摘要(yao)：通過對福清核電(diàn)廠1,2#機組的在線流(liú)量儀表 應用情況(kuang)進行學習和總結(jié)，分析核電廠在線(xian)流量儀表選型設(shè)計的注意事項，給(gei)出了核電廠中在(zai)線流量😍儀表選型(xing)設計的要點和難(nan)點。在現行的核安(an)✏️全法規要求下對(duì)于後續新建核電(diàn)廠在線流量儀表(biǎo)選型設計具有一(yi)🌈定的指導意義。
0引(yǐn)言
　　流量測量在核(he)電廠監控系統中(zhong)具有舉足輕重的(de)作🌐用。與其❗它熱工(gong)檢測儀表相比，在(zai)線流量測量技術(shu)和儀表類型更多(duo)樣，選🐆型設計更複(fu)雜。福清核電🆚廠1,2#機(ji)組（主輔系👅統）使用(yòng)了421塊在線流量計(ji)，包含了節流裝置(zhì)（ 孔闆流量計 和文(wén)丘裏）、浮子、容積式(shì)、 電磁流量計 、 渦街(jiē)流量計 和 超聲波(bo)流量計 六大類型(xing)，涉及多種工況，各(ge)種類型所占比例(lì)分布如圖✂️1所示。本(běn)⛹🏻‍♀️文從在線流量計(ji)可測性和可靠性(xing)對流量儀表㊙️選型(xing)設計注意事項進(jìn)行分析，并輔以實(shí)際案例分析。

1核(hé)電廠在線流量計(ji)可測性
　　各類在線(xian)流量計的可測性(xing)，主要考慮介質參(cān)數、适用口徑和直(zhí)管段要求。
1.1介質參(can)數
　　介質參數主要(yào)包括介質的類型(xíng)、密度、粘度、允許的(de)壓損值以及各種(zhong)工況下所測介質(zhì)的溫度、壓力和流(liu)量範圍（電磁🔞流量(liàng)計還需要考慮介(jiè)質的電導率是否(fou)在可測範圍之内(nei)）。
①單一介質的類型(xing)主要是指氣體和(hé)液體，一般情況🏃‍♀️，容(róng)積⭐式流☔量計和電(dian)磁流量計隻用來(lai)測量液體；其它流(liu)量計對于兩種單(dan)一介質均可測。
②密(mi)度在體積流量測(cè)量中至關重要，常(chang)溫常壓下的😍介質(zhì)密🍓度是穩定的，是(shi)可校準的，密度不(bú)穩定的情況主要(yao)是指氣體，比如蒸(zheng)汽等，一般需要溫(wen)壓補償進行流量(liàng)校正。
③粘度主要是(shi)液體介質參數，對(duì)于所有與介質直(zhi)接接觸的流量計(ji)都有關系，主要是(shi)影響測量精度，尤(yóu)☎️其是對于🎯容積👌式(shi)流量計這種機械(xiè)接液部件直接測(cè)量的🌈流量計影響(xiang)較大。
④一般情況，流(liú)量測量産生壓損(sun)最大的是容積式(shi)流量🔞計⛷️，其次是節(jie)流式差壓流量計(ji)，沒有壓損的是超(chāo)☎️聲波流量計和電(diàn)磁流量㊙️計。
⑤溫度和(he)壓力也是影響流(liu)量計使用的重要(yao)指标，節流式差壓(yā)流量計、電磁流量(liàng)計對于溫壓适用(yong)性最強；浮子流量(liàng)計㊙️中玻🧑🏾‍🤝‍🧑🏼璃管浮子(zi)流量計隻能用于(yú)低溫低壓工況；容(rong)積式流量計對壓(ya)力不敏感，但是在(zai)高溫下容易熱膨(péng)脹變形，溫度太低(dī)又會導緻材質變(biàn)脆，所以隻适用于(yu)-30~160℃溫度範圍；超聲波(bō)流量計在測量氣(qì)體的時候要求P≥0.3MPa。
