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選購(gòu)購(gòu)買孔板流量計(jì)采用新舊國(guó)標(biāo)的對(duì)比計(jì)算

【摘 要】在核電廠,在主給水管路上裝有孔板流量計(jì),用于準(zhǔn)確測(cè)量主給水流量。計(jì)算孔板流量的新的標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2624-2006 于 2007年 7月 1 日實(shí)施,并代替 GB/T 2624-1993。 本文詳細(xì)介紹了孔板流量的新舊標(biāo)準(zhǔn)的不同,并通過(guò)計(jì)算表明采用不同標(biāo)準(zhǔn)給計(jì)算結(jié)果帶來(lái)的差異。


0、引言:
 某核電四臺(tái)機(jī)組的主給水流量孔板由上海節(jié)流裝置制造有限公司生產(chǎn),取壓方式為法蘭取壓。 以這四臺(tái)幾組為例采用不同的孔板流量計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算流量后, 發(fā)現(xiàn)采用 GB/T 2624-1993 計(jì)算出的流量相對(duì) GB/T 2624-2006 計(jì)算出的流量偏大, 若不及時(shí)對(duì)計(jì)算程序予以更新將使主給水流量的測(cè)量產(chǎn)生偏差,從而影響機(jī)組熱功率和電功率的計(jì)算。
 
1、孔板的測(cè)量原理:
 孔板是由機(jī)械加工獲得的一塊圓形穿孔的薄板。 它的節(jié)流孔圓筒柱形面與孔板上游端面垂直,其邊緣是銳利的,孔板厚與孔板直徑相比是比較小的。 孔板流量計(jì)的測(cè)量原理是以孔板安裝在充滿流體的管線中為依據(jù)的,孔板的存在使板的上游側(cè)與下游側(cè)之間產(chǎn)生一個(gè)靜壓差。 質(zhì)量流量 qm 可用公式(1)確定:

    C       π d2      
qm=       ε 姨2  pρ (1)
       
  姨1-β 4     4      
               

式中:
 
C—流出系數(shù);
 
β(=d/D)—直徑比,直徑 d 和 D 以毫米(mm)表示;ε—可膨脹性系數(shù);d—節(jié)流孔直徑(mm);
 
p—靜壓差(kPa);ρ—測(cè)量流量時(shí)的溫度和壓力下的流體密度。
 
2、新舊國(guó)標(biāo)對(duì)比:
 
計(jì)算孔板流量的新的標(biāo)準(zhǔn) GB/T 2624-2006 于 2007 年 7 月 1 日實(shí)施,并代替 GB/T 2624-1993。 新的標(biāo)準(zhǔn)在孔板部分有以下七條變化:
 
(1)孔板流出系數(shù)的公式改變了,用 R/G 公式取代了 Stolz ISO 5167 公式;
 
(2)采用新公式來(lái)計(jì)算孔板的介質(zhì)可膨脹性系數(shù) ε;(3)對(duì)孔板上 、下游所要求的***小直管段長(zhǎng)度提出了全新及更長(zhǎng)的要求;
 
(4)如在孔板上游安裝流動(dòng)調(diào)整器 ,則可適當(dāng)縮短孔板上游直管段長(zhǎng)度;
 
(5)采用 Joule Thamson(焦耳-湯姆森 )系數(shù)對(duì)孔板下游的溫度進(jìn)行修正;
 
(6)對(duì)孔板上游管道內(nèi)壁粗糙度 、孔板不同軸度及不平度提出新的限制要求;
 
(7)對(duì)孔板上游管道連接處***大允許的臺(tái)階值有新規(guī)定。
圖 1	標(biāo)準(zhǔn)孔板

圖 1 標(biāo)準(zhǔn)孔板
圖2  法蘭取壓口的間距

圖 2  法蘭取壓口的間距
圖 1 是一標(biāo)準(zhǔn)孔板,圖 2 是法蘭取壓口的間距。 對(duì)法蘭取壓孔板在計(jì)算中產(chǎn)生影響的只有流出系數(shù)的公式改變。
 
GB/T 2624-2006 中流出系數(shù) C 用 Reader-Harris/Gallagher(1998)
 
公式(2)計(jì)算:

C=0.5961+0.0261β2-0.216β8+0.000521 姨10Re6β 0.7 +(0.0188+0.0063A)β3.5
      D          
6 0.3     4    
         
Re10 -10L1 -7L1         ′1.1
姨+(0.043+0.080e -0.123e )(1-0.11A)   β   -0.031 (M2 -0.8M2   )
    4
D         1-β  
β1.3               (2)

