[实用新型]用于高温高压环境的光纤液位计

说明书

本实用新型提供了一种用于高温高压环境的光纤液位计。所述光纤液位计包括一端封闭另一端敞开的中空金属铠装管、绝缘导热芯、耐高温电热丝、测温光纤和尾端封头，绝缘导热芯装填在中空金属铠装管内，在绝缘导热芯内设有的中心电热丝通孔和环绕在中心电热丝通孔四周的一个或两个或两个以上测温光纤通道，所述耐高温电热丝位于中心电热丝通孔内，一根或两根或两根以上的测温光纤置于对应的测温光纤通道内，且耐高温电热丝和测温光纤的尾端从尾端封头穿出，并通过尾端封头将中空金属管的开口端密封。本实用新型所述的新型液位计的安装方式灵活，使用温度压力高，液位分辨率高，可应用于1000℃以下高压水、液态金属、熔盐等介质的液位测量。

技术领域

本实用新型专利属于传感测量技术领域，具体涉及一种用于高温高压环境且安装角度不受限的光纤液位计，该液位计可用于水冷反应堆核电站中稳压器、蒸发器的液位追踪，金属反应堆(钠冷、铅铋冷却反应堆)中液态金属液位、熔盐反应堆中熔盐液位监测。

背景技术

核反应堆采用水、液态金属、熔盐等冷却剂将堆芯产生的热量导出并做功发电。各种反应堆事故中由于冷却剂的流失，将带来堆芯丧失冷源，而引起裸露烧毁的风险。因此核反应堆内各种设备内的冷却剂液位，特别是一回路稳压器中冷却剂的液位，是核反应堆极为需要监测的参数。但是核反应堆一回路是高温高压环境，其温度达300℃以上，压力达15MPa以上，因此对液位计的耐受温度及压力均有极高要求。

目前，磁翻板液位计需要将被测容器内的高温介质引流降温后测量，以防止高温下传感器的退磁。这种液位计对容器上下端的开口引流，不但增大了高温高压容器破口风险，而且测量精度及响应速度均有下降。超声波液位计在应用于稳压器及蒸发器等的液相顶部存在蒸气的环境中，由于液相顶部局部出现的高密度蒸汽影响声波穿透，严重干扰测量结果。为应对上述高温高压环境中液位实时精确测量的苛刻条件，当前方案是采用多个不同原理的液位计进行多重测量，以相互校验，然而这种方式系统构成复杂、造价高，因此迫切需要开发一种高温高压环境下安装角度不受限的气-液相界面精确追踪的新型液位计。

发明内容

为了解决在高温高压环境，且对容器结构影响较小的液位精确测量问题，本实用新型专利提出了一种用于高温高压环境的光纤液位计及其制作方法，该光纤液位计可以用于与温度压力高的环境下，且液位分辨率高，不受自身角安装度的影响，可以减小对容器结构及摆放角度的要求。

本实用新型专利解决其技术问题所采用的技术方案为：所述一种用于高温高压环境的光纤液位计，其特征在于：所述光纤液位计包括金属铠装管、绝缘导热芯、耐高温电热丝、一根或两根或两根以上的测温光纤和尾端封头，所述金属铠装管为一端封闭另一端敞开的中空金属管，其内部装填绝缘导热芯，开口端通过尾端封头密封，并在尾端封头的中部对应设有电热丝和光纤穿孔；在绝缘导热芯内设有中心电热丝通孔和环绕在中心电热丝通孔四周的一个或两个或两个以上测温光纤通道，所述耐高温电热丝位于中心电热丝通孔内，一根或两根或两根以上的测温光纤置于对应的测温光纤通道内，耐高电热丝和测温光纤的尾端从尾端封头穿出分别与外界的功率调节系统和光纤温度监测系统连接。

本实用新型进一步的技术方案：所述绝缘导热芯金属铠装管中空区域完全填充，所述中心电热丝通孔设置在绝缘导热芯的中轴线上，其内径与耐高电热丝的外径相匹配，所述测温光纤通道分布在以中心电热丝通孔为圆心的等半径圆柱截面上，其内径与测温光纤的外径相匹配；所述测温光纤通道是与中心电热丝通孔相平行的至少两个直通道，或是螺旋盘绕在中心电热丝通孔周围的一根或两根或两根以上的螺旋通道；当测温光纤通道为多个直通道时，布置在多个测温通道内的多根测温光纤在同一截面上的测点交替分布；当设置两根或两根以上的螺旋通道时，各螺旋通道的盘绕螺距及盘绕半径均一致，螺旋通道之间无交汇区域。