⑥流(liu)量範圍主要是指(zhi)最小流速和量程(chéng)比。一般情況下，流(liú)量測量均爲滿管(guǎn)流，不同流量計能(neng)測量的最‼️小流速(su)是有限值的👨‍❤️‍👨，比如(rú)渦街流量計常壓(yā)條件可測最小流(liu)速爲0.4m/s，電磁流量計(ji)可測最小流速0.1m/s等(deng)。量程比是流量計(jì)的重要🤟參數，一般(ban)情況下，差壓變送(song)器的量程比一般(bān)爲3：1，最大可達10：1；浮子(zi)流量計最大可達(da)10：1；容積式、渦街、電🏃‍♂️磁(ci)和超聲波的量程(chéng)比均可到30：1或者🐇40：1。
1.2适(shi)用口徑
　　絕大部分(fen)的流量計需要與(yǔ)工藝管道直接連(lian)接，對于工藝管道(dào)的口徑，不同的流(liu)量計有不同的适(shì)用範圍🔞，非特☎️殊情(qing)況一般不進行變(biàn)徑處理。一般情況(kuàng)下， 節流式差壓流(liú)量計 适用于DN≥50的管(guǎn)徑； 浮子流量計 可(ke)以用于DN<50的管徑，最(zuì)大不超過DN250；容積式(shì)流量計适用于DN15~DN500；渦(wō)街流量計适用于(yú)DN15~DN400；電磁流量計适用(yòng)于DN2.5~DN3000；超聲波流量計(jì)原理上對口徑無(wu)要求，尤其擅用于(yú)大口徑👉流量測🐆量(liàng)。
1.3直管段要求
　　除了(le)浮子流量計和容(róng)積式流量計對直(zhí)管段基本沒要🚶‍♀️求(qiú)以📱外💰，其它流量計(jì)對于直管段均有(you)要求，而且前後（上(shang)下遊🔅）直管段越長(zhang)越好，如表1所示。

　　不(bú)同流量計廠家對(dui)于直管段的最小(xiao)長度有不同的要(yào)求，在很多工程中(zhong)，普遍采用的最小(xiao)直管段長度爲✉️前(qian)10D後5D。
2核電廠在線流(liú)量計可靠性
　　在滿(man)足可測性之後，需(xū)要考慮流量計的(de)可靠性。核電産品(pǐn)首先🔅要考慮滿足(zú)現行相關核安全(quan)法規對設備等級(ji)的要求，其🐇次要考(kǎo)慮儀表的精度、響(xiǎng)應時間、環境因素(sù)和㊙️校準維📱護。
2.1設備(bei)等級
　　目前國内獲(huò)得審批的核電項(xiang)目中，核安全局要(yao)求🔞安裝在安全💁級(ji)管道的流量儀表(biǎo)保持抗震完整性(xìng)，即流量儀🆚表的機(jī)械部件抗震等級(ji)與工藝管道抗🔆震(zhen)等級保持一緻，并(bìng)對儀表材料和焊(han)接增加了相😍關要(yao)求；對于流量儀👉表(biao)的電氣部件，需要(yào)根據其執🔴行的功(gong)能來确定是1E級或(huo)者NC級。
2.2精度
　　不同的(de)工況和監控聯鎖(suǒ)要求對流量計的(de)輸出信号有不同(tóng)的精度要求（考慮(lǜ)線性度、遲滞性與(yu)重複性因素在🌈内(nei)的參考精度）。常見(jian)的在線流量計中(zhong)，精度最高的是容(róng)積式流量計，次之(zhī)是節流式差壓流(liu)💔量計和渦街流量(liang)計，再次之是電磁(ci)流量計，精度最⁉️差(cha)的是浮子流量計(jì)和超聲波流量計(ji)。
2.3響應時間
