JPH11201801A - 差圧式ドラムレベル検出器によるレベル算出方法 - Google Patents

差圧式ドラムレベル検出器によるレベル算出方法

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JPH11201801A
JPH11201801A JP2148998A JP2148998A JPH11201801A JP H11201801 A JPH11201801 A JP H11201801A JP 2148998 A JP2148998 A JP 2148998A JP 2148998 A JP2148998 A JP 2148998A JP H11201801 A JPH11201801 A JP H11201801A
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JP
Japan
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drum
temperature
level
reservoir
drain
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Application number
JP2148998A
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Inventor
Hideya Sonoda
秀也 園田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドラム内ドレンの温度のサブクーリング状態
を考慮するとともに、リザーバ内のドレン温度をより実
際値に近い値を用いてドラムレベルを算出することを特
徴とするドラムレベル検出方法を提供することである。 【解決手段】 ドラムレベル発信器13からのドラムレ
ベル差圧信号とドラム圧力発信器からのドラム圧力信号
とを用い、飽和温度SATより低い温度におけるドラム
内ドレン比重量と、飽和温度SATとリザーバ周辺温度
(周辺気温)tとの平均温度TR におけるリザーバ内ド
レン比重量とからドラムレベルを算出することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ドラムレベル発信
器からのドラムレベル差圧信号とドラム圧力発信器から
のドラム圧力信号とを用い、ドラムレベルを算出するこ
とを特徴とする差圧式ドラムレベル検出器によるレベル
算出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のドラムレベル検出方法も、図3に
示すように、リザーバ111内に生じる凝縮水のレベル
から深さHに至る圧力P111とドラムレベル112か
ら深さhに至る圧力P112とのドラムレベル差圧信号
をドラムレベル発信器113から入手して下記の計算式
にてドラムレベルを算出している。尚、114はドラム
100内の圧力を検出可能な圧力センサであり、ドラム
100内圧力信号を外部に送出可能に構成されている。
【0003】 h=[1/(γW−γS)]×{H(γR−γS)−ΔP} この時、各パラメータは下記のとおり設定している。 H:リザーバ内凝縮水レベル(低側計測座からの高さ、
mm) h:ドラムレベル(低側計測座からの高さ、mm) △P:レベル発信器入力差圧(mmH2O) γS:ドラム内蒸気比重量(g/cm3) γW:ドラム内ドレン比重量(g/cm3)(ドレン温度
は飽和温度として算出) γR:リザーバ内ドレン比重量(g/cm3)(ドレン温
度は、各圧力帯一定で、40〜50℃として算出)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検出方法では、算出されたドラムレベルと実レベルとの
誤差が生じ、これまでの各火力プラント設備からの実績
により、実際のドラムレベルと演算結果から求められた
レベルに相違があることが判明した。これについて検討
した結果、上記[従来の技術]に記載したhを求める公
式自体に問題はないが、同公式に使用している変数(γ
W,γR)の設定が原因で、誤差が生じていることがわか
った。すなわち、各々のγを設定する際のドラム内ドレ
ンの温度は、圧力に対応する飽和温度より低く、サブク
ーリング状態にある。よって、このサブクールを考慮
