[发明专利]连通器式汽包水位取样测量装置及其几何尺寸的确定方法

权利要求书

1、一种连通器式汽包水位取样测量装置，它包括汽连通管(3)、水连通管(4)、测量筒(5)和排污冲洗管(6)，密闭的测量筒(5)中包括一个安装有水位检测传感装置的计量段(8)，计量段(8)的上下部分别通过汽连通管(3)和水连通管(4)与汽包上的汽测孔接管(1)和水测孔接管(2)相连通，排污冲洗管(6)设在测量筒(5)的底部，其特征是：在测量筒(5)上方设有向计量段输送凝结水的附加汽室(9)，附加汽室(9)的几何尺寸计算步骤是：

(1)选定测量装置的计量段几何尺寸

根据传感检测部件的尺寸确定计量段筒体的内径，并由受压元件强度计算确定计量段筒体壁厚，算出外径与圆周长，进而计算出计量段筒体的表面积；

(2)选定允许误差值

选定计量段测量上限取样误差dH_sx为1个主要设计目标值，选定0水位取样误差dH_o为1个辅助设计目标值；

(3)按dH_sx、dH_o值，分别算出其水柱筒体与汽室筒体所需要的表面积比值β

a.根据连通器汽、水重力平衡方程和计量段的长度L、dH_sx及0水位取样水柱高度h_o、dH_o值，分别计算出其对应的取样水柱平均密度ρ_cp，可得ρ_cp对应的水柱平均温度t_cp，

b.水柱底点温度t_d由经验公式t_d＝3t_cp-2t_h计算，式中的t_h是饱和水温度；

c.由β＝F_s/F_q＝C_p(t_h-t_c)·r^-1·ln[(t_h-t_c)/(t_d-t_c)]，分别算出dH_sx、dH_o值所对应的β值，式中：F_s：测量装置计量段水柱部分的散热表面积，F_q：测量装置汽室部分，包括计量段汽柱和附加汽室部分散热段表面积；t_h为饱和水温度，t_c为环境温度；C_p是在汽包压力下自t_h至t_d温度区间内水的平均定压比热；r为汽包压力下饱和水的汽化潜热；

(4)确定附加汽室筒体几何尺寸

由dH_sx算出的β值就是整个计量段部分和附加汽室部分的表面积比值，由于计量段筒体部分的表面积已经确定，即可以计算出附加汽室部分的表面积F_qb；

对于由dH_o算出的β值，水柱段筒体表面积F_s是按水柱高度h_o计算的，计量段内的汽柱筒体表面积F_qJ按汽柱高度为L-h_o计算的。令计量段以上的附加汽室部分表面积F_qb，那么，对于整个测量装置而言，汽室筒体表面积F_q为计量段内的汽柱筒体与附加汽室部分表面积之和，即F_q＝F_qJ+F_qb，dH_o所对应的β＝F_s/(F_qJ+F_qb)，则算出dH_o所对应的附加汽室部分表面积值F_qb；

在dH_o、dH_sx值所需要的附加汽室部分表面积F_qb值中，取F_qb值大者确定附加汽室筒体外形、直径、长度，以及属于附加汽室部分的管道几何参数。

2、根据权利要求1所述的连通器式汽包水位取样测量装置，其特征是：附加汽室(9)筒体的散热表面积大于测量筒中计量段(8)部分的散热表面积。

3、根据权利要求1或2所述的连通器式汽包水位取样测量装置，其特征是：所述附加汽室(9)是一个与计量段(8)筒体直接相连的筒体。