　　響應時(shí)間（量程中值附近(jìn)，在10%的階躍輸入變(bian)化下，輸出上升或(huo)下💔降63.2%需要的時間(jian)）在流量計參與聯(lian)鎖控制的時候至(zhì)關重要。平時說的(de)響應時間主要是(shì)指變送器（包括工(gong)作和功能類似✏️于(yu)變送🧡器的二次儀(yi)♊表）輸出電信号的(de)時間，需要靈敏度(du)特别高的聯鎖控(kòng)制場合要求響應(yīng)時間很短，比如ms級(ji)，普通的監控🔴顯示(shì)則對響應時間沒(mei)有特殊要求，幾秒(miǎo)鍾甚至幾❌十秒鍾(zhong)都可滿足要求。一(yi)般來說，節流式差(chà)壓流量計和電磁(ci)流量計的變送單(dan)元響應時間普遍(biàn)可以達到0.5S以内，渦(wo)街和容積式還有(yǒu)超聲波基本都可(kě)以👄控制在1s内。
2.4環境(jing)因素
　　環境因素是(shì)決定儀表是否可(kě)以長期穩定工作(zuo)的重要因素之一(yi)，主要是輻照、振動(dòng)和水塵。
　　輻照對于(yú)儀表的長期穩定(dìng)工作是一個挑戰(zhàn)，對于🌂安裝㊙️布❄️置在(zai)輻照區域（指紅、橙(chéng)、黃區）的在線流量(liàng)計，必須具備🚶‍♀️抗輻(fu)照能力。比如XREA059MD在嶺(lǐng)澳二期選用重慶(qing)川儀一體式電磁(ci)流量計，在方福項(xiang)目中選用上海光(guang)華電磁流量計，因(yīn)光華所供電磁流(liú)量計轉換器部分(fèn)不能滿足黃區的(de)抗輻照能力，所以(yi)分體安裝，把轉換(huan)器安裝布置到綠(lǜ)區房💘間，福清二期(qi)選用E-mag電磁流量計(ji)，因其滿足黃區的(de)輻照強度，又回歸(gui)一體式。
　　振動對渦(wo)街流量計和超聲(shēng)波流量計的工作(zuo)有較大影響，比如(ru)一般壓電式渦街(jiē)流量計可耐受0.2g的(de)振動，電容式渦街(jiē)流量計可耐受0.5~1g的(de)振動。這幾類流量(liang)計都不🌍能适用于(yu)強振🐆動場所，在弱(ruo)振動場合，可以采(cai)取相關減振措施(shi)📞，但是仍然會對這(zhè)幾類儀表長🔅期穩(wěn)定工作帶來較大(dà)影響。
　　水塵是任何(hé)工況都必須考慮(lǜ)的因素，我們遵照(zhao)IEC529-1976外殼防💛護等🈚級，對(dui)現場儀表可能出(chu)現的環境影響進(jin)行分💃🏻析，進而規定(ding)此處的儀表所應(yīng)具備的防護等👄級(ji)IPXY（X代表防塵能⭕力，Y代(dài)表防水能力）。
2.5安裝(zhuang)、校準和維護
　　儀表(biǎo)安裝是儀表選型(xíng)設計必須要考慮(lǜ)的問題，除了流量(liang)計本身安裝有簡(jian)易和繁瑣之分，測(ce)點所在位置💘是否(fou)方便📐流量計進行(háng)安裝也必須要考(kǎo)慮。相🚶對來說節流(liu)式差壓流量計是(shì)🛀安裝最繁瑣也是(shi)最容易發生洩漏(lou)的，而法蘭式安裝(zhuang)的其它一體型流(liú)量計安裝相🐇對方(fāng)便，尤其🌏是純機械(xie)計量模式的儀表(biao)，在隻需就地顯示(shi)的時候尤⛹🏻‍♀️其方便(biàn)。
　　所有的流量計都(dōu)需要定期校準和(hé)維護，某些工況不(bú)适合頻⭕繁對儀表(biǎo)進行校準和維護(hù)，比如高輻照區等(děng)♍，需要儀表有較好(hao)的重複性和較長(zhǎng)壽命。
3核電廠流量(liang)計選型設計案例(lì)
　　本章選取福清核(he)電廠1,2#機組中的設(she)備冷卻水系統主(zhǔ)㊙️泵（001/003PO）入口流量選型(xíng)設計案例進行分(fèn)析。
3.1可測性分析