し、リザーバ側ドレン温度を、より現実的な値にすべく
各圧力帯で算出することが必要である。
【0005】したがって、本発明の目的は、ドラム内ド
レンの温度のサブクーリング状態を考慮するとともに、
リザーバ内のドレン温度をより実際値に近い値を用いて
ドラムレベルを算出することを特徴とするドラムレベル
検出方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の事情に鑑み、本発
明に係る差圧式ドラムレベル検出器によるレベル算出方
法は、ドラムレベル発信器からのドラムレベル差圧信号
とドラム圧力発信器からのドラム圧力信号とを用い、飽
和温度より低い温度におけるドラム内ドレン比重量と、
飽和温度とリザーバ周辺温度との平均温度におけるリザ
ーバ内ドレン比重量とからドラムレベルを算出すること
を特徴とする。
【0007】本発明は、ドラム内ドレンのサブクールを
考慮して、飽和温度より低い温度におけるドラム内ドレ
ン比重量γWを算出している。サブクールは3℃〜7℃
が望ましく、4〜6℃がさらに望ましい。このように、
サブクールを考慮しているので、実際的なドラム内ドレ
ン比重量γW を算出することができる。
【0008】また、本発明は、飽和温度とリザーバ周辺
温度との平均温度におけるリザーバ内ドレンの比重量γ
R を算出している。ここにおいて、「リザーバ周辺温
度」とは、例えば、図2においては、リザーバ11内の
凝縮水の上面レベルから、該凝縮水がドラム10に還元
される配管までの深さHにおける温度であり、またリザ
ーバ11が深さHまで延設されたものであってもよい。
よって、熱伝導体で形成されたリザーバ及び/またはリ
ザーバに接続される配管の外面上の温度及びその周囲に
おいて測定される周囲温度を意味する。検温センサは該
外面に当接していても適宜間隔離間していてもよい。検
温センサの検出部はカバーにより外気と遮断されている
ことが望ましい。
【0009】また、リザーバ内ドレンの前記「平均温
度」は、飽和温度とリザーバ周辺温度との相加平均で求
めてもよいが、下記式を用いるのが望ましい。 TR =0.5×(SAT−t)×(100+150×0.5)
/H+t ここで、TR :リザーバ側ドレンの平均温度、SAT:
リザーバ内圧縮水の飽和温度、H:リザーバ内凝縮水レ
ベル(低側計測座からの高さ、mm)、t:リザーバ周
辺温度、である。このように、本発明は、飽和温度とリ
ザーバ周辺温度との平均温度におけるリザーバ内ドレン
の比重量γR を算出しているので、リザーバ側ドレン温
度は40〜50℃一定と仮定し演算を行っていた従来の
方法より精度が高く、実際的なリザーバ内ドレンの比重
量γR を算出することができる。
【0010】本発明は、ドラムレベル差圧信号とドラム
圧力信号とを用い、飽和温度より低い温度におけるドラ
ム内ドレン比重量と、飽和温度とリザーバ周辺温度との
平均温度におけるリザーバ内ドレン比重量とからドラム
レベルを算出しているので、従来のレベル算出方法よ
り、精度の高い(実レベルに近い)レベル算出が可能と
なる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施
形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、そ
の相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、こ
の発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説
明例にすぎない。
【0012】まず、レザーバ11内のドレンの平均温度
の算出方法を説明する。図2は、リザーバ側ドレンの平
均温度の算出方法を説明する図である。同図において、
ドラム10内には、レベル12を有した下部液層部10
bと上部蒸気層部10aとが形成され、上部蒸気層部1
0aは配管によりリザーバ11に蒸気が流動可能に連通
され、下部液層部10bは配管を介してドラムレベル発
信器13に連通され、前記リザーバ11は配管を介して
上部蒸気層部10aからの蒸気が凝縮した凝縮水が流動
可能にドラムレベル発信器13に連通されている。
【0013】また、ドラムレベル発信器13には、前記
リザーバ11からの凝縮水を下部液層部10bに供給可
能に、内部において連通した通路を有するとともに、下
