JP2734491B2 - ２相流エンタルピ計測装置 - Google Patents
２相流エンタルピ計測装置Info
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- JP2734491B2 JP2734491B2 JP4351891A JP4351891A JP2734491B2 JP 2734491 B2 JP2734491 B2 JP 2734491B2 JP 4351891 A JP4351891 A JP 4351891A JP 4351891 A JP4351891 A JP 4351891A JP 2734491 B2 JP2734491 B2 JP 2734491B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipe
- phase flow
- pressure
- mother
- outlet
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- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変圧貫流ボイラ等の運転
制御のための２相流エンタルピ計測装置に関する。
制御のための２相流エンタルピ計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】変圧貫流形ボイラの火炉壁熱流束分布を
知るために火炉出口連絡管等における２相流エンタルピ
の計測が行なわれる。この２相流エンタルピの計測法は
図２に示すように、母管１１に挿入された吸引管１２の
複数の先端ノズル１３から２相流を吸引する。さらに減
圧弁１４から膨張タンク１５に導びき、そこで過熱状態
になるまで圧力を下げて膨張させ、この過熱蒸気のエン
タルピを圧力計１７と温度計１８により計る。その後ド
レン弁１６より排気する。このような減圧ラインは断熱
されており、等エンタルピ流れとなるから計測された過
熱蒸気のエンタルピは母管１１から吸引された２相流の
エンタルピとなる。
知るために火炉出口連絡管等における２相流エンタルピ
の計測が行なわれる。この２相流エンタルピの計測法は
図２に示すように、母管１１に挿入された吸引管１２の
複数の先端ノズル１３から２相流を吸引する。さらに減
圧弁１４から膨張タンク１５に導びき、そこで過熱状態
になるまで圧力を下げて膨張させ、この過熱蒸気のエン
タルピを圧力計１７と温度計１８により計る。その後ド
レン弁１６より排気する。このような減圧ラインは断熱
されており、等エンタルピ流れとなるから計測された過
熱蒸気のエンタルピは母管１１から吸引された２相流の
エンタルピとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の２相流エン
タルピ計では、吸引管内の静圧が減圧弁の操作により低
下し、母管の静圧より低くくなる傾向があった。そのた
め、吸引される２相流の気相流量と液相流量の割合は母
管を流れる２相流のものと異なって気相流量の割合が大
きくなる傾向がある。したがって、計測されるエンタル
ピは実際より大きい側にある傾向があった。
タルピ計では、吸引管内の静圧が減圧弁の操作により低
下し、母管の静圧より低くくなる傾向があった。そのた
め、吸引される２相流の気相流量と液相流量の割合は母
管を流れる２相流のものと異なって気相流量の割合が大
きくなる傾向がある。したがって、計測されるエンタル
ピは実際より大きい側にある傾向があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。すなわち、２相流エンタル
ピ計測装置として、二相流の流れる母管と、同母管に挿
入され上流側に複数のノズルを持つ吸引管と、上記母管
に挿入され下流側に複数の孔を持つ吐出管と、一次側の
入口および出口がそれぞれ上記吸引管および上記吐出管
につながれ二次側が過熱蒸気ラインにつながれた熱交換
器と、同熱交換器の一次側の入口部に設けられる第１の
圧力計および第１の温度計と、上記一次側の出口部に設
けられる第２の温度計と、上記熱交換器の二次側の入口
部に設けられる第２の圧力計および第３の温度計と、上
記二次側の出口部に設けられる第４の温度計とを設け
る。
するため次の手段を講ずる。すなわち、２相流エンタル
ピ計測装置として、二相流の流れる母管と、同母管に挿