選購(gòu)購(gòu)買孔板流量計(jì)采用新舊國(guó)標(biāo)的對(duì)比計(jì)算選購(gòu)購(gòu)買孔板流量計(jì)采用新舊國(guó)標(biāo)的對(duì)比計(jì)算若 D<71.12mm(2.8 in),應(yīng)把下列項(xiàng)加入公式(2):
+0.011(0.75-β)(2.8- 25.4D )
選購(gòu)購(gòu)買孔板流量計(jì)采用新舊國(guó)標(biāo)的對(duì)比計(jì)算 
式中:
 
β(=d/D)—直徑比,直徑 d 和 D 以毫米(mm)表示;ReD—根據(jù) D 計(jì)算出的雷諾數(shù);
 
L1 (l1/D)—孔板上游端面到上游取壓口的距離除以管道直徑得出的商;
 
′ ′
L2 (l2 /D)—孔板下游端面到下游取壓口的距離除以管道直徑得
 
出的商;
對(duì)于法蘭取壓口 L1=L2= 25.4
D
GB/T 2624-1993 中流出系數(shù) C 用 Stolz 公式(3)計(jì)算:
C=0.5959+0.0312β2.1-0.1840β8+0.0029β2.5(106/ReD)0.75

  +0.090L1β4(1-β4)-1-0.0337L2(或 L23 (3)
當(dāng)   0.0390 (=0.4333) 時(shí) 4 4 -1 的系數(shù)用  
  L1     ,β (1-β )   0.0390。
  0.0900    
               

公式(3)各參數(shù)代表意義同公式(2)。
 
3、計(jì)算結(jié)果對(duì)比:
 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的改變引起了流量計(jì)算公式中流出系數(shù) C 的改變,從而影響到機(jī)組的主給水流量、熱功率和電功率。 以某核電四臺(tái)機(jī)組為例說(shuō)明由于標(biāo)準(zhǔn)改變而引起的主給水流量、熱功率和電功率等參數(shù)變化的大小,該核電機(jī)組主給水流量孔板由上海儀昌節(jié)流裝置制造有限公司生產(chǎn),取壓方式為法蘭取壓。 參數(shù)對(duì)比如表 1 所示。
 表 1 可以看出相對(duì)新標(biāo)準(zhǔn) , 采用舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得出的流出系數(shù)偏大 ,從而計(jì)算得出的主給水流量、熱功率和電功率都偏大。 四臺(tái)機(jī)組的偏差幅度相近,主給水流量偏大約 12t/h,熱功率偏大約 6MW,按照發(fā)電機(jī)效率 35%計(jì)算出電功率偏大約 2.1MW。
表 1**新舊標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果對(duì)比
 

機(jī)組 參數(shù)名稱 新標(biāo)準(zhǔn) 舊標(biāo)準(zhǔn) 差值
         
  流出系數(shù) C 0.601116 0.603044 0.001928
         
1# 主給水流量(t/h) 3840.49 3852.81 12.32
       
熱功率(MW) 1882.55 1888.64 6.09
 
         
  電功率(MW) 658.89 661.02 2.13
         
  流出系數(shù) C 0.601114 0.603043 0.001929
         
2# 主給水流量(t/h) 3809.43 3821.65 12.22
       
熱功率(MW) 1857.73 1863.75 6.02
 
         
  電功率(MW) 650.20 652.31 2.11
         
  流出系數(shù) C 0.601151 0.603067 0.001917
         
3# 主給水流量(t/h) 3845.26 3857.52 12.26
       
熱功率(MW) 1878.67 1884.73 6.06
 
         
  電功率(MW) 657.53 659.65 2.12
         
  流出系數(shù) C 0.601153 0.60307 0.001917
         
4# 主給水流量(t/h) 3851.43 3863.71 12.28
       
熱功率(MW) 1881.69 1887.76 6.07
 
         
  電功率(MW) 658.59 660.72 2.13

4、結(jié)束語(yǔ):
 由孔板測(cè)得的主給水流量是核電廠運(yùn)行中監(jiān)測(cè)的重要參數(shù),該參數(shù)直接影響到機(jī)組的熱功率和電功率。 2006 年 7 月以前投入使用的流量孔板在計(jì)算中采用的是 GB/T 2624-1993。 若不及時(shí)更新計(jì)算程序,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的主給水流量偏大,影響了機(jī)組熱功率計(jì)算的準(zhǔn)確性,從而限制了機(jī)組出力。 S

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