部液層部10bのレベル12より深さh下の圧力P12
及び、リザーバ11から深さH下の圧力P11を測定す
る圧力センサが配設されている。尚、図示しないが、ド
ラム10内の圧力を検出可能な圧力センサが適宜位置に
配置され、ドラム10内圧力信号を外部に送出可能に構
成されている。
【0014】熱伝導体で形成されたリザーバ11の外面
上において、検温センサを該外面に当接し、ドレン温度
を測定すると、リザーバ11内の凝縮水の上面レベルか
ら下降するにつれて、ドレン温度は低下する。すなわ
ち、ドレン温度の実測値は凝縮水上面レベルにおける飽
和温度SATから、深さHまで二次曲線Tsに示すよう
に変化する。
【0015】よって、この二次曲線Tsに近似する近似
直線Tnsを想定する。すなわち、リザーバ11内の凝
縮水レベルを0mmとし、該レベル上の飽和温度SAT
と、該レベルから、凝縮水がドラム10に還元される配
管までの深さHにおける温度を周囲気温tとし、前記飽
和温度SATと周囲気温tとの中間点S1 と、前記レベ
ルから100mm下がった点S2 とを結ぶラインL1
及び、周囲気温t上の前記レベルから250mm下がっ
た点S3 と前記点S2 とを結ぶラインL2 とで前記近似
直線Tnsが描かれる。
【0016】いま、TR :リザーバ側ドレンの平均温
度、SAT:リザーバ内圧縮水の飽和温度、H:リザー
バ内凝縮水レベル(低側計測座からの高さ、mm)、
t:リザーバ周辺温度(周囲気温)とすると、図2の四
角aの面積Maは、 Ma=(SAT−t)×100×0.5・・・(1) で表され、図2の三角bの面積Mbは、 Mb=(SAT−t)×0.5×150×0.5・・・(2) で表される。
【0017】よって、リザーバ側ドレンの平均温度TR
は、 TR ={Ma+Mb}×0.5/H+t ={(SAT−t)×100×0.5+(SAT−t)×150×0.5×0.5}×0.5/H+t ∴TR =0.5×(SAT−t)×(100+150×0.5)/H+t・・・(3) で表される。
【0018】このように、上記(3)式により、リザー
バ側ドレン温度を算出することができる。従来は、リザ
ーバ側ドレン温度は40〜50℃一定と仮定し演算を行
っていたが、これを実測データに基づいた上記近似式
(3)を用いることにより、従来より精度の高いリザー
バ側ドレン温度を算出することができ、従来のレベル算
出方法より、精度の高い(実レベルに近い)レベル算出
が可能となる。
【0019】また、本実施の形態におけるドラムレベル
検出方法は、図2に示すように、リザーバ11内に生じ
る凝縮水のレベルから深さHに至る圧力P11とドラム
レベル12から深さhに至る圧力P12とのドラムレベ
ル差圧信号をドラムレベル発信器13から入手して下記
の計算式にてドラムレベルを算出している。
【0020】 h=[1/(γW−γS)]×{H(γR−γS)−ΔP}・・・(4) この時、各パラメータは下記のとおり設定している。 H:リザーバ内凝縮水レベル(低側計測座からの高さ、
mm) h:ドラムレベル(低側計測座からの高さ、mm) △P:レベル発信器入力差圧(mmH2O) γS:ドラム内蒸気比重量(g/cm3) γW:ドラム内ドレン比重量(g/cm3)(ドレン温度
は、サブクールの影響は−5℃と設定して算出) γR:リザーバ内ドレン比重量(g/cm3)(ドレン温
度は、上記(3)式にて算出)
【0021】図1は本発明の実施の形態に係るドラムレ
ベル算出ロジック図である。同図において、図2のドラ
ムレベル発信器13からの差圧信号7が入力される線形
変換器1は、その差圧信号(4〜20mA)7を、それ
に比例する実際の差圧(mmH2O 等)に変換して△P
を得る変換回路で構成されている。
【0022】また、ドラム内の圧力信号8が入力される
線形変換器6は、その圧力信号(4〜20mA)8をそ
れに比例する実際の圧力(MPa等)に変換する変換回
路で構成されている。
【0023】また、折線関数器4は、線形変換器6の実
際の圧力値から[H(γR−γS)]を求める演算手段、
折線関数器5は、線形変換器6の実際の圧力値から[1
/(γW−γS)]を求める演算手段である。減算器2
は、線形変換器1からの出力と折線関数器4の出力とを
減算し、除算器3に出力し、該除算器3は減算器2の出
力を分子に、前記折線関数器5の出力を分母として除算
する。
【0024】次に、図1を用い本実施形態のドラムレベ
