JP2014228286A - Dryness measurement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dryness measurement device capable of accurately measuring the dryness of steam flowing in piping.SOLUTION: A dryness measurement device 1 which measures dryness by sampling steam flowing in steam piping, includes: a sampling portion 111 for sampling the steam following in the steam piping from a sampling position in the steam piping; and a dryness calculating portion 17 for measuring the sampled steam to calculate dryness. The sampling portion 111 has a mechanism for changing the sampling position according to steam flow speed.

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することが困難であった。   However, since the conventional dryness measuring apparatus samples the vapor from only a part of the pipe, it is difficult to accurately measure the dryness of the steam flowing through the pipe.

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７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. 7 is a diagram schematically illustrating an example of the presence state of water droplets in the cross section of the steam pipe.

図７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. 7, 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、
前記蒸気配管中を流れる蒸気を、前記蒸気配管内のサンプリング位置からサンプリングするサンプリング部と、
前記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、
前記サンプリング部は、前記サンプリング位置を蒸気流速に応じて変更する機構を有する。 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 sampling section for sampling the steam flowing in the steam pipe from a sampling position in the steam pipe;
A dryness calculating unit that measures the sampled steam and calculates the dryness;
The sampling unit has a mechanism for changing the sampling position according to a steam flow rate.

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４の長手方向の垂直断面から見た場合におけるサンプル採取管１１のサンプリング部１１１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 sampling part 111 of the sample collection pipe | tube 11 at the time of seeing from the vertical cross section of the longitudinal direction of the piping 4. As shown in FIG. 湿り蒸気の流速が遅い場合における、サンプル採取管１１のサンプリング部１１１が回動した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 state which the sampling part 111 of the sample collection pipe | tube 11 rotated in the case where the flow rate of wet steam is slow. 湿り蒸気の流速が遅い場合における、配管断面の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 of a piping cross section in the case where the flow rate of wet steam is slow. 湿り蒸気の流速が速い場合における、サンプル採取管１１のサンプリング部１１１が回動した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 state which the sampling part 111 of the sample collection pipe | tube 11 rotated in the case where the flow rate of wet steam is quick. 湿り蒸気の流速が速い場合における、配管断面の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 of a piping cross section in the case where the flow velocity of wet steam is quick. 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。図２は、配管４の長手方向の垂直断面から見た場合におけるサンプル採取管１１のサンプリング部１１１の一例を模式的に示す図である。 [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. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of the sampling unit 111 of the sample collection pipe 11 when viewed from a vertical cross section in the longitudinal direction of the pipe 4.

乾き度測定装置１は、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。   The dryness measuring apparatus 1 includes 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), a temperature sensor 14 for a sample collection pipe, and an orifice 15 The heater 16 and the dryness calculation unit 17 are included.

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の一部であり、蒸気配管４の内部を流れる湿り蒸気を、サンプリングすることができる。サンプリング部１１１は、「蒸気配管中を流れる蒸気を、蒸気配管内のサンプリング位置から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, and can sample the wet steam flowing inside the steam pipe 4. The sampling unit 111 corresponds to “a sampling unit that samples the steam flowing in the steam pipe from the sampling position in the steam pipe”.

サンプリング部１１１は、サンプリング開口１１１ａと回動軸１１１ｂとを備える。サンプリング開口１１１ａは、例えばサンプリング部１１１を構成する筒状の壁面の一部を切り欠くことにより形成することができる。サンプリング開口１１１ａは、湿り蒸気をサンプル採取管１１に流入させることができる。   The sampling unit 111 includes a sampling opening 111a and a rotation shaft 111b. The sampling opening 111a can be formed, for example, by cutting out a part of a cylindrical wall surface constituting the sampling unit 111. The sampling opening 111 a allows wet steam to flow into the sample collection tube 11.

回動軸１１１ｂは、サンプリング部１１１が湿り蒸気の流体圧力を受けて回動するように構成される。例えば、回動軸１１１ｂは、蒸気の流れ方向又は配管４の長手方向と直交する方向に回動するように構成することができる。この場合、回動軸１１１ｂは、蒸気流速が速くなるほど回動軸１１１ｂの回動角が大きくなり、蒸気流速が遅くなるほど回動軸１１１ｂの回動角が小さくなるように回動することが好ましい。回動軸１１１ｂは、「サンプリング位置を蒸気流速に応じて変更する機構」に該当する。   The rotation shaft 111b is configured such that the sampling unit 111 rotates upon receiving the fluid pressure of wet steam. For example, the rotation shaft 111b can be configured to rotate in a direction perpendicular to the flow direction of the steam or the longitudinal direction of the pipe 4. In this case, the rotation shaft 111b preferably rotates so that the rotation angle of the rotation shaft 111b increases as the steam flow rate increases, and the rotation angle of the rotation shaft 111b decreases as the steam flow rate decreases. . The rotation shaft 111b corresponds to “a mechanism for changing the sampling position according to the steam flow velocity”.