入され上流側に複数のノズルを持つ吸引管と、上記母管
に挿入され下流側に複数の孔を持つ吐出管と、一次側の
入口および出口がそれぞれ上記吸引管および上記吐出管
につながれ二次側が過熱蒸気ラインにつながれた熱交換
器と、同熱交換器の一次側の入口部に設けられる第１の
圧力計および第１の温度計と、上記一次側の出口部に設
けられる第２の温度計と、上記熱交換器の二次側の入口
部に設けられる第２の圧力計および第３の温度計と、上
記二次側の出口部に設けられる第４の温度計とを設け
る。
【０００５】
【作用】上記手段により、吸引管のノズル孔の断面積の
合計は吸引管の断面積より十分小さいから、ノズル孔に
おける流速のもつ動圧は急拡大圧力損失によりほぼ全部
が失われ、吸引管内静圧は母管の静圧に等しくなる。一
次側ライン内の流速は母管内の流速よりかなり小さいか
ら一次側ライン内の圧力損失は母管内の２相流の動圧に
比べて小さく無視できる程度となる。吸引管の母管での
出口孔の静圧は母管内の静圧よりほぼ母管内の２相流の
動圧分だけ低くくなり、吸引された流体が出口孔から流
出する際の加速に必要となる動圧が得られ、吸引された
流体は母管で流出する。このようにして吸引管から吐出
管へ流れる２相流のエンタルピが母管を流れるエンタル
ピに等しくなる。
合計は吸引管の断面積より十分小さいから、ノズル孔に
おける流速のもつ動圧は急拡大圧力損失によりほぼ全部
が失われ、吸引管内静圧は母管の静圧に等しくなる。一
次側ライン内の流速は母管内の流速よりかなり小さいか
ら一次側ライン内の圧力損失は母管内の２相流の動圧に
比べて小さく無視できる程度となる。吸引管の母管での
出口孔の静圧は母管内の静圧よりほぼ母管内の２相流の
動圧分だけ低くくなり、吸引された流体が出口孔から流
出する際の加速に必要となる動圧が得られ、吸引された
流体は母管で流出する。このようにして吸引管から吐出
管へ流れる２相流のエンタルピが母管を流れるエンタル
ピに等しくなる。
【０００６】
【実施例】本発明の一実施例を図１により説明する。計
測対象の二相流の流れる母管１内にほぼ直角に吸引管２
が挿入される。吸引管２の上流側には複数のノズル３が
設けられる。吸引管２の下流側にほぼ直角に吐出管５が
挿入される。吐出管５の下流側には複数の孔ａが設けら
れる。
測対象の二相流の流れる母管１内にほぼ直角に吸引管２
が挿入される。吸引管２の上流側には複数のノズル３が
設けられる。吸引管２の下流側にほぼ直角に吐出管５が
挿入される。吐出管５の下流側には複数の孔ａが設けら
れる。
【０００７】本実施例（７００ＭＷe の超臨界圧ボイ
ラ) では、母管１の内径３００φに対して、吸引管２お
よびそれより下流のラインの内径は７φ、ノズル３は
１．５φで８個を母管内の断面積を８等分に分割した領
域のそれぞれの中心に設けた。また吐出管５の内径と孔
ａはそれぞれ７φ、３φ×２とした。
ラ) では、母管１の内径３００φに対して、吸引管２お
よびそれより下流のラインの内径は７φ、ノズル３は
１．５φで８個を母管内の断面積を８等分に分割した領
域のそれぞれの中心に設けた。また吐出管５の内径と孔
ａはそれぞれ７φ、３φ×２とした。
【０００８】吸引管２は熱交換器４の一次側入口につな
がれ、その出口に吐出管５がつながれる。さらに熱交換
器４の二次側の入口はボイラ過熱蒸気ライン６に、その
出口はボイラ蒸気ラインへの戻り管７につながれる。
がれ、その出口に吐出管５がつながれる。さらに熱交換
器４の二次側の入口はボイラ過熱蒸気ライン６に、その
出口はボイラ蒸気ラインへの戻り管７につながれる。
【０００９】熱交換器４の一次側の入口部には圧力計Ｐ
1 と温度計Ｔ11が、出口部には温度計Ｔ12がつながれ
る。また二次側の入口部には圧力計Ｐ2 と温度計Ｔ21が
出口部には温度計Ｔ22がつながれる。さらにこれらは図
示しない演算器につながれる。
1 と温度計Ｔ11が、出口部には温度計Ｔ12がつながれ
る。また二次側の入口部には圧力計Ｐ2 と温度計Ｔ21が
出口部には温度計Ｔ22がつながれる。さらにこれらは図
示しない演算器につながれる。
【００１０】以上の構成において、吸引管２のノズル孔
３の断面積の合計は吸引管の断面積より十分小さいか
ら、ノズル孔における流速のもつ動圧は急拡大圧力損失
によりほぼ全部が失われ、吸引管２内静圧は母管の静圧
に等しくなる。一次側ライン８内の流速は母管１内の流