該(gai)流量測點的介質(zhì)參數、管道口徑和(hé)前後直管段📱長度(du)⛱️如下：
介質類型：除(chú)鹽水流向：水平
密(mì)度：975kg/m3動力粘度：0.378cP溫度(dù)：75℃
壓力：1.2MPa.g
流量範圍：2136/2838/3718m3/h（近(jìn)2m/s~3.65m/s，量程比近2：1）
最大允(yǔn)許壓損：13.6KPa
口徑：24”直管(guan)段：11m（近18D）
對該流量測(cè)點的流量計選型(xíng)進行可測性分析(xi)如下：
①介質類型是(shì)液體，六大類流量(liàng)計均滿足測量要(yào)求；
②除鹽水電導率(lü)太低，不适合用電(dian)磁流量計；
③動力粘(zhan)度0.378cP情況下最大允(yǔn)許壓損13.6KPa，不适合用(yòng)容積式流量計。國(guó)内最好的容積式(shi)流量計廠家合肥(fei)精大✉️，在動力粘度(du)<30mpa.S（30cP）時🔞，流量計在最大(da)流量下運行時的(de)壓損也有🏒幾十KPa，最(zuì)大可達80KPa。
④密度、溫度(du)、壓力和量程比都(dou)在常見流量計可(ke)測範圍内。
⑤24”的口徑(jìng)，不适合用浮子流(liú)量計和渦街流量(liàng)計。
⑥測點所在管道(dào)可提供18D直管段，基(ji)本滿足前10D後5D的最(zui)短直管🤞段🈲要求。
經(jīng)過可測性分析，可(ke)選用的流量計類(lèi)型有節流式差壓(yā)流量計和超聲波(bo)流量計。3.2
可靠性分(fen)析
①該流量測點所(suo)在工藝管道安全(quan)等級爲3級，抗震等(děng)級爲1F，該👌流量測點(dian)需要在KIC進行指示(shì)并在流量低于500m3/h時(shí)報警，并作爲PAMS1信号(hao)進BUP顯示。根據本文(wen)2.1的内容，要求在線(xian)流量計機☀️械部件(jian)抗震等級爲1F，電💯氣(qì)部件（二次儀表）爲(wei)1E級設備，目前隻有(you)核級變送器具備(bei)1E級電氣☀️設備要求(qiú)，所以排除超聲波(bo)流量計和插入式(shì)流量計，該處隻能(neng)選用節流式差壓(yā)流量計。
②該處流量(liang)測點所選流量計(jì)參考精度要求≤0.5%，功(gong)能精✨度≤2%，節流🌈式🌈差(cha)壓流量計可以滿(mǎn)足要求。
③該處流量(liang)測點所選流量計(ji)響應時間要求≤0.4s，可(ke)以從常見🥵的變送(sòng)器廠家艾默生、羅(luo)斯蒙特和霍尼韋(wéi)爾中選擇合适的(de)型号。
④該測點所在(zai)區域是輻射分區(qu)中的白區，對變送(song)器👌外殼📐和本體沒(mei)有耐輻照要求，防(fang)護等級要求也較(jiào)低，隻🤞有IP55。
綜上所述(shù)，該處流量測點隻(zhi)适合選用節流式(shi)差壓流量🌈計，與福(fu)🈲清核電廠1,2#機組中(zhong)該處的實際儀表(biao)選型相同。
4結論
　　核(hé)電廠在線流量儀(yi)表的選型設計，要(yào)同時保證可測🌈性(xìng)和💃🏻可👣靠性。本文通(tōng)過對福清核電廠(chang)1,2#機組在線流量🧡儀(yí)表應用情況進行(háng)💋學習，總結分析了(le)常見在線流量計(ji)的選型設計🔱注意(yì)事項，對後續核電(diàn)廠在線流量儀🈲表(biǎo)選型設🏒計具有一(yi)定的參考意義。

以(yǐ)上内容源于網絡(luo)，如有侵權聯系即(jí)删除!