dryness measuring apparatus according to claim 2, wherein the agitation unit includes a static mixer provided in the steam pipe. 前記サンプリング部は、前記蒸気配管内に配置され、かつ、前記蒸気を複数の異なる位置からそれぞれ流入させる複数の採取孔を備える
請求項１〜３のいずれか一項に記載の乾き度測定装置。 The dryness measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the sampling unit includes a plurality of sampling holes that are arranged in the steam pipe and allow the steam to flow from a plurality of different positions. 蒸気配管を流れる蒸気をサンプリングして乾き度を測定する乾き度測定方法であって、
前記蒸気配管内を流れる蒸気を撹拌する撹拌工程と、
前記撹拌工程にて撹拌した蒸気をサンプリングするサンプリング工程と、
前記サンプリング工程にてサンプリングした蒸気を計測して乾き度を算出する乾き度算出工程と
を含む乾き度測定方法。 A method for measuring dryness by sampling steam flowing through a steam pipe and measuring the dryness,
A stirring step of stirring the steam flowing in the steam pipe;
A sampling step of sampling the steam stirred in the stirring step;
A dryness measuring method comprising: a dryness calculating step of measuring the vapor sampled in the sampling step and calculating the dryness.
JP2013043395A 2013-03-05 2013-03-05 Dryness measuring device Active JP6083898B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013043395A JP6083898B2 (en) 2013-03-05 2013-03-05 Dryness measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013043395A JP6083898B2 (en) 2013-03-05 2013-03-05 Dryness measuring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014169986A true JP2014169986A (en) 2014-09-18
JP6083898B2 JP6083898B2 (en) 2017-02-22

Family

ID=51692455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013043395A Active JP6083898B2 (en) 2013-03-05 2013-03-05 Dryness measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6083898B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014235116A (en) * 2013-06-04 2014-12-15 株式会社テイエルブイ Dryness measuring apparatus

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6276437A (en) * 1985-07-16 1987-04-08 エンジニアリング　メジヤ−メンツ　カンパニ− Method and device for measuring dryness of steam
JPH0238944A (en) * 1988-07-29 1990-02-08 Nippon Atom Ind Group Co Ltd Nuclear power plant
JPH02129538A (en) * 1988-11-09 1990-05-17 Tlv Co Ltd Steam dryness meter
JPH0651856U (en) * 1992-12-21 1994-07-15 株式会社堀場製作所 Gas mixing device for gas sampling device
JPH1094743A (en) * 1996-09-24 1998-04-14 Ryobi Ltd Powder device
JPH1164181A (en) * 1997-08-18 1999-03-05 Dainippon Printing Co Ltd Concentration measuring device for evaporated solvent
JP2001141717A (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Tlv Co Ltd Property measuring device of vapor
JP2002243610A (en) * 2001-02-15 2002-08-28 Tlv Co Ltd Vapor supply path for vapor dryness measuring device
JP2002243612A (en) * 2001-02-15 2002-08-28 Tlv Co Ltd Control device for vapor dryness or wetness

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6276437A (en) * 1985-07-16 1987-04-08 エンジニアリング　メジヤ−メンツ　カンパニ− Method and device for measuring dryness of steam
JPH0238944A (en) * 1988-07-29 1990-02-08 Nippon Atom Ind Group Co Ltd Nuclear power plant
JPH02129538A (en) * 1988-11-09 1990-05-17 Tlv Co Ltd Steam dryness meter
JPH0651856U (en) * 1992-12-21 1994-07-15 株式会社堀場製作所 Gas mixing device for gas sampling device
JPH1094743A (en) * 1996-09-24 1998-04-14 Ryobi Ltd Powder device
JPH1164181A (en) * 1997-08-18 1999-03-05 Dainippon Printing Co Ltd Concentration measuring device for evaporated solvent
JP2001141717A (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Tlv Co Ltd Property measuring device of vapor
JP2002243610A (en) * 2001-02-15 2002-08-28 Tlv Co Ltd Vapor supply path for vapor dryness measuring device
JP2002243612A (en) * 2001-02-15 2002-08-28 Tlv Co Ltd Control device for vapor dryness or wetness

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014235116A (en) * 2013-06-04 2014-12-15 株式会社テイエルブイ Dryness measuring apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP6083898B2 (en) 2017-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Du et al. Flow pattern and water holdup measurements of vertical upward oil–water two-phase flow in small diameter pipes
Lee et al. Determination of flow regime and gas holdup in gas–liquid stirred tanks
Barbosa Jr et al. Liquid entrainment, droplet concentration and pressure gradient at the onset of annular flow in a vertical pipe
Ortiz-Vidal et al. Vibration response of a pipe subjected to two-phase flow: Analytical formulations and experiments
Riverin et al. Fluctuating forces caused by internal two-phase flow on bends and tees
Wang et al. An experimental study of the statistical parameters of gas–liquid two-phase slug flow in horizontal pipeline
US20100138168A1 (en) Apparatus and a method of measuring the flow of a fluid
Giraudeau et al. Two-phase flow-induced forces on piping in vertical upward flow: excitation mechanisms and correlation models
Yun et al. Experimental investigation of local two-phase flow parameters of a subcooled boiling flow in an annulus
JP6199077B2 (en) Dryness measuring device
Wang et al. Measurement of gas phase characteristics in bubbly oil-gas-water flows using bi-optical fiber and high-resolution conductance probes
Pan et al. A new model for volume fraction measurements of horizontal high-pressure wet gas flow using gamma-based techniques
Zheng et al. Error analysis of gas and liquid flow rates metering method based on differential pressure in wet gas
Barreto et al. Frictional pressure drop and void fraction analysis in air–water two-phase flow in a microchannel
Dong et al. Experimental investigation on non-boiling heat transfer of two-component air-oil and air-water slug flow in horizontal pipes
Denghui et al. Gas-liquid two phase flow with high GVF through a horizontal V-Cone throttle device
Tian et al. Comparison of local interfacial characteristics between vertical upward and downward two-phase flows using a four-sensor optical probe
Xu et al. Wet gas flow modeling for a vertically mounted Venturi meter
Gajan et al. Analysis of high pressure tests on wet gas flow metering with a Venturi meter
JP6083898B2 (en) Dryness measuring device
Lupeau et al. Influence of the presence of an upstream annular liquid film on the wet gas flow measured by a Venturi in a downward vertical configuration
Hammoudi et al. Dispersed two-phase flow analysis by pulsed ultrasonic velocimetry in SMX static mixer
JP2014169985A (en) Dryness measuring device
JP6083899B2 (en) Dryness measuring device
Genić et al. Heat transfer rate of direct-contact condensation on baffle trays

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170118

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170123

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6083898

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250