速よりかなり小さいから一次側ライン内の圧力損失は母
管内の２相流の動圧に比べて小さく無視できる程度とな
る。吐出管５の母管１への出口孔ａの静圧は母管内の静
圧よりほぼ母管内の２相流の動圧分だけ低くくなり、吸
引された流体が出口孔ａから流出する際の加速に必要と
なる動圧が得られ、吸引された流体は母管へ流出する。
このようにして吸引管２から吐出管５へ流れる２相流の
エンタルピが母管１を流れるエンタルピに等しくなる。
３の断面積の合計は吸引管の断面積より十分小さいか
ら、ノズル孔における流速のもつ動圧は急拡大圧力損失
によりほぼ全部が失われ、吸引管２内静圧は母管の静圧
に等しくなる。一次側ライン８内の流速は母管１内の流
速よりかなり小さいから一次側ライン内の圧力損失は母
管内の２相流の動圧に比べて小さく無視できる程度とな
る。吐出管５の母管１への出口孔ａの静圧は母管内の静
圧よりほぼ母管内の２相流の動圧分だけ低くくなり、吸
引された流体が出口孔ａから流出する際の加速に必要と
なる動圧が得られ、吸引された流体は母管へ流出する。
このようにして吸引管２から吐出管５へ流れる２相流の
エンタルピが母管１を流れるエンタルピに等しくなる。
【００１１】このようにして母管１内を流れる２相流
（主に噴霧流となる）の断面内の分布に対応した平均的
な２相流が吸引される。吸引された２相流は熱交換器４
で蒸発し、過熱蒸気となる。このときの高温側蒸気との
ヒートバランスより式（１）が成立し式（２）がえられ
る。
（主に噴霧流となる）の断面内の分布に対応した平均的
な２相流が吸引される。吸引された２相流は熱交換器４
で蒸発し、過熱蒸気となる。このときの高温側蒸気との
ヒートバランスより式（１）が成立し式（２）がえられ
る。
【００１２】 Ｑ＝（（１−ｔin）ｈge＋（Ｔ12−Ｔ1.sat ）Ｃpg1.）Ｗ1 ＝（Ｔ21−Ｔ22）Ｃpg2 Ｗ2 ・・・（１） （１−ｘin）ｈge＝（Ｔ21−Ｔ22）Ｃpg2 （Ｗ2 ／Ｗ1 ）− （Ｔ12−Ｔ1.sat ）Ｃpg1 ・・・（２） ここにＱ：交換熱量（ｋｃａｌ／ｋｇ），Ｘin：吸引流
体クオリティ，ｈge：蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ），Ｃ
pg：蒸気比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ℃），Ｗ：流量（ｋｇ／
ｈ），Ｔ：温度（℃），添字１：１次側，２：２次側，
１２：１次側出口，２１：２次側入口，２２：２次側出
口，となる。
体クオリティ，ｈge：蒸発潜熱（ｋｃａｌ／ｋｇ），Ｃ
pg：蒸気比熱（ｋｃａｌ／ｋｇ℃），Ｗ：流量（ｋｇ／
ｈ），Ｔ：温度（℃），添字１：１次側，２：２次側，
１２：１次側出口，２１：２次側入口，２２：２次側出
口，となる。
【００１３】２相流エンタルピｈは ｈ＝Ｘinｈge＋ｈe ・・・（３） ここにｈe ：液相飽和エンタルピ（ｋｃａｌ／ｋｇ），
となる。
となる。
【００１４】式（２）を式（３）に代入してｈが求ま
る。これらの計算には１次側温度（Ｔ 11，Ｔ12），圧力
（Ｐ1 ），２次側温度（Ｔ21，Ｔ22）と圧力（Ｐ2 ）信
号が利用される。
る。これらの計算には１次側温度（Ｔ 11，Ｔ12），圧力
（Ｐ1 ），２次側温度（Ｔ21，Ｔ22）と圧力（Ｐ2 ）信
号が利用される。
【００１５】流量比（Ｗ2 ／Ｗ1 ）は乱流相似より負荷
状態によらないから、超臨界圧ボイラでは高負荷時（８
０％負荷以上）には吸引流体は蒸気単相となり式（２）
のヒートバランスより式（４）が成立し、式（５）がえ
られる。
状態によらないから、超臨界圧ボイラでは高負荷時（８
０％負荷以上）には吸引流体は蒸気単相となり式（２）
のヒートバランスより式（４）が成立し、式（５）がえ
られる。
【００１６】 Ｑ＝（Ｔ12−Ｔ11）Ｃpg1 Ｗ1 ＝（Ｔ21−Ｔ22）Ｃpg2 Ｗ2 ・・・（４） Ｗ2 ／Ｗ1 ＝（Ｔ12−Ｔ11）Ｃpg1 ／（Ｔ21−Ｔ22）Ｃpg2 ・・・（５） 式（５）より、流量比（Ｗ2 ／Ｗ1 ）が求まり、２相流
吸引時にはこれを用いることができる。このようにし
て、吸引流体のエンタルピが精度よく計測される。
吸引時にはこれを用いることができる。このようにし
て、吸引流体のエンタルピが精度よく計測される。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
