CN204064988U - 流动湿蒸汽湿度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种流动湿蒸汽湿度测量装置，包括冷凝式流动湿蒸汽测量装置；还包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样装置。本实用新型既可以对流动湿蒸汽湿度进行实时测量，也能够进行示踪剂法取样，克服了现有装置无法同时实现蒸汽湿度实时测量和进行示踪剂法取样的不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蒸汽湿度测量装置，具体涉及一种用于流动湿蒸汽的湿度测量装置。
背景技术
压水堆核电站多采用饱和式自然循环蒸汽发生器。汽水分离器是此类蒸汽发生器的关键部件之一，其作用是将干度大约30%的汽水两相混合物进行离心分离，变成湿度大约8%~15%的流动湿蒸汽。为了验证汽水分离器的分离性能，并为设计改进提供依据，必须开展汽水分离器的验证试验，测量汽水分离器出口蒸汽湿度是该试验需要获取的关键参数。
目前应用于蒸汽发生器中流动湿蒸汽湿度测量方法已有多种，如节流量热法、光学法、示踪剂法等。其中，节流量热法主要是通过近似的绝热节流，将高压的湿蒸汽转变为低压条件的过热蒸汽来测量，但需要高压差和极小湿度条件，如湿度小于1%。光学法比较新颖，但测量原理和***复杂，光学玻璃极易污染，对含有大液滴较高湿度的蒸汽测量结果很不理想。示踪剂法（采用CsCO3作为示踪剂）因其较高的精确度，在核电站中得到了广泛应用，但测量前需要耗费很长时间用于示踪剂在整个流动***内的均匀，然后进行多点取样化验分析，为离线测量，一般用于新建核电站蒸汽发生器验收试验，无法实现实时测量，既耗时又耗力。由此看来，现有应用于蒸汽发生器湿度测量的方法均存在固有缺陷和应用场合的限制，在实际应用中若仅单独使用某种方法并不能获得令人满意的效果。
经过研究发现，在汽水分离器验证试验中需同时采用示踪剂法和具有实时测量功能的方法才能有效准确获取汽水分离器出口蒸汽湿度。
实用新型内容
本实用新型的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种既可以对流动湿蒸汽湿度进行实时测量，也能够进行示踪剂法取样的流动湿蒸汽湿度测量装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
流动湿蒸汽湿度测量装置，包括冷凝式流动湿蒸汽测量装置；还包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样装置。
冷凝式流动湿蒸汽测量装置将抽取的蒸汽试样冷凝成高温过冷水，然后根据冷却水吸收的蒸汽凝结放热量即可计算出蒸汽的湿度。冷凝式流动湿蒸汽测量装置能够实现蒸汽湿度的实时测量。
为了得到准确的蒸汽湿度值，还需要配合进行示踪剂法蒸汽湿度测量，因此增加取样装置。取样装置对冷凝式流动湿蒸汽测量装置中流出的冷凝水进行取样，该取样试样即可用于示踪剂法蒸汽湿度测量。
本实用新型既可以对流动湿蒸汽湿度进行实时测量，也能够进行示踪剂法取样，克服了现有装置无法同时实现蒸汽湿度实时测量和进行示踪剂法取样的不足。
进一步的，所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置包括：冷凝换热器；设置于冷凝换热器蒸汽进口管路上的第一温度传感器和第一压力传感器；设置于冷凝换热器冷却水进口管路上的第二压力传感器、第二温度传感器和第二流量传感器；设置于冷凝换热器冷凝水出口管路上的第三压力传感器、第三温度传感器和第一流量传感器。
进一步的，所述取样装置包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样瓶。
进一步的，所述取样装置还包括与进水口所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的冷却换热器，以及与冷却换热器出水口连接的多级节流孔板，多级节流孔板与所述取样瓶连接；所述取样装置还包括设置于多级节流孔板与所述取样瓶之间的第四温度传感器。
用于示踪剂法的试样需要达到预定温度和压力，因此设置冷却换热器，使试样达到预定温度，设置多级节流孔板对试样进行减压。
进一步的，还包括设置于所述第四温度传感器与所述取样瓶之间的排放调节阀。
通过排放条件阀，能够控制取样装置的运行压力。
进一步的，所述冷却换热器的冷却水进口通过管路与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷却水进口管路连接。
本结构使得一个供水***即可对冷凝式流动湿蒸汽测量装置和取样装置进行供水，减小本实用新型的体积，简化本实用新型的结构。
综上所述，本实用新型的优点和有益效果在于：
1．本实用新型既可以对流动湿蒸汽湿度进行实时测量，也能够进行示踪剂法取样，克服了现有装置无法同时实现蒸汽湿度实时测量和进行示踪剂法取样的不足；
2．设置冷却换热器和多级节流孔板，可以使试样达到预定温度和压力；
