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选购购买孔板流量计采用新旧国标的对比计算


文章日期:2017-11-04|阅读数:



【摘 要】在核电厂,在主给水管路上装有孔板流量计,用于准确测量主给水流量。计算孔板流量的新的标准 GB/T 2624-2006 于 2007年 7月 1 日实施,并代替 GB/T 2624-1993。 本文详细介绍了孔板流量的新旧标准的不同,并通过计算表明采用不同标准给计算结果带来的差异。

0、引言:
 某核电四台机组的主给水流量孔板由上海节流装置制造有限公司生产,取压方式为法兰取压。 以这四台几组为例采用不同的孔板流量计算标准计算流量后, 发现采用 GB/T 2624-1993 计算出的流量相对 GB/T 2624-2006 计算出的流量偏大, 若不及时对计算程序予以更新将使主给水流量的测量产生偏差,从而影响机组热功率和电功率的计算。
 
1、孔板的测量原理:
 孔板是由机械加工获得的一块圆形穿孔的薄板。 它的节流孔圆筒柱形面与孔板上游端面垂直,其边缘是锐利的,孔板厚与孔板直径相比是比较小的。 孔板流量计的测量原理是以孔板安装在充满流体的管线中为依据的,孔板的存在使板的上游侧与下游侧之间产生一个静压差。 质量流量 qm 可用公式(1)确定:

    C       π d2      
qm=       ε 姨2  pρ (1)
       
  姨1-β 4     4      
               
式中:
 
C—流出系数;
 
β(=d/D)—直径比,直径 d 和 D 以毫米(mm)表示;ε—可膨胀性系数;d—节流孔直径(mm);
 
p—静压差(kPa);ρ—测量流量时的温度和压力下的流体密度。
 
2、新旧国标对比:
 
计算孔板流量的新的标准 GB/T 2624-2006 于 2007 年 7 月 1 日实施,并代替 GB/T 2624-1993。 新的标准在孔板部分有以下七条变化:
 
(1)孔板流出系数的公式改变了,用 R/G 公式取代了 Stolz ISO 5167 公式;
 
(2)采用新公式来计算孔板的介质可膨胀性系数 ε;(3)对孔板上 、下游所要求的***小直管段长度提出了全新及更长的要求;
 
(4)如在孔板上游安装流动调整器 ,则可适当缩短孔板上游直管段长度;
 
(5)采用 Joule Thamson(焦耳-汤姆森 )系数对孔板下游的温度进行修正;
 
(6)对孔板上游管道内壁粗糙度 、孔板不同轴度及不平度提出新的限制要求;
 
(7)对孔板上游管道连接处***大允许的台阶值有新规定。
图 1	标准孔板

图 1 标准孔板
图2  法兰取压口的间距

图 2  法兰取压口的间距
图 1 是一标准孔板,图 2 是法兰取压口的间距。 对法兰取压孔板在计算中产生影响的只有流出系数的公式改变。
 
GB/T 2624-2006 中流出系数 C 用 Reader-Harris/Gallagher(1998)
 
公式(2)计算:
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)
若 D<71.12mm(2.8 in),应把下列项加入公式(2):
+0.011(0.75-β)(2.8- 25.4D )
 
式中:
 
β(=d/D)—直径比,直径 d 和 D 以毫米(mm)表示;ReD—根据 D 计算出的雷诺数;
 
L1 (l1/D)—孔板上游端面到上游取压口的距离除以管道直径得出的商;
 
′ ′
L2 (l2 /D)—孔板下游端面到下游取压口的距离除以管道直径得
 
出的商;
对于法兰取压口 L1=L2= 25.4
D
GB/T 2624-1993 中流出系数 C 用 Stolz 公式(3)计算:
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)
  0.0390 (=0.4333) 4 4 -1 的系数用  
  L1     ,β (1-β )   0.0390。
  0.0900    
               
公式(3)各参数代表意义同公式(2)。
 
3、计算结果对比:
 计算标准的改变引起了流量计算公式中流出系数 C 的改变,从而影响到机组的主给水流量、热功率和电功率。 以某核电四台机组为例说明由于标准改变而引起的主给水流量、热功率和电功率等参数变化的大小,该核电机组主给水流量孔板由上海仪昌节流装置制造有限公司生产,取压方式为法兰取压。 参数对比如表 1 所示。
 表 1 可以看出相对新标准 , 采用旧标准计算得出的流出系数偏大 ,从而计算得出的主给水流量、热功率和电功率都偏大。 四台机组的偏差幅度相近,主给水流量偏大约 12t/h,热功率偏大约 6MW,按照发电机效率 35%计算出电功率偏大约 2.1MW。
表 1**新旧标准的计算结果对比
 
机组 参数名称 新标准 旧标准 差值
         
  流出系数 C 0.601116 0.603044 0.001928
         
1# 主给水流量(t/h) 3840.49 3852.81 12.32
       
热功率(MW) 1882.55 1888.64 6.09
 
         
  电功率(MW) 658.89 661.02 2.13
         
  流出系数 C 0.601114 0.603043 0.001929
         
2# 主给水流量(t/h) 3809.43 3821.65 12.22
       
热功率(MW) 1857.73 1863.75 6.02
 
         
  电功率(MW) 650.20 652.31 2.11
         
  流出系数 C 0.601151 0.603067 0.001917
         
3# 主给水流量(t/h) 3845.26 3857.52 12.26
       
热功率(MW) 1878.67 1884.73 6.06
 
         
  电功率(MW) 657.53 659.65 2.12
         
  流出系数 C 0.601153 0.60307 0.001917
         
4# 主给水流量(t/h) 3851.43 3863.71 12.28
       
热功率(MW) 1881.69 1887.76 6.07
 
         
  电功率(MW) 658.59 660.72 2.13

4、结束语:
 由孔板测得的主给水流量是核电厂运行中监测的重要参数,该参数直接影响到机组的热功率和电功率。 2006 年 7 月以前投入使用的流量孔板在计算中采用的是 GB/T 2624-1993。 若不及时更新计算程序,则会导致测得的主给水流量偏大,影响了机组热功率计算的准确性,从而限制了机组出力。 S


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