吸引管２内の静圧が母管の静圧にほぼ等しくなる。従っ
て吸引管から吸引された２相流のエンタルピと母管を流
れる２相流のエンタルピが等しくなり、計測精度が大幅
に向上する。
吸引管２内の静圧が母管の静圧にほぼ等しくなる。従っ
て吸引管から吸引された２相流のエンタルピと母管を流
れる２相流のエンタルピが等しくなり、計測精度が大幅
に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の構成系統図である。
【図２】従来例の構成の系統図である。
１ 母管 ２ 吸引管 ３ 先端ノズル ４ 熱交換器 ５ 吐出管 ６ ボイラ過熱蒸気ライン ７ ボイラ蒸気ラインへの戻り管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−126001（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−67951（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−313748（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】 二相流の流れる母管と、同母管に挿入さ
れ上流側に複数のノズルを持つ吸引管と、上記母管に挿
入され下流側に複数の孔を持つ吐出管と、一次側の入口
および出口がそれぞれ上記吸引管および上記吐出管につ
ながれ二次側が過熱蒸気ラインにつながれた熱交換器
と、同熱交換器の一次側の入口部に設けられる第１の圧
力計および第１の温度計と、上記一次側の出口部に設け
られる第２の温度計と、上記熱交換器の二次側の入口部
に設けられる第２の圧力計および第３の温度計と、上記
二次側の出口部に設けられる第４の温度計とを備えてな
ることを特徴とする２相流エンタルピ計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4351891A JP2734491B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | ２相流エンタルピ計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4351891A JP2734491B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | ２相流エンタルピ計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231958A JPH05231958A (ja) | 1993-09-07 |
| JP2734491B2 true JP2734491B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=12665969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4351891A Expired - Lifetime JP2734491B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | ２相流エンタルピ計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734491B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69610597T3 (de) | 1995-03-03 | 2005-11-03 | Alltech Associates, Inc., Deerfield | Verfahren und vorrichtung zur elektrochemischen veränderung von chromatographiematerial |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP4351891A patent/JP2734491B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05231958A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19971118 |