3．设置排放调节阀，能够控制取样装置的运行压力；
4．冷却换热器的冷却水进口通过管路与冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷却水进口管路连接，使得一个供水***即可对冷凝式流动湿蒸汽测量装置和取样装置进行供水，减小本实用新型的体积，简化本实用新型的结构。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。
图1为本实用新型的结构示意图；
其中，附图标记对应的零部件名称如下：
1-汽水分离器实验本体，2-蒸汽取样管隔离阀，3-第一压力传感器，4-冷凝换热器，5-供水***，6-冷却水供水隔离阀，7-第二压力传感器，8-第二温度传感器，9-第二流量传感器，10-第三压力传感器，11-第三温度传感器，12-第一流量传感器，13-冷却换热器，14-第四温度传感器，15-排放调节阀，16-取样瓶，17-多级节流孔板，18-调节阀，19-冷却水排放槽，20-第一温度传感器，21-调节阀。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。
实施例1：
如图1所示，流动湿蒸汽湿度测量装置， 包括冷凝式流动湿蒸汽测量装置；还包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样装置。
冷凝式流动湿蒸汽测量装置将抽取的蒸汽试样冷凝成高温过冷水，然后根据冷却水吸收的蒸汽凝结放热量即可计算出蒸汽的湿度。冷凝式流动湿蒸汽测量装置能够实现蒸汽湿度的实时测量。
为了得到准确的蒸汽湿度值，还需要配合进行示踪剂法蒸汽湿度测量，因此增加取样装置。取样装置对冷凝式流动湿蒸汽测量装置中流出的冷凝水进行取样，该取样试样即可用于示踪剂法蒸汽湿度测量。
本实施例既可以对流动湿蒸汽湿度进行实时测量，也能够进行示踪剂法取样，克服了现有装置无法同时实现蒸汽湿度实时测量和进行示踪剂法取样的不足。
实施例2：
如图1所示，本实施例在实施例1的基础上，对冷凝式流动湿蒸汽测量装置的具体结构进行进一步说明。
所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置包括：冷凝换热器4；设置于冷凝换热器4蒸汽进口管路上的第一温度传感器20和第一压力传感器3；设置于冷凝换热器4冷却水进口管路上的第二压力传感器7、第二温度传感器8和第二流量传感器9；设置于冷凝换热器4冷凝水出口管路上的第三压力传感器10、第三温度传感器11和第一流量传感器12。
湿蒸汽经过第一压力传感器3测得压力P101后，流入冷凝换热器4。冷却水经过第二压力传感器7、第二温度传感器8和第二流量传感器9，测得温度T201、压力P201和流量F201后，进入冷凝换热器4，与湿蒸汽通过管壁实施逆流换热，将湿蒸汽冷凝成高温过冷水。高温过冷水经过第三压力传感器10、第三温度传感器11和第一流量传感器12后测得温度T101、压力P102和流量F101。
通过上述参数即可对湿蒸汽的湿度进行计算。
为了使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型，下面对湿度的计算进行说明。
根据能量守恒定律 ；
则湿蒸汽的焓：；
冷凝换热器4的表面散热量：
；
由此可计算湿蒸汽的湿度：
；
上式中，各计算参数通过实时测量可实时计算湿蒸汽湿度。
其中：
为湿蒸汽焓，kJ/kg；
为冷凝换热器出口冷却水焓，可通过测量的温度T202和压力P201计算物性获得，kJ/kg；
为冷凝换热器入口冷却水焓，可通过测量的温度T201和压力P201计算物性获得，kJ/kg；
为冷凝换热器一次侧出口冷凝水焓，可通过测量的温度T101和压力P102计算物性获得，kJ/kg；
为冷凝换热器对环境的散热量，包括辐射和对流换热量，可通过测量保温层表面温度计算获得，kW；
A为保温层外表面积，m2；D为保温层外径，m；L为换热器长度，m；
为湿蒸汽对应压力条件下的饱和水焓，可通过测量的压力P101计算物性获得，kJ/kg；
为湿蒸汽对应压力条件下的水的汽化潜热，可通过测量的压力P101计算物性获得，kJ/kg。
实施例3：
如图1所示，本实施例在实施例1或2的基础上，对取样装置进行进一步说明。
所述取样装置包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样瓶16。
实施例4：
如图1所示，本实施例在实施例3的基础上，对取样装置进行进一步说明。
所述取样装置还包括与进水口所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的冷却换热器13，以及与冷却换热器13出水口连接的多级节流孔板17，多级节流孔板17与所述取样瓶16连接；
所述取样装置还包括设置于多级节流孔板17与所述取样瓶16之间的第四温度传感器14。
用于示踪剂法的试样需要达到预定温度和压力，因此设置冷却换热器13，使试样达到预定温度，设置多级节流孔板17对试样进行减压，设置第四温度传感器14对取样试样的温度进行监测。
实施例5：