ル算出方法を説明する。図1において、ステップ(a)
では、ドラムレベル発信器13から送信されてくる差圧
信号7を線形変換器1にて実際の差圧に変換して△Pを
得る。
【0025】一方、ステップ(b)において、ドラム圧
力発信器から送信されてくる圧力信号8を線形変換器6
にて実際の圧力(MPa等)に変換する。そして、ステ
ップ(c)において、ステップ(b)で作った値から、
折線関数器4によりH(γR−γS)を作る。このときの
γRは前述の(3)式で算出したドレン温度値を使用す
る。
【0026】ステップ(d)において、ステップ(c)
で作ったH(γR−γS)から(a)で作った△Pを減算
器2にて減算する。ステップ(e)において、ステップ
(b)で作った値から、折線関数器5により1/(γW
−γS)を作る。この時のγWはドレン温度を(飽和温度
−5℃)と考えて算出する。そして、ステップ(f)に
おいて、ステップ(e)で作った値から、ステップ
(d)の減算結果を除算器3にて除算し、ドラムレベル
hを得る。
【0027】尚、本実施の形態においては、リザーバ内
ドレンの前記「平均温度」TR を、前記(3)式であ
る、TR =0.5×(SAT−t)×(100+150×0.5)/
H+tから求めているが、リザーバ周囲温度tと飽和温
度SATとの相加平均から求めてもよい。
【0028】また、ステップ(e)において、ステップ
(b)で作った値から、折線関数器5により1/(γW
−γS)を作る。この時のγWはドレン温度を(飽和温度
−5℃)と考えて算出しているが、これはサブクールを
3℃〜7℃の範囲でもよく、4〜6℃がさらに望まし
い。このように、サブクールを考慮しているので、実際
的なドラム内ドレン比重量γWを算出することができ
る。
【0029】以上詳述したように、本実施の形態は、ド
ラム内ドレンのサブクールを考慮して、ドラム内ドレン
の温度を飽和温度より低い温度設定するとともに、飽和
温度とリザーバ周辺温度との平均温度におけるリザーバ
内ドレン比重量とからドラムレベルを算出するので、よ
り精度の高い演算結果を求めることができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ドラム
レベル差圧信号とドラム圧力信号とを用い、飽和温度よ
り低い温度におけるドラム内ドレン比重量と、飽和温度
とリザーバ周辺温度との平均温度におけるリザーバ内ド
レン比重量とからドラムレベルを算出しているので、従
来のレベル算出方法より、精度の高い(実レベルに近
い)レベル算出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるドラムレベル算出
ロジック図である。
【図2】リザーバ側ドレン平均温度の算出にかかるリザ
ーバ側ドレン温度の変化を示す図である。
【図3】従来例によるドラムレベル算出方法を説明する
図である。
【符号の説明】
1、6 線形変換器 2 減算器 3 除算器 4、5 折線関数器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドラムレベル発信器からのドラムレベル
    差圧信号とドラム圧力発信器からのドラム圧力信号とを
    用い、飽和温度より低い温度におけるドラム内ドレン比
    重量と、飽和温度とリザーバ周辺温度との平均温度にお
    けるリザーバ内ドレン比重量とからドラムレベルを算出
    することを特徴とする差圧式ドラムレベル検出器による
    レベル算出方法。
JP2148998A 1998-01-19 1998-01-19 差圧式ドラムレベル検出器によるレベル算出方法 Pending JPH11201801A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011517742A (ja) * 2008-02-12 2011-06-16 マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー 液位検出装置を有する凝縮蒸気タービンおよび液位の制御方法
KR101156417B1 (ko) * 2010-05-14 2012-07-03 한국전력공사 수위 검출 장치 및 방법

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