回転軸１１１ｂは、自らが回動することにより、サンプリング開口１１１ａの位置を変更することができる。回動軸１１１ｂは、例えばフレキシブルジョイント又は可動式エルボジョイント等を用いて構成することができる。この場合、サンプリング部１１１と加熱部１１２とは、回転軸１１１ｂを介して互いに連通可能に接続される。   The rotation shaft 111b can change the position of the sampling opening 111a by rotating itself. The rotation shaft 111b can be configured using, for example, a flexible joint or a movable elbow joint. In this case, the sampling unit 111 and the heating unit 112 are connected so as to be able to communicate with each other via the rotating shaft 111b.

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．サンプリング部の動き]
図３及び図５は、サンプル採取管１１のサンプリング部１１１が回動した状態の一例を模式的に示す図である。具体的には、図３は湿り蒸気の流速が遅い場合（湿り蒸気の流体圧力が小さい場合）におけるサンプリング部１１１の回動状態を示しており、図５は湿り蒸気の流速が速い場合（湿り蒸気の流体圧力が大きい場合）におけるサンプリング部１１１の回動状態を示している。また、図４は、湿り蒸気の流速が遅い場合における、配管断面の水滴の存在状態の一例を模式的に示す図であり、図６は湿り蒸気の流速が速い場合における、配管断面の水滴の存在状態の一例を模式的に示す図である。 [1-2. Movement of sampling unit]
3 and 5 are diagrams schematically illustrating an example of a state in which the sampling unit 111 of the sample collection tube 11 is rotated. Specifically, FIG. 3 shows the rotation state of the sampling unit 111 when the flow rate of the wet steam is slow (when the fluid pressure of the wet steam is small), and FIG. 5 shows the case where the flow rate of the wet steam is high (wetness). The rotation state of the sampling part 111 in the case where the fluid pressure of steam is large) is shown. FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the presence of water droplets in the cross section of the pipe when the flow rate of the wet steam is slow, and FIG. 6 is a diagram of water drops in the cross section of the pipe when the flow rate of the wet steam is high. It is a figure which shows an example of an existing state typically.

湿り蒸気の流速が遅い場合、図４に示すように、液滴径の大きさに関わらず水滴５１は、配管断面４０の下方部に多く分布する。一方、湿り蒸気の流速が速い場合、図６に示すように、液滴径の大きさに関わらず水滴５１は、配管断面４０の中心部に多く分布する。これは、流速が速くなると配管断面中心付近の圧力が低下することにより、各水滴５１が中心方向へ移動するためである。   When the flow rate of the wet steam is low, as shown in FIG. 4, many water droplets 51 are distributed in the lower part of the pipe cross section 40 regardless of the size of the droplet diameter. On the other hand, when the flow rate of the wet steam is high, many water droplets 51 are distributed in the center of the pipe cross section 40 regardless of the size of the droplet diameter, as shown in FIG. This is because each water droplet 51 moves toward the center due to a decrease in pressure near the center of the pipe cross section as the flow velocity increases.

蒸気配管４の内部を流れる湿り蒸気は、サンプリング開口１１１ａ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）がサンプリング開口１１１ａに流入する。つまり、サンプリング開口１１１ａを介して、水滴を含む蒸気を採取することができる。   Wet steam flowing inside the steam pipe 4 flows into the sampling opening 111a. Since the wet steam includes a gas phase and a liquid phase, water droplets (droplets) that are a liquid phase flow into the sampling opening 111a. That is, steam including water droplets can be collected through the sampling opening 111a.

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、蒸気の流速に応じて位置が変わるサンプリング開口１１１ａ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、流速による影響を受けることなく、確実にサンプリングすることができる。湿り蒸気に含まれる水滴を流速によらず確実にサンプリングすることにより、流速の違いによるサンプリング誤差を低減して、以下に示す乾き度を精度よく算出することができる。   In this way, the wet steam containing water droplets generated in the steam pipe 4 is caused to flow into the sampling opening 111a whose position changes according to the flow velocity of the steam, so that the magnitude of the steam generated in the steam pipe 4 is increased. Different water droplets can be reliably sampled without being affected by the flow velocity. By sampling the water droplets contained in the wet steam reliably regardless of the flow rate, the sampling error due to the difference in the flow rate can be reduced, and the dryness shown below can be accurately calculated.