如图1所示，本实施例在实施例4的基础上，还包括设置于所述第四温度传感器与所述取样瓶之间的排放调节阀。
通过排放条件阀15，能够控制取样装置的运行压力。
实施例6：
如图1所示，本实施例在上述任意一种实施例的基础上，所述冷却换热器13的冷却水进口通过管路与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷却水进口管路连接。
本结构使得一个供水***即可对冷凝式流动湿蒸汽测量装置和取样装置进行供水，减小本实用新型的体积，简化本实用新型的结构。
实施例7：
如图1所示，流动湿蒸汽湿度测量装置，包括冷凝式流动湿蒸汽测量装置；还包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样装置。
所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置包括：冷凝换热器4（套管式换热器）；设置于冷凝换热器4蒸汽进口管路上的第一压力传感器3；设置于冷凝换热器4冷却水进口管路上的第二压力传感器7、第二温度传感器8和第二流量传感器9；设置于冷凝换热器4冷凝水出口管路上的第三压力传感器10、第三温度传感器11和第一流量传感器12。
所述取样装置包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样瓶16。
所述取样装置还包括与进水口所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的冷却换热器13，以及与冷却换热器13（盘管式换热器）出水口连接的多级节流孔板17，多级节流孔板17与所述取样瓶16连接；所述取样装置还包括设置于多级节流孔板17与所述取样瓶16之间的第四温度传感器14。
还包括设置于所述第四温度传感器14与所述取样瓶16之间的排放调节阀15。
所述冷却换热器13的冷却水进口通过管路与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷却水进口管路连接。
工作时，打开蒸汽取样管隔离阀2，从汽水分离器实验本体1中引入湿蒸汽。湿蒸汽经过第一压力传感器3测得压力P101后，流入冷凝换热器4。打开冷却水供水隔离阀6，来自供水***5中的冷却水经过第二压力传感器7、第二温度传感器8和第二流量传感器9，测得温度T201、压力P201和流量F201后，进入冷凝换热器4，与湿蒸汽通过管壁实施逆流换热，将湿蒸汽冷凝成高温过冷水。高温过冷水经过第三压力传感器10、第三温度传感器11和第一流量传感器12后测得温度T101、压力P102和流量F101。针对湿度的计算参照实施例2的说明。
打开调节阀21，使冷凝换热器4中的冷却水经过第一温度传感器20检测温度后流入冷却水排放槽19中。
从冷凝换热器4中流出的高温过冷水进入冷却换热器13。来自供水***5中的冷却水流入冷却换热器13中，将高温过冷水冷却至采样温度，经过多级节流孔板17减压后，打开排放调节阀15，取样试样进入取样瓶16，用于示踪剂法测量。在该过程中，采用第四温度传感器14对取样试样的温度进行监测。打开调节阀18，冷却换热器13中的冷却水进入冷却水排放槽19中。
如上所述，即可较好的实现本实用新型。
Claims (3)
1.流动湿蒸汽湿度测量装置，其特征在于：
包括冷凝式流动湿蒸汽测量装置；
还包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样装置；
所述取样装置包括与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的取样瓶（16）；
所述取样装置还包括与进水口所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷凝水出口管路连接的冷却换热器（13），以及与冷却换热器（13）出水口连接的多级节流孔板（17），多级节流孔板（17）与所述取样瓶（16）连接；
所述取样装置还包括设置于多级节流孔板（17）与所述取样瓶（16）之间的第四温度传感器（14）；
所述冷却换热器（13）的冷却水进口通过管路与所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置的冷却水进口管路连接。
2.根据权利要求1所述的流动湿蒸汽湿度测量装置，其特征在于，所述冷凝式流动湿蒸汽测量装置包括：
冷凝换热器（4）；
设置于冷凝换热器（4）蒸汽进口管路上的第一压力传感器（3）；
设置于冷凝换热器（4）冷却水进口管路上的第二压力传感器（7）、第二温度传感器（8）和第二流量传感器（9）；
设置于冷凝换热器（4）冷凝水出口管路上的第三压力传感器（10）、第三温度传感器（11）和第一流量传感器（12）。
3.根据权利要求1所述的流动湿蒸汽湿度测量装置，其特征在于：
还包括设置于所述第四温度传感器（14）与所述取样瓶（16）之间的排放调节阀（15）。
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