[发明专利]汽轮机凝汽器循环冷却水流量测量方法及其在线测量装置

摘要

一种汽轮机凝汽器循环冷却水流量测量方法，其特点是：包括测点安装与数据采集，循环冷却水流量计算，装置标定，装置投运、实际测量与数据显示步骤；其在线测量装置包括汽轮机的循环冷却水管通过垂直弯管与凝汽器连接，在垂直弯管45°截面的内、外侧分别安装内侧取压管、外侧取压管，内、外侧取压管均通过橡胶管与差压变送器连接，差压变送器与测压电阻电连接，测压电阻与数据采集器电连接，数据采集器与计算机电连接。其测量方法科学，便于掌握，适用性强；在线测量装置结构简单、成本较低、能够自动准确测量汽轮机循环冷却水流量。

主权项

1.一种汽轮机凝汽器循环冷却水流量测量方法，其特征是，它包括以下步骤：1)测点安装与数据采集：汽轮机的循环冷却水管通过垂直弯管与凝汽器连接，在垂直弯管45°截面的内、外侧分别安装内侧取压管、外侧取压管，内、外侧取压管均通过橡胶管与差压变送器连接；差压变送器与测压电阻电连接，测压电阻与数据采集器电连接，数据采集器与计算机电连接，将每秒采集一次的差压数据存入计算机数据文件中；2)循环冷却水流量计算：(1)根据自由涡流理论，由伯努利方程得到垂直弯管内流体的速度分布为$v=\frac{C_1}{R}---\left(1\right)$式中，C1为积分常数，m2/s；R为曲率中心到管内某点的距离，m，对于垂直弯管，理想流量与垂直弯管内外压力差之间的关系式为$Q_{\mathrm{vt}}=C_{e1}\sqrt{\frac{\mathrm{\Δp}}{\mathrm{\ρ}}}---\left(2\right)$$C_{e1}=\sqrt{2}\mathrm{\π}{r}_0^2\frac{(x^2-1)(x-\sqrt{x^2-1})}{\sqrt{x}}---\left(3\right)$$x=\frac{R_0}{r_0}$其中，Qvt为通过垂直弯管的理想流量，m3/s；Ce1为只与垂直弯管几何尺寸有关的系数；Δp为垂直弯管45°角方向截面内外侧压力差，Pa；ρ为流体的密度，kg/m3；r0为垂直弯管的内半径，m；R0为垂直弯管中心的曲率半径，m；对于凝汽器入口的垂直弯管，经过推导，得$Q_{\mathrm{vt}}=C_{e1}\sqrt{\frac{\mathrm{\Δp}}{\mathrm{\ρ}}-\mathrm{gz}}---\left(4\right)$其中Δp为垂直弯管45°角方向截面内外侧压力差，ρ为流体的密度，kg/m3；g为重力加速度；z为垂直弯管45°角方向截面内外侧高度差；z＝Φ×cos45°，Φ为管路直径；(2)通过垂直弯管的实际流量，由于流量损失的存在，使得在同一内外压差条件下，流体实际流量并不等于流体的理想流量，其之间的关系表示为Qv＝αQvt (5)其中，Qv为实际测量流量，m3/s；Qvt为通过弯管的理想流量，m3/s；α称为流量系数，其通过实验标定确定其值；3)装置标定：用水银差压计测量垂直弯管内外侧压差，流体流量的测量是在冷却水管路上选择某一具有足够长直管段的位置安装阿牛巴流量计测量流经管道的流体流量，改变流量大小，从而对系数进行确定，标定后将水银压差计和阿牛巴流量计取下；4)装置投运、实际测量与数据显示：根据软件程序计算得到循环冷却水流量，且通过计算机显示器进行显示。