[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、サンプリング部は、蒸気配管４内を流れる蒸気を、流速に応じて変更した位置からサンプリングする。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、流速に応じて変更した位置からサンプリングした湿り蒸気を用いてその乾き度を算出することができる。この場合、湿り蒸気のサンプリング誤差を低減できる。このため、上記乾き度測定装置１は、湿り蒸気の乾き度を精度よく測定することが可能となる。 [1-4. Summary]
In the dryness measuring apparatus 1, the sampling unit samples the steam flowing in the steam pipe 4 from the position changed according to the flow velocity. 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 wet steam sampled from the position changed according to the flow velocity. In this case, the sampling error of wet steam can be reduced. For this reason, the dryness measuring apparatus 1 can accurately measure the dryness of wet steam.

[２．他の実施形態]
[２−１．サンプリング部の変形例]
上記実施形態においては、流体圧力により回動軸１１１ｂが回動することにより、サンプリング開口１１１ａの位置を変動させる例について説明したが、流体圧力を検出するセンサからの出力に応じて、機械的にサンプリング開口１１１ａの位置を変化させてもよい。この場合、例えばセンサ出力に応じて回動軸１１１ｂを回動させるモータを用いてもよい。 [2. Other Embodiments]
[2-1. Variation of sampling unit]
In the above-described embodiment, the example in which the position of the sampling opening 111a is changed by the rotation of the rotation shaft 111b by the fluid pressure has been described. However, according to the output from the sensor that detects the fluid pressure, mechanically The position of the sampling opening 111a may be changed. In this case, for example, a motor that rotates the rotation shaft 111b according to the sensor output may be used.

なお、サンプリング開口１１１ａ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、上記サンプリング開口１１１ａ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 openings 111a is not limited to those exemplified above. For example, the shape, size, or number of the sampling openings 111a can be changed as appropriate according to the pipe diameter and the quality of the steam.

[２−２．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。 [2-2. 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.

[２−３．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。 [2-3. 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
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 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、
前記蒸気配管中を流れる蒸気を、前記蒸気配管内のサンプリング位置からサンプリングするサンプリング部と、
前記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、
前記サンプリング部は、前記サンプリング位置を蒸気流速に応じて変更する機構を有する乾き度測定装置。 A dryness measuring device that measures the dryness by sampling the steam flowing through the steam pipe,
A sampling section for sampling the steam flowing in the steam pipe from a sampling position in the steam pipe;
A dryness calculating unit that measures the sampled steam and calculates the dryness;
The said sampling part is a dryness measuring apparatus which has a mechanism which changes the said sampling position according to a vapor | steam flow velocity. 前記サンプリング部は、蒸気流速が速くなるほど、前記蒸気配管の断面中心に近い位置をサンプリング位置とする、
請求項１に記載の乾き度測定装置。 The sampling unit, as the steam flow rate is faster, the position closer to the center of the cross section of the steam pipe as the sampling position,
The dryness measuring apparatus according to claim 1. 前記サンプリング部は、蒸気流速が遅くなるほど、前記蒸気配管の断面中心から遠い位置をサンプリング位置とする、
請求項１又は２に記載の乾き度測定装置。 The sampling unit, the slower the steam flow rate, the farther away from the center of the cross section of the steam pipe, the sampling position,
The dryness measuring apparatus according to claim 1 or 2. 前記サンプリング部は、前記蒸気の流れ方向と直交する方向に回動軸を有し、
蒸気流速が速くなるほど前記回動軸の回動角を大きくし、蒸気流速が遅くなるほど前記回動軸の回動角を小さくすることによって、前記サンプリング位置を蒸気流速に応じて変更する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の乾き度測定装置。 The sampling unit has a rotation shaft in a direction orthogonal to the flow direction of the steam,
The sampling position is changed according to the steam flow rate by increasing the rotation angle of the rotation shaft as the steam flow rate increases, and decreasing the rotation angle of the rotation shaft as the steam flow rate decreases.
The dryness measuring apparatus as described in any one of Claims 1-3. 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、
前記蒸気配管中を流れる蒸気を、前記蒸気配管内のサンプリング位置から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み、
前記サンプリング工程は、前記サンプリング位置を蒸気流速に応じて変更する工程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,
Sampling step of sampling the steam flowing through the steam pipe from a sampling position in the steam pipe;
A dryness calculating step of measuring the sampled vapor and calculating a dryness,
The said sampling process is a dryness measuring method including the process of changing the said sampling position according to a vapor | steam flow velocity.
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